A robot model of compass cue calibration in the insect brain
Implementando un modello funzionale del circuito della direzione della testa degli insetti su un robot, i ricercatori hanno dimostrato che, sebbene il sistema sia in grado di calibrare con successo e sostituire gli indizi di orientamento come il vento con la luce, esso rivela anche un pregiudizio direzionale causato dai conflitti tra gli input ricorrenti e quelli istantanei che gli insetti reali probabilmente compensano attraverso meccanismi neurali evoluti.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
Immagina uno scarabeo stercorario come un piccolo e determinato corriere espresso. Il suo compito è rotolare una palla di sterco in linea perfettamente retta lontano da un mucchio affollato per evitare che venga rubata. Per farlo, lo scarabeo ha bisogno di un GPS affidabile. Di solito, osserva il sole o la luna (una "sorgente luminosa puntiforme") per sapere in che direzione andare. Ma cosa succede se il cielo è nuvoloso? Lo scarabeo è abbastanza intelligente da cambiare marcia e usare il vento che soffia contro la sua faccia come bussola di riserva.
Il documento suggerisce che il cervello dello scarabeo abbia un "campo di addestramento" speciale dove impara come queste diverse bussole si relazionano tra loro. È come uno studente che impara che il "Nord sulla mappa" corrisponde sempre al "Nord sull'ago della bussola". Questo apprendimento avviene mentre lo scarabeo fa una piccola "danza", ruotando su se stesso sopra la sua palla. Gli scienziati pensano che questo roteare aiuti il cervello ad aggiornare la sua mappa, collegando la sensazione del vento alla vista del sole.
Per testare questa teoria, i ricercatori hanno costruito un robot che agisce come uno scarabeo stercorario digitale. Hanno dato a questo robot lo stesso "circuito cerebrale" che pensano abbiano i veri scarabei e lo hanno messo nello stesso ambiente di test.
Ecco cosa è successo:
Proprio come i veri scarabei, il robot è riuscito a scambiare il proprio sistema di navigazione. Quando il "sole" era nascosto, è passato senza problemi all'uso del "vento" per far rotolare la sua palla in linea retta. Questo ha dimostrato che il modello cerebrale che hanno costruito funziona per la navigazione di base.
Tuttavia, c'è stato un intoppo:
Il robot non si è limitato a scambiare gli indizi perfettamente; ha sviluppato un'abitudine strana. A causa del modo in cui il suo "cervello" era cablato, la direzione in cui ruotava durante la sua danza ha effettivamente rovinato il suo percorso rettilineo. Era come un conducente che, dopo aver fatto una girata nel parcheggio, finiva accidentalmente per sterzare leggermente a sinistra anche se intendeva andare dritto.
I ricercatori hanno scoperto che questo accadeva perché il cervello del robot riceveva due segnali contrastanti contemporaneamente: uno dai suoi sensi immediati (ciò che sente proprio in quel momento) e un altro dalla sua memoria della rotazione (ciò che ha appena fatto). Il vero scarabeo probabilmente affronta la stessa confusione. Il documento conclude che, affinché i veri scarabei possano essere perfetti come sembrano, devono aver evoluto un "trucco neurale" nascosto per annullare questa confusione, un trucco che l'attuale modello robotico non possiede ancora.
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