线虫通过无意识解答微分方程寻找食物

2018年08月02日08:43  来源:科技日报
 

以色列希伯来大学神经遗传学家阿龙·扎斯拉弗博士和他的学生日前在《自然通讯》上发表论文称,秀丽隐杆线虫(c.elegans)通过解答微分方程来寻找食物。当然该行为是无意的,它们寻找食物时并不知道自己在做数学题。

线虫没有大脑,只有302个神经元组成的原始神经系统。科学家准确地了解其每个神经元,知道相同的神经元在每个线虫体内都发挥相同的作用。然而,在某些更高等动物身上,科学家只能确定大脑某个区域的神经元可能起到的作用。因此,线虫对神经学家具有十分重要的研究意义和价值。

阿龙介绍说,线虫所解答的微分方程类似于“热或冷”游戏,如同人在黑暗且放有巧克力蛋糕的房子中,依靠鼻子嗅觉引导自己找到蛋糕。在此实践中,人的大脑实际上是在处理微分方程。

他们发现,线虫利用两个神经元来快速准确地寻找食物。一个神经元感知食物气味浓度是否在增强,如果是就继续前进;如果不是就试图找到更好和更短的路径。然而,线虫寻找捷径可能会误入歧途,这时就由另一个神经元来拯救整个觅食行动,该神经元如感觉到距离食物更远了,会引导其立即返回到笔直的方向。

阿龙解释说,“这两个神经元的综合数学能力可以形成一种有效的导航策略”,如同汽车导航仪的“重新计算路线”功能。(记者 毛黎)

(责编:姜虹羽(实习生)、熊旭)

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