Бактерии, амёбы и даже кровяные клетки способны целенаправленно передвигаться в жидкости. Это происходит несмотря на их простое строение и отсутствие центрального «управляющего органа» вроде мозга.
Как же это возможно? Группа учёных из Венского технического университета, Венского университета и Университета Тафтса (США) создала компьютерную модель такого движения и доказала: для плавания не требуется «главный командный центр».
Эти результаты помогают понять поведение микроорганизмов и открывают перспективы для разработки наноботов, способных точно доставлять лекарства. Исследование опубликовано в журнале Communications Physics.Простые микроорганизмы можно представить в виде цепочки звеньев — например, как бусинки на нитке, — объясняет ведущий автор исследования Бенедикт Хартл. — Каждый элемент может двигаться относительно соседних. Мы хотели понять, при каких условиях это приводит к движению всего организма в определённом направлении.
Если бы существовал центральный контроллер — мозг или нервный узел — всё было бы просто: он отдаёт команды, и тело движется согласованно. Однако у одноклеточных отсутствуют нейроны.
Учёные смоделировали микроорганизм как цепочку шариков, соединённых между собой. Главный вопрос заключался в следующем: можно ли разработать такие правила для каждого шарика, чтобы вся цепочка начала двигаться — без наличия единого управляющего центра? — поясняет Хартл.
Каждому элементу была присвоена простейшая «искусственная логика» — миниатюрная нейросеть с 20–50 параметрами. «Конечно, у одноклеточных нет нейронов, — уточняет Хартл, — но подобные механизмы могут реализовываться на уровне биохимических процессов, заставляя разные части клетки двигаться определённым образом».
Эта система «обучалась» в виртуальной вязкой жидкости, подбирая наиболее эффективный алгоритм движения. Выяснилось, что даже простые правила способны обеспечить чёткое и направленное движение.
Как сообщалось ранее — Ученые в США смогли найти скопление душ в космосе: куда ведет открытие
Свежие комментарии