Прямая связь между активностью мозга и движением впервые показана у тараканов

Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв впервые зафиксировали нейронную активность в центральном комплексе мозга у идущих тараканов. Они обнаружили, что в этой области, где обрабатывается визуальная, химическая и тактильная информация, активность нейронов коррелирует со скоростью шага насекомого. Тараканы идут или бегут, когда их мозг принимает такое решение.

Ключевые результаты исследования

• Метод: Для записи активности в области размером с булавочную головку потребовалось более года для оттачивания техники микрохирургии и имплантации пучка из четырёх проводов тоньше волоса.
• Находка: Графики суммарной скорости шагов и суммарной нейронной активности демонстрируют схожую картину. Шаги следуют примерно через 450 миллисекунд после всплеска нейронной активности.
• Подтверждение: При электрической стимуляции нейронов шаг также следовал с задержкой около 450 мс, что подтверждает причинно-следственную связь.

Значение для робототехники

Исследование, опубликованное в Current Biology, может помочь в создании более автономных роботов. Как отметил профессор Рой Ритцман, способность насекомых адаптироваться к сложному рельефу вдохновляет на разработку роботизированного «мозга», способного самостоятельно принимать решения для преодоления препятствий. Это критически важно для:

• Поиска в завалах (здания, шахты)
• Пилотирования дронов
• Космических исследований, где сигналы с Земли идут с большой задержкой

Профессор Саша Зилл, комментируя работу, назвал её прорывом, отметив, что это первая запись нейронной активности при ходьбе, показывающая, что таракан может контролировать скорость с помощью мозга.