विचित्र व्यवहार से मछली को तैरने की दिशा और गति का अनुमान लगाने में मदद मिलती है: अध्ययन

वाशिंगटन : नए सिमुलेशन से पता चलता है कि तैरते समय मछलियां नीचे की ओर देखती हैं क्योंकि उनके नीचे स्थिर नदी तल उनकी तैराकी दिशा और गति के बारे में अधिक विश्वसनीय जानकारी प्रदान करता है।

एक कम्प्यूटेशनल मॉडल में जेब्राफिश के मस्तिष्क, मूल पर्यावरण और स्थानिक रूप से भिन्न तैराकी व्यवहार के सिमुलेशन को संयोजित करने वाला पहला अध्ययन है। इस मॉडल का विश्लेषण करके, शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि आगे तैरते समय नीचे की ओर देखने वाली यह विचित्रता - एक अनुकूली व्यवहार है जो मछली को आत्म-स्थिर करने में मदद करने के लिए विकसित हुआ, जैसे कि एक धारा के खिलाफ तैरते समय।

जैसे-जैसे पानी चलता है, मछलियाँ लगातार अपने स्थान पर बने रहने के लिए स्वयं को स्थिर करने की कोशिश कर रही हैं - बजाय एक चलती धारा में बह जाने के। अन्य मछलियों, पौधों या मलबे पर ध्यान केंद्रित करने से मछली को झूठी अनुभूति हो सकती है कि वह हिल रही है। हालांकि, उनके नीचे की स्थिर नदी मछली को उनकी तैराकी दिशा और गति के बारे में अधिक विश्वसनीय जानकारी देती है।

नॉर्थवेस्टर्न की एम्मा अलेक्जेंडर ने कहा, "यह एक ट्रेन कार पर बैठने के समान है जो चलती नहीं है। अगर आपकी बगल वाली ट्रेन स्टेशन से दूर जाने लगती है, तो यह आपको सोचने में धोखा दे सकती है कि आप भी आगे बढ़ रहे हैं।" अध्ययन। "दूसरी ट्रेन से दृश्य संकेत इतना मजबूत है कि यह इस तथ्य को ओवरराइड करता है कि आपकी अन्य सभी इंद्रियां आपको बता रही हैं कि आप अभी भी बैठे हैं। यह वही घटना है जिसे हम मछली में पढ़ रहे हैं। ऊपर कई भ्रामक गति संकेत हैं उन्हें, लेकिन सबसे प्रचुर और विश्वसनीय संकेत नदी के तल से हैं।"

अध्ययन 2 नवंबर को करंट बायोलॉजी पत्रिका में प्रकाशित किया जाएगा।

अलेक्जेंडर नॉर्थवेस्टर्न के मैककॉर्मिक स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में कंप्यूटर साइंस की सहायक प्रोफेसर हैं, जहां वह बायो इंस्पायर्ड विजन लैब चलाती हैं।

अनुसंधान करने के लिए, अलेक्जेंडर और उसके सहयोगियों ने एक अच्छी तरह से अध्ययन किए गए मॉडल जीव जेब्राफिश पर ध्यान केंद्रित किया। लेकिन, हालांकि कई प्रयोगशालाओं में जेब्राफिश से भरे टैंक हैं, टीम भारत में मछली के मूल वातावरण पर ध्यान केंद्रित करना चाहती थी।

अलेक्जेंडर ने समझाया, "हाल ही में यह पता चला था कि मछली उनके ऊपर की गति की तुलना में उनके नीचे गति से अधिक दृढ़ता से प्रतिक्रिया करती है। हम उस रहस्य को खोदना चाहते थे और समझना चाहते थे।" "कई ज़ेब्राफिश जिनका हम अध्ययन करते हैं, वे लैब टैंकों में बड़े होते हैं, लेकिन उनके मूल निवास स्थान ने उनके दिमाग और व्यवहार के विकास को आकार दिया, इसलिए हमें उस संदर्भ की जांच करने के लिए स्रोत पर वापस जाने की आवश्यकता थी जहां जीव विकसित हुआ था।"

कैमरा उपकरणों से लैस, टीम ने उथली नदियों का वीडियो डेटा इकट्ठा करने के लिए भारत भर में सात साइटों का दौरा किया, जहां जेब्राफिश स्वाभाविक रूप से रहती हैं। फील्ड टीम ने वाटरप्रूफ डाइविंग केस के अंदर एक 360-डिग्री कैमरा लगाया और इसे दूर से नियंत्रित रोबोटिक आर्म से जोड़ा। फिर, उन्होंने कैमरे को पानी में डुबाने और उसे इधर-उधर घुमाने के लिए रोबोटिक बांह का इस्तेमाल किया।

अलेक्जेंडर ने कहा, "इसने हमें अपनी आंखें रखने की इजाजत दी जहां मछली की आंखें होंगी, इसलिए यह देख रहा है कि मछली क्या देखती है।" "वीडियो डेटा से, हम काल्पनिक परिदृश्यों को मॉडल करने में सक्षम थे जहां एक नकली मछली एक यथार्थवादी वातावरण के माध्यम से मनमाने ढंग से चली गई।"

प्रयोगशाला में वापस, टीम ने एलईडी की एक गेंद के अंदर जेब्राफिश की गति को भी ट्रैक किया। क्योंकि मछलियों के पास देखने का एक बड़ा क्षेत्र होता है, उन्हें लोगों की तरह चारों ओर देखने के लिए अपनी आँखें घुमाने की ज़रूरत नहीं होती है। इसलिए, शोधकर्ताओं ने रोशनी में गति उत्तेजनाओं को खेला और मछलियों की प्रतिक्रियाओं को देखा। जब टैंक के तल पर पैटर्न दिखाई देते हैं, तो मछली चलती पैटर्न के साथ तैरती है - इस बात के अधिक प्रमाण कि मछलियाँ नीचे की ओर देखने से अपने दृश्य संकेत ले रही थीं।

"यदि आप चलती धारियों के साथ एक वीडियो चलाते हैं, तो मछली धारियों के साथ-साथ चलती है," अलेक्जेंडर ने कहा। "ऐसा लगता है जैसे वे कह रहे हैं 'मेरे लिए रुको!' व्यवहारिक प्रयोग में, हमने उनकी पूंछ की धड़कन को गिना। जितना अधिक उन्होंने अपनी पूंछ को हिलाया, उतना ही वे चलती धारियों के साथ बने रहना चाहते थे।"

इसके बाद टीम ने अपने वीडियो से डेटा का सार निकाला और इसे डेटा के साथ जोड़ दिया कि कैसे गति संकेत मछली के मस्तिष्क में एन्कोड हो जाते हैं। उन्होंने डेटासेट को दो पूर्व-मौजूदा एल्गोरिदम में खिलाया जो ऑप्टिक प्रवाह (या हमारी आंखों या कैमरा लेंस में दुनिया की गति) का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

अंततः, उन्होंने पाया कि दोनों परिदृश्यों में - जंगली और प्रयोगशाला में - ज़ेब्राफिश आगे तैरते समय नीचे की ओर देखते हैं। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि मछली अपने पर्यावरण की गति को समझने के लिए नीचे देखती है और फिर इसका प्रतिकार करने के लिए तैरती है - बह जाने से बचने के लिए।

अध्ययन के कम्प्यूटेशनल भाग का नेतृत्व करने वाले अलेक्जेंडर ने कहा, "हमने सब कुछ एक साथ एक सिमुलेशन में बांध दिया है जो दिखाता है कि वास्तव में, यह एक अनुकूली व्यवहार है।" "पानी की सतह लगातार बढ़ रही है, और अन्य मछली और पौधे आगे बढ़ रहे हैं। मछली उस जानकारी को छोड़कर और उनके नीचे की जानकारी पर ध्यान केंद्रित करने से बेहतर है। रिवरबेड में बहुत अधिक बनावट है, इसलिए मछली मजबूत विशेषताओं को देख रही हैं जिन्हें वे ट्रैक कर सकते हैं।"

यह जानकारी न केवल मछलियों के व्यवहार में कुछ अंतर्दृष्टि प्रदान करती है, बल्कि यह कृत्रिम दृष्टि प्रणालियों और परिष्कृत जैव-प्रेरित रोबोटों के लिए डिजाइनों को भी सूचित कर सकती है।

"यदि आप एक मछली से प्रेरित रोबोट बना रहे थे और आपने इसकी शारीरिक रचना को देखा, तो आप सोच सकते हैं कि 'आँखें बग़ल में इशारा कर रही हैं, इसलिए मैं अपने कैमरों को बग़ल में इंगित करने जा रहा हूँ," अलेक्जेंडर ने कहा। "लेकिन यह पता चला है कि आँखें बग़ल में इशारा कर रही हैं क्योंकि वे कई कार्यों को संतुलित कर रहे हैं। हमें लगता है कि वे बग़ल में इशारा करते हैं क्योंकि यह एक समझौता है - वे शिकार करने के लिए ऊपर की ओर और तैरने के लिए नीचे की ओर देखते हैं।" (एएनआई)