Bir az lil qəlibindən çox şey öyrənə bilərsiniz. Cornell Engineering-də biotibbi mühəndislik kafedrasının dosenti Nate Cira üçün kiçik eukaryotik orqanizm “səyahət şəbəkələri” – strukturlarını yenidən təşkil edərək hərəkət edən birləşdirilmiş sistemləri modelləşdirmək üçün ilham verdi.

Bu şəbəkələri başa düşmək müəyyən bioloji sistemlərin və insan təşkilatlarının strukturlarını və hərəkətlərini izah etməyə kömək edə bilər, zülal vahidlərindən tutmuş məhsul xətlərini genişləndirən korporasiyalara qədər.

Tapıntılar fevralın 26-da Nature Communications jurnalında dərc edilib .

Hər şey bir oyunla başladı.

Aspirant kimi, Cira Stenford Universitetində professor İnqmar H. Riedel-Kruse ilə tələbələrin bioloji proseslərini araşdırmaq vasitəsi kimi sadə orqanizmlərlə “biotik oyunlar” oynadığı bir kurs keçirdi.

Sözügedən oyun lil kif orqanizmini agarın “arenasına” qoydu. Şagirdlər daha sonra robot sistemi vasitəsilə yulaf ezmesi damlaları şəklində qida yatıraraq kifin hərəkətlərini idarə etdilər. Cira qeyd etdi ki, qəlib, bəzi budaqlarını uzadarkən, digərlərini isə geri çəkərək sürünən bir ağac kimi maraqlı bir şəkildə hərəkət etdi.Oyna

00:00

00:08SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Dərs bitdikdən çox sonra Cira, hazırda Arizona Universitetində olan Riedel-Kruse ilə birlikdə və bir qrup əməkdaş orqanizmin maraqlı hərəkəti ilə oynamağa davam etdi. Onlar birlikdə orqanizmin necə işlədiyini anlamaq üçün onun oyuncaq modelini qurdular və onu təsvir etmək üçün bir termin yaratdılar: səyahət şəbəkəsi.

Neyron və sosial şəbəkələrdən tutmuş fotonik nanostrukturlara qədər bir çox şəbəkə növləri təfərrüatı ilə tədqiq və izah edilsə də, Cira, strukturlarını yenidən təşkil etməklə kosmosda hərəkət edən sistemlər üzərində iş çatışmazlığını görəndə təəccübləndi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740631353&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-slime-molds-corporations-networks-path.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQxIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQxIl1dLDBd&dt=1740631353242&bpp=1&bdt=82&idt=125&shv=r20250225&mjsv=m202502200101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1740631201%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1740631201%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1740631201%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=4114973800190&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2385&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95331832%2C95352051%2C31088249%2C31090357%2C95350015%2C95353782&oid=2&pvsid=2539655276072702&tmod=1301763778&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=130

O, heç bilmirdi ki, modelin hər tərəfini və xüsusiyyətlərini öyrənmək “bir növ uzun müddət davam edən ehtiras layihəsinə çevriləcək, bu işlərdən biri də yan tərəfə sıçrayaraq, sadəcə təzə və maraqlı fikirlər və tədqiq ediləcək şeyləri üzə çıxarmaq idi” dedi. “Bu, müəyyən mənada işləməkdən daha çox hobbidir. Amma sonda olduqca gözəl bir şeyə çevrildi.”

Model mahiyyətcə kənarların və qovşaqların qrafikidir. İstənilən node ən çox üç kənarı ola bilər ki, bu da ona ağaca bənzər bir forma verir. Quruluş bir neçə sadə hərəkətlə hərəkət etmək üçün manipulyasiya edilə bilər: yarpaq, yəni filialın ucu böyüyə bilər; iki yeni kənar yaratmaq üçün parçalana bilər; və ya yox olana qədər geri çəkilə bilər.

“Bu, əslində çox sadə bir modeldir” dedi Cira. “Bu, yalnız bir neçə əsas hərəkəti əhatə edir və bu dinamik yenidən qurulmalara görə, orqanizm kimi yeni bir sahəyə keçir.”

Hərəkətdə olan model, əvvəlki illərin ibtidai ekran qoruyucularına bənzəyir, lakin hərəkət edərkən daim özünü yenidən təşkil edən bir quruluşu izah etməkdə sadə bir şey yoxdur. Cira, əməkdaşlarının mövzunun hərtərəfli işlənməsi üçün səbrini qiymətləndirdi – təxminən on il davam edən iş.

Səyahət şəbəkəsinin davranışını xarakterizə etmək üçün komanda simulyasiya vasitəsilə riyazi əlaqələr əldə etdi və şəbəkə davranışlarını vizuallaşdırdı. Şəbəkənin böyümə və çürümə arasındakı nöqtəyə qədər özünü təşkil etmək qabiliyyəti ona ətraf mühitdəki kiçik dəyişikliklərə cavab verməyə imkan verdi, tədqiqatçılar bunu modelin Pac-Man kimi udmaq üçün rəqəmsal yulaf ezmesi təqdim etməklə nümayiş etdirdilər.

“Biz bacardığımız qədər riyazi olaraq onun niyə ağacın fraktal görünüşünə malik olması barədə nəticə çıxarmağa çalışdıq? Hərəkətin xüsusiyyətləri haqqında nə qədər deyə bilərik? Bu kimi sistemlər üçün bu nə deməkdir?” İşdəki mexanizmləri aydınlaşdırmaq üçün polimerlərin və zəlzələlərin tədqiqi kimi bir sıra fizika fənlərindən ilham alan Cira dedi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Səyahət şəbəkələrinin meyarlarına uyğun gələn sistemlər arasında tədqiqatçılar çox fərqli namizədləri müəyyən etdilər: aktin sitoskeleti – hüceyrələrin hərəkətini idarə edən budaq kimi struktur yaradan, sökülən və yenidən yığılan monomer zülal vahidləri şəbəkəsi – və daha konseptual səviyyədə Nokia Korporasiyası.

“İnsanlar tez-tez şirkətlərin yeni bazarlara çıxması və ya məhsul xəttini kəsməsi haqqında danışırlar” dedi Cira. “Nokia kağızda başladı və rezin bazarlarına çıxdı və sonra rezinlə örtülmüş elektrik naqilləri düzəltdi. Bu, onları müxtəlif növ elektronikaya, xüsusən də telefonlara gətirdi. Və sonra nəhayət iPhone çıxdı və bu sektorda onların biznesini tamamilə məhv etdi.”

Bir anda tədqiqatçılar bu konsepsiyanın sənətə də tətbiq oluna biləcəyi ilə maraqlandılar. Pikassonun inkişafını və ya David Bowie-nin xroniki yenidən ixtirasını izah edən elmi nəzəriyyəyə sahib olmaq perspektivi şübhəsiz ki, cazibədar olsa da, Cira bu növ irəliləyişin kəmiyyətini qiymətləndirmək getdikcə çətinləşir. Ancaq daha az izaholunmaz sistemlərlə, məsələn, çarpaz populyasiyalar arasında gen axını və ya qaynaşan robotlar arasında ünsiyyət, səyahət şəbəkəsi modeli elm adamları üçün faydalı bir çərçivə və daha mürəkkəb modelləşdirmə üçün tramplin ola bilər.

“Bu, onların əldə etmək üçün çox vaxt sərf etdiyimiz riyaziyyatdan hər hansı birini istifadə edəcəkləri anlamına gəlir, ya yox, bunu görmək qalır” dedi Cira. “Və bu xüsusi modelin hər hansı bir sistemə birbaşa aid olub-olmadığını müəyyən etmək qalır, lakin əgər işimiz hər hansı bir göstəricidirsə, kosmosda səyahət edən əlaqəli dinamik sistemlərin tədqiqi zəngin anlayışlarla dolu olacağını vəd edir.”

Həmmüəlliflər arasında Stanford, Harvard Universiteti, Yeni Cənubi Uels Universiteti və Kaliforniya Universiteti, Berklidən olan tədqiqatçılar var.

Ətraflı məlumat: Nate J. Cira et al, Structure, motion, and multiscale search of traveling networks, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-54342-7

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Cornell Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir