Descrizione del progetto
Test del modello: meccanismi di controllo del mimetismo nelle seppie
Polpi, calamari, seppie e altri cefalopodi hanno la capacità unica di mimetizzarsi, confondendosi con l’ambiente in presenza di predatori e altre minacce. Essa consiste nel trasformare un’immagine retinica (la loro visione dell’ambiente) in un modello cutaneo corrispondente attraverso cromatofori cutanei controllati da motoneuroni. Il «criptismo» deriva da un’approssimazione statistica della scena piuttosto che da una copia esatta ed è molto complesso dal punto di vista computazionale: le reti neurali convoluzionali hanno bisogno di centinaia di migliaia di prove di addestramento per funzionare bene. Il progetto CAMOUFLAGE, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca, verificherà le previsioni del modello precedentemente sviluppato sul controllo della mimetizzazione utilizzando approcci molecolari, ultrastrutturali, computazionali, fisiologici e comportamentali.
Obiettivo
Cephalopod camouflage (or crypsis) is one of the most fascinating behaviors in the animal kingdom. It is also very relevant for neuroscience, for many reasons. First, the ability of cephalopods to escape detection by vertebrate predators or invertebrate prey indicates that the perception of textures must follow similar principles in most species; if they did not, crypsis would not be successful. Because cephalopods and vertebrates diverged over 550 M years ago from a primitive common ancestor, these principles must reflect functional convergence. Second, cryptic patterning gives observers a read-out of an animals perception of visual scenes, eliminating the need for complex behavioral paradigms to question the animal. Third, cephalopod camouflage is controlled neurally by the brain, through the action of motoneurons onto a large array of specialized pigment cells (chromatophores) and based on visual information received by single-lens eyes. The behavior thus consists in transforming a retinal image into a matching skin pattern, via a large central brain and ultimately in the form of a fine motor output. Fourth, crypsis works as a statistical approximation rather than faithful copy of a scene. Such statistical matching is non-trivial: convolutional neural networks, for example, need hundreds of thousands of training trials to reach good performance. Fifth, because skin chromatophores are controlled by motoneurons, a chromatophore-resolution read-out of the state of the skin is an indirect read-out of the brains output, enabling large-scale neural imaging by proxy. This observation led us to develop methods to describe the skin output of cuttlefish at sub-chromatophore resolution and 25-60 frames/s, over hours to months. Our results in turn led to functional and mechanistic predictions about camouflage control. This 5-year project will test some of these predictions using molecular, ultrastructural, computational, physiological and behavioral approaches.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze biologicheneurobiologia
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Parole chiave
Programma(i)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsIstituzione ospitante
80539 Munchen
Germania