سلول‌های حسی تغییر شکل ممکن است به حشرات کمک کنند تا اطلاعات بصری را با تاخیر کمتری پردازش کنند

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

هرکسی که تا به حال تلاش کرده و موفق نشده مگس را به زیر فشار دهد، سرعت یک سیستم عصبی کوچک را تجربه کرده است. اکنون، یک بررسی جدید شواهدی را گرد هم می‌آورد که راز آن تا حدی در حرکات میکروسکوپی و تغییرات شکل درون سلول‌های حسی و نورون‌ها نهفته است و دیدگاه‌های مرسوم در مورد چگونگی پردازش اطلاعات توسط مغز را به چالش می‌کشد.

سیستم های عصبی که اغلب به عنوان مدارهای ثابت حامل سیگنال های الکتریکی مدل می شوند، به حرکت فیزیکی نیز بستگی دارند. حرکات کل بدن و تغییرات کوچک درون سلول‌های منفرد با هم کار می‌کنند تا ادراک را تیزتر کنند و تاخیرهای پردازش را کاهش دهند.

تیم تحقیقاتی بین‌المللی به رهبری پروفسور Mikko Juusola، چارچوب جدیدی را برای درک چگونگی عملکرد این حرکات پشت سر هم برای تقویت درک فوق سریع پیشنهاد می‌کند. این مقاله در مجله Physics of Life Reviews منتشر شده است.

بسیاری از مدل‌های استاندارد سلول‌های حسی و مدارهای عصبی را به‌عنوان سیستم‌های ثابت فیزیکی در نظر می‌گیرند. با این حال حیوانات به طور فعال برای جمع‌آوری اطلاعات حرکت می‌کنند، در حالی که ساختارهایی که نمونه‌برداری و پردازش می‌کنند نیز حرکت می‌کنند و شکلشان را تغییر می‌دهند.

این بررسی با تکیه بر آزمایش‌های بصری و مدل‌های رایانه‌ای بیولوژیکی از مطالعات قبلی، استدلال می‌کند که حرکت فیزیکی در مقیاس‌های چندگانه به طور پویا اطلاعات حسی را شکل می‌دهد. تحقیقات روی بینایی حشرات نشان می‌دهد که حرکات میکروسکوپی درون سلول‌های حسی به آنها کمک می‌کند اطلاعات بصری را به طور موثرتری نمونه‌برداری کنند و از درک سریع و دقیق پشتیبانی می‌کنند.

جووسولا گفت: "کلید عمل ترکیبی حرکت در مقیاس های مختلف است. حیوانات به طور فعال برای درک محیط اطراف خود حرکت می کنند، در حالی که ساختارهای میکروسکوپی درون سلول های حسی و نورون های آنها نیز حرکت می کنند و شکل خود را تغییر می دهند.

"این فرآیندها با هم کار می کنند تا اطلاعات بیشتری را با حداقل تاخیر دریافت کنند. ما استدلال می کنیم که آنها باید با هم تکامل یافته باشند. این هماهنگی ممکن است چیزی باشد که به حس، رفتار و فکر اجازه می‌دهد تا زمانی که یک حیوان با جهان تعامل دارد، هماهنگ بماند.»

این بررسی پیشنهاد می‌کند که حرکت بدن و تغییرات شکل سلولی با هم تکامل یافته و به سیستم‌های عصبی کمک می‌کند تا بر محدودیت‌های پردازش غلبه کنند. این یک حلقه پیوسته ایجاد می‌کند که در آن حرکت اطلاعات دریافتی را شکل می‌دهد، تنظیمات سلولی آن را اصلاح می‌کند و فعالیت مغز اقدامات بعدی را هدایت می‌کند.

پروفسور اورل لازار، از دانشگاه کلمبیا و یکی از نویسندگان این بررسی، چگونگی دریافت سیگنال‌های حسی را با پردازش از طریق شبکه‌های مغزی نشان می‌دهد. این بررسی استدلال می‌کند که اطلاعات معنایی - آنچه سیگنال‌ها در رابطه با محیط، خاطرات و اهداف حیوان نشان می‌دهند - نقش مهمی را در کدگذاری عصبی بازی می‌کند.

"حسگر سریع تنها بخشی از داستان است. شبکه های مغزی همچنین باید مشخص کنند که سیگنال های حسی چه چیزی را نشان می دهند: کدام بو وجود دارد، کدام شی در حال نزدیک شدن است و این برای عمل بعدی حیوان چه معنایی دارد. همانطور که اطلاعات از این شبکه ها عبور می کند، به طور فزاینده ای حول اشیا، رویدادها و اهمیت آنها برای رفتار سازماندهی می شود."

به کارگیری این اصول بیولوژیکی در نهایت می‌تواند مسیرهای جدیدی را برای پروتزهای بینایی و مراقبت‌های بهداشتی ارائه دهد، در حالی که الهام‌بخش هوش مصنوعی با انرژی کارآمد و سیستم‌های بینایی روباتیک مانند اتومبیل‌های خودکار است که به طور یکپارچه با دنیای متحرک سازگار می‌شوند.

Mikko Juusola و همکاران، فراتر از ادراک ایستا: حیوانات، نورون‌ها و سیناپس‌ها برای محاسبه کارآمد حرکت می‌کنند، Physics of Life Reviews (2026). DOI: 10.1016/j.plrev.2026.09.009

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →