Журнал Компьютерра - Журнал "Компьютерра" N741-742

Инженерам японского гиганта удалось справиться с большей частью недостатков: снизить шумы, темновой ток и разработать новую оптическую систему для сбора света на фотодиоды. Это позволило добиться более чем двукратного улучшения отношения полезного сигнала к шуму даже на средних диафрагмах. Кроме того, теперь у разработчиков появилась возможность значительно усовершенствовать и усложнить электронные схемы обработки сигнала от каждого пиксела.

Элементы уже не загораживают свет и могут быть заметно увеличены в размерах. И в этом у "перевернутой" технологии есть немалый потенциал. ГА

Любопытную компьютерную систему для "паспортизации" и изучения африканских пингвинов разработали ученые из Бристольского университета. Система обещает произвести революцию в биологии, поскольку позволяет наблюдать сразу за большим количеством диких животных, не причиняя им ни малейшего беспокойства.

Традиционные методы изучения поведения птиц и прочей живности на воле, как правило, предполагают их кольцевание или снабжение какой-то иной меткой, чтобы иметь возможность отличить одну особь от другой. Но для этого птицу или зверя сперва нужно поймать, что не только связано с определенными трудностями, но и всегда является для них сильнейшим стрессом.

Современные технологии радиометок, конечно, облегчают дальнейшее наблюдение, но все равно сбор достаточного количества статистических данных часто остается неразрешимой проблемой.

Новый способ наблюдения за животными использует успехи систем компьютерного зрения и технологий идентификации личности. В принципе, он применим для наблюдения за любыми живыми созданиями от насекомых до китов — лишь бы у них на теле был достаточно сложный индивидуальный рисунок. У живущих на юге Африки ослиных пингвинов (Spheniscus demersus)это строго индивидуальный набор темных пятен на белой груди.

Ослиными этих крупных птиц, рост которых достигает 70 см, прозвали за весьма характерные крики. Сейчас этот единственный вид живущих в Африке пингвинов находится на грани вымирания и занесен в Красную книгу.

Новая система пока состоит из единственной камеры и компьютера. Однако даже это скромное оборудование позволяет создать базу данных о колонии и затем различать пингвинов по видеоряду или даже отдельным изображениям с вероятностью 98%. Ошибки возникают, если одна птица заслоняет другую или для съемки недостаточно освещения. В следующей версии системы с инфракрасной камерой, способной надежно работать днем и ночью и интеллектуально следовать за движущимися объектами, эти недостатки должны быть устранены. Предварительные эксперименты с распознаванием зебр и акул также дали весьма обнадеживающие результаты.

Авторы уверены, что их система придется ко двору биологам и экологам, поскольку впервые даст в руки ученых инструмент для сбора точных и надежных данных о перемещениях птиц и зверей в естественной среде обитания. Эти знания помогут лучше понять поведение многих диких животных и найти способ спасти исчезающие виды. ГА

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Татьяна Василькова

Владимир Головинов

Евгений Золотов

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Павел Протасов

Дмитрий Шабанов

Константин Шиян

Куда уходят чудные мгновенья?Автор: Евгений Гордеев

Опубликовано в журнале "Компьютерра" N25-26 от 08 июля 2008 года Исследовательская группа из Калифорнийского университета (University of California, Los Angeles) под руководством Дэвида Глэнзмана (David Glanzman) получила новые данные о деталях синаптической передачи в организме морского зайца (Aplysia), позволяющие полнее представить механизм формирования долговременной памяти.

Впервые гипотезу о химической передаче сигнала между нейронами с участием особых веществ-посредников — нейромедиаторов — выдвинул английский ученый Т. Эллиот (T. Elliott) еще в 1904 году. Затем благодаря работам австрийского физиолога Отто Леви (Otto Loewi), английского физиолога Генри Дейла (Henry Dale) и русского физиолога Александра Самойлова эта идея нашла экспериментальное подтверждение. В 1936 году Леви и Дейл были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине "за исследование химической природы передачи нервного импульса". С тех пор и до настоящего времени механизм межнейронного взаимодействия является одной из важнейших областей нейробиологии.

Стоит напомнить, что в отличие от других клеток организма нейроны обладают длинными отростками (аксонами и дендритами), позволяющими им контактировать между собой и с окружающими клетками (у млекопитающих длина аксонов может быть более метра). Концентрация некоторых ионов (в первую очередь ионов калия, натрия, кальция и хлора) внутри отростков и в окружающей их среде различна. За счет этого появляется разность потенциалов по отношению к мембране аксона. Ионы могут проникать внутрь отростков и выходить из них через специальные белковые ионные каналы, пронизывающие внешние стенки аксонов. Таким образом, вдоль аксона одного нейрона нервный импульс передается как электрический сигнал: в виде изменения разности потенциалов (сами ионы вдоль отростка не перемещаются, а служат только для создания электрического напряжения).

Скорость распространения такого электрического импульса у разных организмов и в различных группах нейронов одного организма колеблется в широких пределах и может достигать нескольких сотен метров в секунду. Рекордсменами по этому показателю являются креветки, аксоны которых проводят возбуждение со скоростью выше 200 м/с.

Передача сигнала между нейронами осуществляется с помощью синаптических контактов (синапсов). Синапс представляет собой место взаимодействия окончаний отростков через небольшой зазор (синаптическую щель). Как только электрический импульс достигает синапса, в аксон передающего нейрона (пресинаптического) устремляются ионы кальция, запускающие выделение нейромедиатора в синаптическую щель. Затем молекулы медиатора диффундируют к отростку принимающего сигнал нейрона (постсинаптического). На принимающей стороне находятся белковые рецепторы для молекул медиатора, которые одновременно являются ионными каналами, впускающими ионы внутрь отростка. Присоединение молекул медиатора к рецепторам-каналам постсинаптического нейрона открывает их для ионов, вследствие чего происходит изменение электрического потенциала, и сигнал перемещается дальше уже снова в виде электрического импульса. Описанный механизм характерен для прямой (или быстрой) синаптической передачи, а соответствующее действие медиаторов было названо ионотропным. Быстрая передача призвана обеспечивать немедленную реакцию нервной системы на внешние воздействия. В организме человека быстрая синаптическая передача отвечает за регулирование восприятия, движений, речи.