مگس‌ها جهان را چطور می‌بینند؟

مجموعه: گزارشهای علمی

به گزارش خبرآنلاین، گاهی بزرگ‌ترین تحولات از مطالعه کوچک‌ترین موجودات آغاز می‌شود.تیم تحقیقاتی دانشگاه شفیلد با بررسی مگس‌های میوه و مگس‌های خانگی متوجه شدند که این حشرات از قابلیتی به نام «پرش فرکانس بالا» (High-frequency jumping) بهره می‌برند. این ویژگی مانند یک سیستم توربو عمل کرده و به آن‌ها اجازه می‌دهد با سرعت و دقتی حیرت‌انگیز به محرک‌های محیطی پاسخ دهند.

برخلاف تصورات پیشین که گمان می‌رفت مگس‌ها اطلاعات بصری را به صورت غیرفعال (Passive) پردازش می‌کنند، این مطالعه ثابت کرد که آن‌ها به جای تماشای صرفِ جهان، بدن خود را با آنچه می‌بینند هماهنگ می‌کنند.

مگس‌ها از حرکات کوچک و تند و تیزی به نام «ساکاد» (Saccades) یا حرکات جهشی چشم استفاده می‌کنند. این تکان‌های ظریف به مغز کمک می‌کند تا اطلاعات شفاف‌تر و سریع‌تری از محیط دریافت کند. در واقع، این موجودات از «حرکت» برای جمع‌آوری اطلاعات استفاده می‌کنند، نه اینکه صرفاً منتظر پردازش داده‌ها توسط سیستم عصبی بمانند.

نتایج این پژوهش که در نشریه Nature Communications منتشر شده، نشان می‌دهد زمانی که در واقعیت، مگس‌ها «منتظر» نمی‌مانند تا نور به چشمشان برسد و بعد پردازش کنند بلکه با حرکاتِ بدنی، به تصاویر «عمق» و «سرعت» می‌دهند.

آن‌ها با انجام حرکات بسیار سریع و ناگهانی (که به آن ساکاد می‌گویند)، باعث می‌شوند تصاویر روی چشمشان «جابه‌جا» شود. این جابه‌جایی عمدی به مغز کوچک مگس اجازه می‌دهد تا فوراً بفهمد چه چیزی در حال حرکت است. به زبان ساده مگس به جای اینکه مثل یک دوربین ثابت بایستد و تماشا کند، با حرکاتِ تند و تیزِ بدنش، به تصاویر «جان» می‌دهد.

این مکانیزم به حشرات کمک می‌کند تا بر محدودیت‌های فیزیکی و عصبی خود غلبه کنند. محدودیت‌هایی که در حالت عادی باید مانع از ادراک سریع آن‌ها می‌شد. همین ویژگی است که پروازهای پرسرعت و فرار از شکارچیان را برای آن‌ها ممکن می‌سازد.

ارتباط این کشف و هوش مصنوعی

 امروزه خودروهای خودران و ربات‌ها برای درک محیط پیرامون خود به کامپیوترهای سنگین و مصرف انرژی بالای ناشی از پردازش داده‌های بصری وابسته‌اند. اما الگوبرداری از مغز مگس می‌تواند این معادله را تغییر دهد.

ربات‌ها می‌توانند با استفاده از حرکت برای درک محیط، بار محاسباتی روی پردازنده‌ها را کاهش دهند. سیستم‌های هوش مصنوعی با استفاده از پردازش اطلاعاتِ «حرکت‌محور»، واکنش‌های سریع‌تری در شرایط بحرانی نشان خواهند داد.  اگر هوش مصنوعی یاد بگیرد که مثل مگس، با تغییرات کوچک در زاویه سنسورها یا تحلیلِ لرزش‌های حرکتی، محیط را بشناسد، دیگر نیازی به پردازش‌های سنگین و میلی ثانیه‌های ارزشمندی که صرف «فکر کردن» می‌شود، نخواهد بود.

این یافته‌ها مدل‌های سنتی پردازش عصبی را به چالش می‌کشد. در مدل‌های قدیمی، فرض بر این بود که اطلاعات از مسیرهای ثابت و با تاخیرهای ذاتی عبور می‌کنند، اما در چارچوب جدید، «بینایی» حاصل تلاش دسته‌جمعیِ حرکت حشره، ورودی‌های بصری و پاسخ مغز است.

کشف جدید دانشمندان ثابت کرد که حتی کوچک‌ترین مغزها نیز قادر به حل پیچیده‌ترین مسائل با سرعت‌های خارق‌العاده هستند. ادغام این اصول بیولوژیکی در معماری هوش مصنوعی، می‌تواند نسل جدیدی از ماشین‌های هوشمند را به ارمغان بیاورد که نه تنها سریع‌تر، بلکه بهینه‌تر و به واقعیتِ بیولوژیک نزدیک‌تر هستند.