Эксперты рассказали, как плесень без мозга способна принимать решения

Фото: EPA/UPG

Отсутствие мозга представляет собой серьезное препятствие для большинства организмов, но не для слизистой плесени под названием Physarum polycephalum, которая сохраняет способность выполнять вычисления, касающиеся окружающей среды, и принимать важные решения о том, в каком направлении двигаться, пишет IFLS. 

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Advanced Materials, соплеподобное существо использует "механическую чувствительность", чтобы реагировать на форму, размер и массу других объектов, а также ориентироваться в окружающей обстановке. 

Стоит уточнить, что Physarum не является настоящей плесенью, а представляет собой объединение отдельных эукариотических клеток, связанных между собой единой мембраной и плавающих в общей цитоплазме. 

Организм способен передвигаться с помощью процесса, называемого челночным потоком (shuttle streaming), который включает в себя перемещение этой водянистой цитоплазмы вперед и назад в волнообразном движении.

Предыдущие исследования показали, что, несмотря на отсутствие какой-либо нейронной структуры, Physarum способен находить путь к еде в центре лабиринта, улавливая химические сигналы, чтобы найти свое вознаграждение.

Однако ученые хотели понять, может ли слизь также принимать решения в отсутствие таких сигналов. Чтобы выяснить это, авторы исследования поместили организм в чашку Петри, содержащую полугибкий агаровый гель, с одним маленьким стеклянным диском на одном конце чашки и тремя дисками, равномерно распределенными на другом конце. 

Так эксперты выяснили, что в 70% испытаний Physarum двигался в сторону зоны с тремя дисками, явно отдавая предпочтение такому расположению по сравнению с одним диском. 

Исследователи предположили, что слизь смогла обнаружить искажения в агаровом геле, образованном этими дисками, и решила двигаться в направлении наиболее деформированной области в надежде обнаружить более крупный кусок пищи. 

Однако, когда эксперимент повторили с тремя дисками, сложенных друг на друга с одного конца, и одного диска с другого, Physarum больше не отдавал предпочтения более тяжелому объекту и двигался в обе области примерно с одинаковой частотой. 

Такое открытие указывает на то, что организм использует массу не только для того, чтобы оценить, в какую сторону двигаться, но учитывает и другие факторы. Чтобы разобраться в этом вопросе, специалисты использовали компьютерное моделирование для анализа нагрузки, оказываемой на агаровый гель при каждом расположении дисков. 

Так они выяснили, что в то время как три сложенных диска создавали наиболее концентрированное напряжение, три рассредоточенных диска производили более широкое распределение напряжения, причем слизистая плесень, предпочитала именно такую конфигурацию массы.

"Представьте, что вы едете ночью по шоссе и ищете город, в котором можно остановиться. Вы видите два разных расположения света на горизонте: одну яркую точку и скопление менее ярких точек. В то время как одна точка ярче, скопление точек освещает более широкую область, которая с большей вероятностью указывает на город, и поэтому вы направитесь именно туда. Узоры света в этом примере аналогичны узорам механической деформации, создаваемой различным расположением массы в нашей модели. Исследование подтвердило, что Physarum может физически ощущать их и принимать решения, основываясь на узорах, а не просто на интенсивности сигнала", — объяснил автор исследования доктор Ричард Новак. 

У других организмов, включая людей, внутри клеточных мембран есть молекулы, называемые TRP-подобными белками, которые способны обнаруживать натяжение.

Чтобы определить, перемещается ли Physarum с помощью того же механизма, исследователи применили вещество, блокирующее каналы TRP. Следовательно, слизь потеряла способность различать разные конфигурации дисков.

Интересные новости всегда под рукой в нашем Telegram-канале

Подписаться

Ирина Скиба / Skibair
Журналист GolosInfo