蛛網，蜘蛛的「思想鋼印」
2022年01月12日
研究人員利用人工智能和化學藥品，研究蜘蛛在織網時的細節，以及腦部的編碼過程。
Starr雖然有的蜘蛛可以小到在你的指甲上跳華爾茲，但它們能夠完成令人歎為觀止的美麗又複雜的工程。
毫無疑問，這個工程就是蜘蛛網——幾千年來一直吸引和激發人類想象力的結構。現在，我們對他們是如何完成這個工程，有了最詳細的分析。
一組科學家部署了夜視攝像頭，並使用人工智能技術來研究蜘蛛在織網過程中八條腿的每一個位置。由此來形成一個模型，可以根據蜘蛛腿的姿勢來預測網絡構建的階段。
這應該能夠幫助科學家們弄清楚，小蜘蛛在黑暗中織網時，大腦中發生了什麼。
「現在，我們已經明確了蜘蛛網構建的整體排布，這在如此精細的尺度下，任何其他動物都從未完成過。」
雖然其他動物的建造方式與人類並不完全相同，但人的建造能力並不獨特。其他靈長類動物能夠築巢，許多鳥類也是如此。有些螃蟹建造煙囪，有些石蛾幼蟲則建造保護殼居住。但是這些都沒有蜘蛛網那麼複雜、多樣或美麗。
diversus是蜘蛛家族的成員，嘗試建立構建蜘蛛網圖書館的核心，被稱為hackled科學家選取了六只蜘蛛進行拍攝。每天晚上，研究人員使用紅外攝像機和燈光記錄這些蜘蛛結網時的情況，並使用肢體跟蹤神經網絡監控每只蜘蛛身體的26個點：每條腿的基部、股骨和脛骨，以及身體的最前點和最後點。
Corver說：「即使你對它進行視頻記錄，在很長一段時間內，也有很多條腿要追蹤，還要跨越許多個體。「僅僅是瀏覽每一幀視頻並徒手注釋腿部點就太難了，所以我們訓練機器視覺軟件一幀一幀地檢測蜘蛛的姿勢，這樣我們就可以記錄腿部為構建整個網絡所做的一切。」
通過這種方式，研究人員記錄了21張網長達數小時的構造，以及構造時每個蛛形綱動物的身體運動。
這是記錄蜘蛛的微小大腦如何支持複雜的網絡構建的第一步，終於得到了回報。研究人員發現，每只蜘蛛的織網過程都涉及相同的運動方式和運動技能，以至於僅從腿的位置就可以預測正在織網的部分。
Gordus說。「它們都在使用相同的規則，這說明規則是在他們的大腦中編碼好的。現在我們想知道這些規則是如何在神經元層面編譯的。」這將是下一階段研究的主題。該團隊計劃使用能夠改變腦部的化學物質來影響蜘蛛，以確定大腦的哪些部分參與了織網過程及參與方式。（在之前，包括咖啡因在內的藥物曾被用於蜘蛛研究，因此我們有線索表明，這些藥物會對蜘蛛的結網能力產生影響。）
「通過藥物成分吸收和蜘蛛隨後的行為分析，推斷由藥物誘導的行為變化對結網架構的改變。我們希望在未來的研究中結合這兩種方法，」研究人員在論文中寫道。
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