تكامل المسار

الموسوعة الحرة
يقوم التكامل المساري بجمع متجهات المسافة والاتجاه المقطوع من نقطة البداية لتقدير الموقع الحالي، وبالتالي المسار العائد إلى نقطة البداية.

يُعد التكامل المساري الطريقة التي يُعتقد أن الحيوانات تستخدمها في تحديد المواقع بالتقدير .

تاريخ

افترض تشارلز داروين لأول مرة وجود نظام ملاحة قائم على القصور الذاتي لدى الحيوانات عام 1873. [ 1 ] وأكدت الدراسات التي بدأت في منتصف القرن العشرين أن الحيوانات قادرة على العودة مباشرة إلى نقطة انطلاقها، كالعش مثلاً، حتى في غياب الرؤية وبعد أن قطعت مساراً دائرياً. يُظهر هذا قدرتها على استخدام الإشارات لتتبع المسافة والاتجاه لتقدير موقعها، وبالتالي كيفية العودة إلى موطنها. سُميت هذه العملية بتكامل المسار لتجسيد مفهوم التكامل المستمر لإشارات الحركة خلال الرحلة. وقد أكدت دراسة إشارات القصور الذاتي أن واحدة على الأقل من هذه الإشارات الحركية (أو الإشارات الذاتية ) هي معلومات من أعضاء التوازن ، التي تستشعر الحركة في الأبعاد الثلاثة . ومن المحتمل أن تشمل الإشارات الأخرى الإحساس العميق (معلومات من العضلات والمفاصل حول وضعية الأطراف)، والإشارات الحركية الصادرة (معلومات من الجهاز الحركي تُخبر باقي الدماغ بالحركات التي تم إصدار الأوامر بها وتنفيذها)، والتدفق البصري (معلومات من الجهاز البصري تُشير إلى سرعة حركة العالم المرئي أمام العينين). تستطيع هذه المصادر المعلوماتية مجتمعةً أن تُخبر الحيوان باتجاه حركته وسرعته ومدة استمراره فيها. إضافةً إلى ذلك، فإن حساسية الحيوانات التي تعيش تحت الأرض (مثل جرذ الخلد ) للمجال المغناطيسي للأرض تُتيح لها حساب مسارها. [ 2 ]

الآلية

تكشف الدراسات التي أجريت على المفصليات ، ولا سيما نملة الصحراء الكبرى ( Cataglyphis bicolor )، عن وجود آليات فعالة للغاية لتكامل المسار تعتمد على تحديد الاتجاه (عن طريق الضوء المستقطب أو موقع الشمس) وحسابات المسافة (عن طريق مراقبة حركة الأرجل أو التدفق البصري). [ 3 ]

في الثدييات، ألقت ثلاثة اكتشافات مهمة الضوء على هذا الأمر.

أما الأولى، في أوائل السبعينيات، فهي أن الخلايا العصبية في التكوين الحصيني ، والتي تسمى خلايا المكان ، تستجيب لموقع الحيوان.

أما الاكتشاف الثاني، الذي ظهر في أوائل التسعينيات، فهو أن الخلايا العصبية في المناطق المجاورة (بما في ذلك المهاد الأمامي والمنطقة خلف الحصين )، والتي تُسمى خلايا اتجاه الرأس ، تستجيب لاتجاه رأس الحيوان. وهذا يُتيح دراسة أكثر دقة لتكامل المسار، إذ يُمكن التلاعب بمعلومات الحركة ومراقبة كيفية استجابة خلايا المكان واتجاه الرأس (وهي عملية أبسط بكثير من تدريب الحيوان، الذي يُعد بطيئًا للغاية).

كانت النتيجة الثالثة أن الخلايا العصبية في القشرة الشمية الداخلية الظهرية الوسطى ، التي تنقل المعلومات إلى خلايا المكان في الحصين، تُطلق إشاراتها بطريقة منتظمة متريًا عبر كامل سطح بيئة معينة. تشبه أنماط نشاط هذه الخلايا الشبكية إلى حد كبير ورقة رسم بياني سداسية الشكل ، مما يوحي بنظام متري محتمل يمكن لخلايا المكان استخدامه لحساب المسافات. يبقى أن نرى ما إذا كانت خلايا المكان والشبكة تحسب بالفعل إشارة تكامل المسار، ولكن توجد نماذج حسابية تشير إلى أن هذا الأمر وارد. من المؤكد أن تلف الدماغ في هذه المناطق يُضعف قدرة الحيوانات على تكامل المسار.

يذكر ديفيد رديش أن "التجارب المضبوطة بعناية التي أجراها ميتلشتات وميتلشتات (1980) وإتيان (1987) أثبتت بشكل قاطع أن هذه القدرة [تكامل المسار في الثدييات] هي نتيجة لدمج الإشارات الداخلية من الإشارات الدهليزية والنسخة الحركية الصادرة". [ 4 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ داروين، تشارلز (24 أبريل 1873). "أصل بعض الغرائز" . مجلة نيتشر . 7 (179): 417-418 . Bibcode : 1873Natur...7..417D . doi : 10.1038/007417a0 .الأعمال الكاملة لتشارلز داروين على الإنترنت. أصل بعض الغرائز : النص الكامل والنسخة المصورة. تاريخ الاطلاع: ٢٨ فبراير ٢٠١٢
  2. ↑ تالي كيمتشي، أريان إس. إتيان‡، وجوزيف تيركل، 2004. يستخدم حيوان ثديي يعيش تحت الأرض البوصلة المغناطيسية لتحديد مساره. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، 27 يناير، المجلد 101، العدد 4، 1105-1109.
  3. ↑ وينر ر (2003). "ملاحة نمل الصحراء: كيف تحل الأدمغة المصغرة المهام المعقدة" ( ملف PDF) . مجلة علم وظائف الأعضاء المقارن . 189 (8): 579-588 . doi : 10.1007/s00359-003-0431-1 . PMID 12879352. S2CID 4571290 .  
  4. ↑ ريديش، 1999. ص 69.

فهرس