A apărut robotul salamandră

Să testeze o teorie care descrie modul în care a evoluat mersul. Mai precis, cercetătorii au pornit de la întrebarea: ce s-a întâmplat cu primele creaturi marine care au început să locuiască pe uscat acum peste 300 de milioane de ani? Cum s-a petrecut trecerea de la înnot la mers?

Teoria din manuale este că primele creaturi animale capabile să meargă pe uscat au apărut în perioada Devoniană. Iar paleontologii au descoperit fosile vechi de 360 de milioane de ani pe care se poate vedea destul de clar procesul prin care înnotătoarele s-au transformat în membre.

Aşa credem că au apărut tetrapodele, vertebrate cu patru picioare care trăiau preponderent pe uscat şi erau capabile atât să înnoate cât şi să meargă. Până aici totul este simplu. Dacă privim însă mai îndeaproape teoria şi ne întrebăm cum s-a petrecut această trecere, aşa cum au făcut cercetătorii elveţieni, trebuie să ajungem să discutăm lucruri extrem de complicate care se petrec în creier.

Totul a început cu un studiu pe salamandre – nişte animale capabile să meargă şi să înnoate, şi oarecum similare ca înfăţişare cu tetrapodele. Cercetătorii au descoperit că mersul şi înnotul sunt controlate – la salamandre, ca şi la oameni, de două regiuni din creier diferite.

Un studiu din 2003 a demonstrat că o stimulare electrică aplicată în creierul salamandrei poate provoca trecerea de pe “modul” mers pe modul “înnotat” – stimularea electrică continuă aplicată într-o regiune a creierului face de fapt ca salamandra să execute mişcări de mers tot mai rapide până când, la un anumit prag, acestea devin deodată mişcări de înnot.

De aici, Isjpeert şi colaboratorii au propus o teorie: ei au presupus că putem vorbi de două circuite neuronale diferite care produc cele două tipuri de mişcări. O stimulare redusă a unuia din aceste circuite produce “modul” mers – o creştere a stimulării poate duce la un prag în care animalul trece de la mers la înnot.

Pentru a testa această teorie a fost construit un robot salamandră. Acesta este făcut din mai multe segmente, fiecare dintre ele alimentate independent – totul comandat de un mic computer programat să imite mişcările salamandrei. Computerul trimite semnale printr-un fel de “coloană vertebrală” simulată – care comandă mişcarea membrelor, capabile la rândul lor să execute cele două tipuri de mişcări: mers, şi înnot.

În apă, robotul salamandră îşi unduieşte întregul corp, aproape ca un peşte, folosind picioarele ca pe nişte înnotătoare. Pe uscat, picioarele execută paşi, iar corpul şerpuieşte, în cunoscuta formă de S. Ce au demonstrat cercetătorii este că mişcarea e controlată aproape în totalitate de coloana vertebrală. De la creier vine doar semnalul iniţial, cel care comută de la un circuit neuronal la celălalt.