Drosophila melanogaster ، ذبابة الفاكهة الشائعة ، هي في بعض النواحي مخلوق بسيط. لكن في حالات أخرى ، من المعقد للغاية ، كما هو الحال مع أي شكل من أشكال الحياة ، نخدش سطح فهمه فقط. لقد اتخذ الباحثون خطوة كبيرة مع D. melanogaster من خلال إنشاء أكثر التوأم الرقمي دقة حتى الآن - على الأقل في كيفية تحركه ، وإلى حد ما ، لماذا.
النموذج ، هو نموذج ميكانيكي حيوي واقعي من الناحية الشكلية يعتمد على عمليات مسح دقيقة ومراقبة وثيقة للذباب الفعلي. والنتيجة هي نموذج ثلاثي الأبعاد ونظام حركة ، عند المطالبة به ، يقوم بأشياء مثل التجول أو الاستجابة لبعض المحفزات الأساسية إلى حد كبير كما تفعل ذبابة حقيقية.
لتوضيح ذلك ، هذه ليست خلية كاملة -محاكاة من الخلية ، والتي رأيناها بعض التقدم في السنوات القليلة الماضية مع الكائنات الحية الدقيقة الأصغر بكثير. إنه لا يحاكي الجوع ، أو الرؤية أو أي سلوكيات متطورة - ولا حتى كيف يطير ، فقط كيف يسير على طول السطح ويعسك نفسه.
ما هو صعب للغاية في ذلك ، تسأل؟ حسنًا ، إنه شيء واحد لتقريب هذا النوع من الحركة أو السلوك وجعل ذبابة ثلاثية الأبعاد صغيرة تتحرك أكثر أو أقل مثل واحدة حقيقية. من الآخر القيام بذلك بدرجة دقيقة في بيئة محاكاة جسديًا ، بما في ذلك الهيكل الخارجي الدقيق بيولوجيًا ، والعضلات ، والشبكة العصبية المماثلة للذنب التي تتحكم فيها.
لجعل هذا النموذج الدقيق للغاية ، بدأوا مع فحص بالأشعة المقطعية للذبابة ، من أجل إنشاء شبكة ثلاثية الأبعاد واقعية المورفولوجية. ثم سجلوا ذبابة تمشي في ظروف تسيطر عليها بعناية شديدة وتتبعوا حركات الساق الدقيقة. بعد ذلك ، احتاج باحثو EPFL إلى صياغة كيف تتوافق تلك الحركات مع أجزاء الجسم المفصلية الجسدية ، مثل الرأس ، الساقين ، الأجنحة ، الأجزاء البطن ، proboscis ، الهوائيات ، الرسن ، والأخير هو نوع من عضو الحركة التي تساعد أثناء الرحلة.
اعتمادات الصورة: Pavan Ramdya (epfl)
أظهروا أن هذه تعمل من خلال تقديم الاقتراحات الدقيقة للطيران المرصود في بيئة محاكاة وإعادة تشغيلها مع الذبابة المحاكاة - تم تعيين حركات حقيقية بشكل صحيح على النموذج. ثم أظهروا أنهم يمكن أن يخلقوا مشيًا وحركات جديدة بناءً على هذه ، مما يترك الذبابة يركض بشكل أسرع أو بطريقة أكثر استقرارًا مما لاحظوه. br> لا يتحسنون في الطبيعة ، بالضبط ؛ إنهم يظهرون فقط أن محاكاة حركة الذبابة امتدت إلى أمثلة أخرى أكثر تطرفًا. كان نموذجهم قويًا ضد المقذوفات الافتراضية ... إلى حد ما ، كما ترون في الرسوم المتحركة أعلاه.
هذه دراسات الحالة هذه بنيت ثقتنا في النموذج. لكننا مهتمون أكثر عندما تفشل المحاكاة في تكرار السلوك الحيواني ، مشيرًا إلى طرق لتحسين النموذج ، كما قال بافان رامديا من EPFL ، الذي يقود المجموعة التي بنيت المحاكاة (ونماذج أخرى ذات صلة D. Melanogaster). إن معرفة مكان تحطم محاكاةهم يوضح المكان الذي يوجد فيه عمل. طُرق. من خلال فهم أفضل كيف ولماذا تحرك الذبابة بالطريقة التي تعمل بها ، يمكننا أن نفهم الأنظمة التي تكمن وراءها بشكل أفضل أيضًا ، وإنتاج رؤى في مناطق أخرى (تعتبر ذباب الفاكهة من بين أكثر الحيوانات التجريبية المستخدمة). وبالطبع إذا أردنا أي وقت مضى إنشاء ذبابة اصطناعية لسبب ما ، فإننا بالتأكيد نريد أن نعرف كيف يعمل أولاً.
بينما يكون Neuromechfly في بعض النواحي تقدمًا كبيرًا في مجال محاكاة الحياة رقميًا ، لا يزال (لأن منشئوها أول من يعترفون) محدودًا بشكل لا يصدق ، مع التركيز فقط على عمليات مادية محددة وليس على الجوانب العديدة الأخرى للجسم والعقل الصغير الذي يجعل ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة. أنت ca
اخلاء مسؤولية! هذا المقال لا يعبر بالضرورة عن رأي جامعة الرازي
