Вчені використовували нічне бачення та штучний інтелект, щоб відстежувати та записувати кожен рух усіх восьми ніг, доки павуки працюють у темряві.
Створення сценарію побудови павутиння приносить нове розуміння того, як істоти з мозком у багато разів менші за людський можуть створювати структури такої елегантності, складності та геометричної точності.
«Я вперше зацікавився цією темою, коли гуляв зі своїм сином. Побачивши вражаючу павутину, я подумав: Якби ви пішли в зоопарк і побачили, як це шимпанзе будує, ви подумаєте, що це геніальний шимпанзе. А це ще дивно, бо мозок павука крихітний», — сказав старший автор Ендрю Гордус, поведінковий біолог в університеті Джонса Хопкінса.
Першим кроком до розуміння того, як відносно невеликий мозок цих тварин-архітекторів підтримує їх високорівневі будівельні проекти, є систематичне документування та аналіз задіяної поведінки та рухових навичок, що досі ніколи не робилося, в основному через проблеми із захопленням та записом дій .
У новому дослідженні, щоб спостерігати за павуками-колопрядами під час їхніх нічних робіт зі створення павутиння,
лабораторія спроектувала арену з інфрачервоними камерами та інфрачервоним світлом. За допомогою цієї установки вони спостерігали та записували шість павуків щоночі, коли вони будували павутиння. Вони відстежували мільйони дій окремих ніг з допомогою програмного забезпечення машинного зору, розробленого спеціально для виявлення рухів кінцівок.
«Занадто складно переглядати кожен кадр і вручну коментувати точки ніг, тому ми навчили програмне забезпечення машинного зору виявляти позу павука кадр за кадром, щоб ми могли документувати все, що роблять ноги, щоб побудувати цілу павутину», — сказав провідний автор Абель Корвер, аспірант, що вивчає нейрофізіологію.
Біологи виявили, що поведінка павуків при створенні павутиння дуже схожа, настільки, що дослідники змогли передбачити, над якою частиною павутини працював павук, просто глянувши на положення ноги.
«Навіть якщо остаточна структура трохи відрізняється, правила, які вони використовують для створення мережі, є однаковими», — сказав Гордус. «Всі вони використовують одні й самі правила, що підтверджує, що правила закодовані в їхньому мозку.
Тепер ми хочемо знати, як ці правила закодовані лише на рівні нейронів».
Подальша робота лабораторії включає експерименти з препаратами, що змінюють свідомість, щоб визначити, які ланцюги в мозку павука відповідають за різні етапи побудови павутиння.
Раніше НВ писав, що вчені перетворили павутину на музику за допомогою ультразвукової обробки даних .
Павуки майже сліпі - вони здатні розрізняти світло і темряву, але не більше того, — і сприймають світ через вібрації, використовуючи павутину як гігантський рецептор. Дослідники впевнені, що проект можна буде використовувати для дослідження життя павукоподібних та спілкування з ними.
«Структура павутиння чимось нагадує арфу чи струнний інструмент. Тому постало питання — а що, якщо змоделювати ці струни як об'єкти, що вібрують?», — наводить слова Маркуса Бюлера, професора інженерії Массачусетського технологічного інституту, який очолює проект, видання VICE.
На зовнішніх межах мережі, де ниток небагато, музика розріджена та звучить фальшиво. Але щільне серце павутини звучить «монументально», оскільки тисячі струн вібрують разом на різних частотах, створюючи несподівані ефекти, пояснює вчений.
