Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Top Science

Peneliti mengungkap cara kerja sensor dalam cangkir hisap gurita – ScienceDaily


Gurita telah menangkap imajinasi manusia selama berabad-abad, mengilhami kisah monster laut dari legenda kraken Skandinavia hingga “Voyage to the Bottom of the Sea” di TV dan, yang terbaru, “Guru Gurita Saya” yang tidak terlalu mengancam di Netflix. Dengan delapan tentakel tertutup mangkuk pengisap, penampilan mereka sangat unik, dan kemampuan mereka untuk menggunakan pelengkap tersebut untuk menyentuh dan merasakan saat mencari makan semakin membedakan mereka.

Faktanya, para ilmuwan telah bertanya-tanya selama beberapa dekade bagaimana lengan-lengan itu, atau lebih khusus lagi mangkuk pengisap pada mereka, melakukan pekerjaan mereka, mendorong sejumlah percobaan ke dalam biomekanik. Tetapi sangat sedikit yang mempelajari apa yang terjadi pada tingkat molekuler. Dalam sebuah laporan baru, para peneliti Harvard melihat sekilas bagaimana sistem saraf di lengan gurita (yang beroperasi sebagian besar secara independen dari otak terpusat) mengelola prestasi ini.

Karya tersebut diterbitkan pada Kamis Sel.

Para ilmuwan mengidentifikasi keluarga sensor baru di lapisan pertama sel di dalam cangkir hisap yang telah beradaptasi untuk bereaksi dan mendeteksi molekul yang tidak larut dengan baik dalam air. Penelitian menunjukkan sensor ini, yang disebut reseptor kemotaktil, menggunakan molekul ini untuk membantu hewan mengetahui apa yang disentuhnya dan apakah objek itu memangsa.

“Kami pikir karena molekul-molekulnya tidak larut dengan baik, mereka dapat, misalnya, ditemukan di permukaan mangsa gurita dan [whatever the animals touch], “kata Nicholas Bellono, asisten profesor biologi molekuler dan seluler dan penulis senior studi tersebut.” Jadi, ketika gurita menyentuh batu versus kepiting, sekarang lengannya tahu, ‘Oke, saya menyentuh kepiting [because] Saya tahu tidak hanya ada sentuhan tapi juga ada rasa semacam ini. ‘”

Selain itu, para ilmuwan menemukan keragaman dalam respons reseptor dan sinyal yang mereka kirimkan ke sel dan sistem saraf.

“Kami pikir ini penting karena dapat memfasilitasi kompleksitas dalam indra gurita dan juga bagaimana ia dapat memproses berbagai sinyal menggunakan sistem saraf lengan semi-otonom untuk menghasilkan perilaku yang kompleks,” kata Bellono.

Para ilmuwan percaya penelitian ini dapat membantu mengungkap sistem reseptor serupa di cephalopoda lain, keluarga invertebrata yang juga termasuk cumi-cumi dan sotong. Harapannya adalah untuk menentukan bagaimana sistem ini bekerja pada tingkat molekuler dan menjawab beberapa pertanyaan yang relatif belum dijelajahi tentang bagaimana kemampuan makhluk ini berevolusi agar sesuai dengan lingkungannya.

“Tidak banyak yang diketahui tentang perilaku kemotaktil laut dan dengan keluarga reseptor ini sebagai sistem model, kami sekarang dapat mempelajari sinyal mana yang penting bagi hewan dan bagaimana mereka dapat dikodekan,” kata Lena van Giesen, seorang rekan postdoctoral di Bellono Lab dan penulis utama makalah. “Wawasan tentang evolusi protein dan pengkodean sinyal ini jauh melampaui cephalopoda.”

Bersama Giesen, rekan penulis lain dari lab tersebut termasuk Peter B. Kilian, seorang teknisi hewan, dan Corey AH Allard, seorang rekan postdoctoral.

“Strategi yang mereka kembangkan untuk memecahkan masalah di lingkungan mereka unik bagi mereka dan itu menginspirasi banyak minat baik dari ilmuwan maupun non-ilmuwan,” kata Kilian. “Orang-orang tertarik pada gurita dan cephalopoda lain karena mereka sangat berbeda dari kebanyakan hewan lainnya.”

Tim berangkat untuk mengungkap bagaimana reseptor dapat merasakan bahan kimia dan mendeteksi sinyal dalam apa yang mereka sentuh, seperti tentakel di sekitar siput, untuk membantu mereka membuat pilihan.

Lengan gurita berbeda dan kompleks. Sekitar dua pertiga neuron gurita terletak di lengan mereka. Karena lengan beroperasi sebagian secara terpisah dari otak, jika salah satunya terputus, ia masih dapat meraih, mengidentifikasi, dan menggenggam benda.

Tim memulai dengan mengidentifikasi sel mana di dalam pengisap yang benar-benar melakukan pendeteksian. Setelah mengisolasi dan mengkloning sentuhan dan reseptor kimiawi, mereka memasukkannya ke dalam telur katak dan dalam garis sel manusia untuk mempelajari fungsinya secara terpisah. Tidak ada reseptor seperti ini yang ada di katak atau sel manusia, jadi sel pada dasarnya bertindak seperti pembuluh tertutup untuk mempelajari reseptor ini.

Para peneliti kemudian mengekspos sel-sel itu ke molekul seperti ekstrak dari mangsa gurita dan barang-barang lain yang diketahui bereaksi oleh reseptor ini. Beberapa subjek tes larut dalam air, seperti garam, gula, asam amino; yang lain tidak larut dengan baik dan biasanya tidak dianggap menarik oleh hewan air. Anehnya, hanya molekul yang sulit larut yang mengaktifkan reseptor.

Para peneliti kemudian kembali ke gurita di lab mereka untuk melihat apakah mereka juga menanggapi molekul tersebut dengan meletakkan ekstrak yang sama di lantai tangki mereka. Mereka menemukan satu-satunya bau yang direseptor oleh reseptor gurita adalah kelas bahan kimia alami yang tidak larut yang dikenal sebagai molekul terpenoid.

“[The octopus] sangat responsif hanya pada bagian lantai yang memiliki molekul yang diinfuskan, “kata Bellono. Hal ini membuat para peneliti percaya bahwa reseptor yang mereka identifikasi menangkap jenis molekul ini dan membantu gurita membedakan apa yang disentuhnya. sistem saraf semi-otonom, ia dapat dengan cepat membuat keputusan ini: ‘Apakah saya terjangkit dan mengambil kepiting ini atau terus mencari?’ “

Sementara studi tersebut memberikan penjelasan molekuler untuk sensasi rasa sentuhan akuatik pada gurita melalui reseptor kemotaktilnya, para peneliti menyarankan studi lebih lanjut diperlukan, mengingat bahwa sejumlah besar senyawa alami yang tidak diketahui juga dapat merangsang reseptor ini untuk menengahi perilaku kompleks.

“Kami sekarang mencoba melihat molekul alami lain yang mungkin dideteksi oleh hewan ini,” kata Bellono.

Penelitian ini didukung oleh New York Stem Cell Foundation, Searle Scholars Program, Sloan Foundation, Klingenstein-Simons Fellowship, National Institutes of Health, dan Swiss National Science Foundation.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : https://totosgp.info/