ハッキリ言って長いです。(ソースネクスト本格翻訳にて)
公海を巡回するお忍びサメ
- 2006年3月1日
- 新しい科学者印刷版から
- スーザン・ブラウン
サメの精神の中に到着すると想像しなさい： 海洋を通って静かに泳ぎ、香りの跡に向かってかすかな電界を感知し、相次ぐ時間の間平凡な深さを通してナビゲートする。
私達は、すぐ、サメの脳の中でまさに電気の調査経由のそれをすることができるかもしれない。 アメリカ軍によって出資されたエンジニアは、サメの脳シグナルが、動物のムーブメントをコントロールし、たぶん、それが感じているものをデコードしさえして、離れて処理されることを可能にするようにデザインされた神経のインプラントを作成した。
そのチームは、サメとツナからねずみと猿までの動物の行動を監視し、影響することができるインプラントを開発するために倫理の承認を得た世界中の多くのグループに入っている。 これらの研究者は、そのようなインプラントが、私達の、人の麻痺に取り組むことについての研究を押し上げることと同様に、どのように動物が彼らの環境と相互作用しているかについての理解を改善するであろうということを望む。
より論争で、国防総省は、水の中を静かに進み、繊細な電位傾度を感知し、化学の跡をたどるためにサメの天与の才能を利用することを望む。 サメのムーブメントを離れて誘導することによって、それらは、動物を、たぶん、見つけられずに容器に続くことが可能なお忍びスパイに変えることを望む。 アーリントン、バージニアで基づいて、米国国防総省高等研究計画局(DARPA)によって出資されたプロジェクトは先週ホノルル、ハワイで合っている海洋科学で示された。
神経のインプラントは、動物の脳の中に埋め込まれる一連の電極から成る(それは、その時、様々な機能領域を刺激するために使われることができる)。 ボストン大学の生物学者Jelle Atemaと彼の生徒は、幻影におい経由でタンクの中でスピニィ・ドッグフイッシュを「操縦する」ために彼らを使っている。 小型サメが泳ぎ回る時に、研究者は無線信号をラップトップから一端に魚に付着し、他で水の外で飛び出ているアンテナに発する。 電極はその時右または嗅覚中枢(臭いに専念した脳のエリア)の左のどちらかを刺激する。 それが興味深い臭いの一服をつかんだかのように、魚はシグナルに呼応して対応する側にまわりで弾き飛ばす： シグナルがより強いほど、もっとより鋭く、それは回る。
チームは、この方法で動物をコントロールするために試みる一番目ではない。 ブルックリンのニューヨーク州立大学健康科学センターのジョン・チェーピンは、瓦礫の堆積(新しい科学者、2004年9月25日、p 21)を通してねずみを誘導するために同様な戦術を使った。 チェーピンのインプラントは、それらのひげにつながっている脳の一部を刺激するので、何が過ぎてブラッシングしたかをわかるために、ねずみは本能的にくすぐられた側に振り返る。 ねずみの脳の中で喜びセンターを刺激することによって、チェーピンはその反応に報いる。 この報酬プロセスを使って、彼らがRDX(プラスチック爆弾のコンポーネント)などの目標化学薬品のにおいを感じている時に、彼は、齧歯類が、10秒の間休止するように訓練した。
それらが、爆弾または閉じ込められた人々さえ検出するために使われることができて、先月可能性を議論するために、チェーピンが彼らと会った所で、ニューヨーク警察は、その災害反応チームにチェーピンのねずみを募集することを考慮している。
しかし、チェーピンの「精神パッチ」はただ1つの方向で働く： 彼は動きを刺激するか、行動に報いることができるけれども、彼は、ねずみが何のにおいを感じているかを直接検討することができない(それが、なぜ彼が、彼らが、彼らが何を感じ取っているかを明らかにするように訓練する必要があるかである)。 DARPAのサメ研究者は対照的に、動物が海流、香り、または電界を検出したのを示す神経活動の違うパターンを検出し、判読するために彼らのインプラントを使いたいと思っている。 インプラントは、すぐに多くのニューロンから活動を録音するために、脳に沈むワイヤの小さな針刺しを見せびらかす。 マイクロプロセッサーが脳活動のどのパターンかを認識することを計画するチーム計画はどの香りかと相関している。
Atemaは、どのようにサメが化学の跡を追跡するかを研究するためにインプラントを使うことを計画する。 私達は、サメに極めて鋭い嗅覚があると知っているけれども、正確にどのように動物が荒野でその感覚を展開するかはこれまで推測の問題であった。 神経のインプラントはすべてそれを変更することができた。 「あなたは泳ぎサメから情報を、下にひもで縛られるanaesthetisedされた動物からよりずっとよくする」とAtemaは言う。 「それは、どのようにこれらの動物がそれらの世界と相互作用しているかの中にまったく新しいウィンドウを広げることができた」。
海洋生物学のハワイ研究所で、ティムTricasは、どんな情報scallopedシュモクザメがそれらの電界センサーから拾うかを調査するためにインプラントを使っている。 サメの頭接続を横切って、それらを電圧勾配に敏感にする神経エンディングに散乱したゲル満たされた毛穴。 サメは、砂の中で埋蔵されたまごつきなどの隠れた犠牲のまわりで弱いバイオエレクトリックのフィールドを見つけるためにこれらの電気受容器を使うことができる。
数十年の間、海洋生物学者は、サメがナビゲーションのためにまたこれらの電気受容器を使うかもしれないと疑っていた。 タイガーとヨシキリザメは上から来る海底と散乱し、変わるライトだけの眺めなしで直線の中で相次ぐマイル泳ぐことができる。 何人かの研究者は、地球の磁場を使って、彼らが彼らの表題を維持していると疑っている。
指揮者–これにおいて、サメを収納しなさい–が磁場を通過する時に、インタラクションは指揮者を横切って電圧を設定する。 その電圧の力とオリエンテーションは磁場に指揮者の角度に依存する。 サメがそれらの変化を検出することができたならば、それは羅針盤のようなその電気の受容器を使うことができた。 Tricasは、これをテストする唯一の方法は、自由に泳いでいるサメの中で電気受容を監視することであると言う。
他の動物の行動研究者はまた彼らの主題を解き放っている。 シアト
のワシントン大学のJaideep Mavooriは、大司教が遊ぶ間脳活動を監視することができる猿のために神経のインプラントを開発した。 「私達は、私達が、宙返りをしている猿から神経活動を録音する最初の人であると信じる」とMavooriは言う。
Mavooriのインプラントは別のものの中で活動に呼応した脳の一方の部分を刺激することもできて、神経のシグナルを解釈し、それに応じてメッセージを脳または筋肉の別の部分に送ることができるマイクロチップを持っている。 彼と彼の同僚は、そのようなインプラントが最終的に人が損傷または病気によって起こされた失われた神経機能を補うのを手助けするかもしれないと信じる。
彼らは、猿が自由に動き回る時に、反対筋肉グループ–ジョイントを拡張し、曲げるそれら–をコントロールしているニューロンのセットが多くのムーブメントにわたって両方ともアクティブであると気付いた。 しかし、猿が、椅子の中で制限されて、例えば褒美の餌のためにその手を差し伸べることを教えられる時に、伸筋をコントロールするニューロンだけが、アクティブである傾向がある。
“見分けられることのない水であるけれども、リモコン付きのサメは静かに滑走する。/>/>”
この違いを理解することは、神経の損傷によって麻痺させられた手足に動きを回復するために筋肉で刺激的な補綴を作成することにおいて活発であるかもしれない。 あなたの腕を中と外に穏やかに拡張するなどのいくつかのゆるんだムーブメントのために、次々シグナルを対立筋に送ることはまったくよく働く。 しかし、本を本箱に挿入するなどのジョイントの中で、いくらかの堅さを必要としているムーブメントのために、あなたは、同時に筋肉に反対して、かみ合う必要がある。 成功した神経の補綴は、両方のパターンをまねする必要があるであろう。
その間、DARPAも、そのサメインプラントを研究所から取り去ることを計画する。 ニューポート、ロードアイランドの海軍水中戦センターのプロジェクトエンジニア ウォルター・ゴメスは、チームの次のステップが、ヨシキリザメの中に機器を移植し、フロリダの沖で海洋の中にそれらをリリースすることであるであろうと言う。
しかし、タンクの中で小型サメを指示するために使われた無線信号は水に侵入しないであろうので、エンジニアは、ソナーを使っているサメと通信することを計画する。 ゴメスによると、海軍はすでに、最高300キロメートルまでの向こうに船からのメッセージをサメに中継することに適当なエリアの音響の合図タワーを持っている。 チームは、コバンザメ魚のように形づくられたソナー受信機を、動物に付着する時にドラッグを最小化するようにデザインした。
科学者は特にテストの間にサメの健康に興味をもっているであろう。 野生の略奪者として、彼らを疲れさせることは非常に容易で、これは、厳密な制限を、どれくらい研究者が、彼らを傷つけずにどのようなあるセッションにでも彼らのムーブメントをコントロールすることができるかに設けるであろう。 しかし、この制限にもかかわらず、リモコン付きのサメは、ロボットの水面下の監視乗り物が全くマッチすることができない利点を持っている： それらは静かで、彼らは自身に動力を供給する。
新しい科学者雑誌の号2541から、2006年3月1日、30にページを付けなさい。
チップを持つ魚が農場に近いままいる。
漁場科学者は、養殖魚の行動をコントロールするために神経のインプラントの使用を調査している。 彼らは、タグが、書く必要を取り除き、魚に食物を与えるであろうということ(周辺の水域を汚染し、病気を促進する習慣)を望む。 代わりに、計画は、魚に、自身を捜し回り、それから彼らが、収穫するのに十分に大きい時に彼らを救うために放たせることである。
魚を含む1つの方法は、音響のフェンス(ことによると、悪臭をまねすることによって警告信号を魚の脳に提供するためにインプラントを引き起こすであろう音響信号の障壁)であるであろう。 バリー・コスタ・ピアースで(ナラガンセット族の中のロードアイランド大学の海の研究者)は、彼のチームが、すでに、魚をコマンドの上で浮上させることができるインプラントを開発したと言う。 プロジェクトはクロマグロとキントキダイのツナ、スギ、および鮭に集中している。
コスタ・ピアースは、彼が、計画を実施することへの障害が第一に経済ではなく合法であると認めているけれどもペニーの問題に各インプラントのコストを下げることを望んでいる。 ツナを解き放つことは、誰が、海洋の民衆の中で泳ぐ魚を所有するかの問題を提起するであろう。 政府が、そのようなインプラントを考慮する釣り規則を設定することができるまで、商業用の漁場は、アイデアを取り上げることがありそうにない。
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