คุณเคยเห็นทะเลดาวย้าย? สำหรับพวกเราหลายคนดาวทะเลดูเหมือนไม่เคลื่อนไหวเหมือนก้อนหินบนพื้นมหาสมุทร แต่ในความเป็นจริงพวกเขามีเท้าท่อร้อยร้อยเท้าแนบกับจุดอ่อนของพวกเขา เท้าเหล่านี้ยืดและหดตัวเพื่อแนบกับภูมิประเทศที่ขรุขระยึดมั่นกับเหยื่อและแน่นอนเคลื่อนย้าย

เท้าหลอดหนึ่งอันที่ดาวทะเลสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าได้อย่างอิสระ แต่เมื่อรวมเข้าด้วยกันพวกเขาสามารถซิงโครไนซ์การเคลื่อนไหวของพวกเขาเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวที่กระเด้งออกมา เป็นเวลาหลายปีที่นักวิจัยสงสัยว่าดาวทะเลบรรลุการประสานนี้ได้อย่างไรเนื่องจากไม่มีสมองและระบบประสาทที่กระจายอำนาจอย่างสมบูรณ์

คำตอบจากนักวิจัยที่ USC Viterbi School of Engineering ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารของ Royal Society Interface: ดาวทะเลคู่คำสั่งทิศทางทั่วโลกจาก “แขนที่โดดเด่น” กับการตอบสนองของแต่ละบุคคลเพื่อกระตุ้นให้เกิดการเคลื่อนไหวประสานงาน กล่าวอีกนัยหนึ่งเมื่อดาวทะเลจัดเตรียมคำแนะนำเกี่ยวกับวิธีการเคลื่อนที่เท้าแต่ละคู่จะหาวิธีที่จะบรรลุเป้าหมายนี้ด้วยตนเองโดยไม่ต้องมีการสื่อสารเพิ่มเติม

นักวิจัยรวมถึงศาสตราจารย์ Eva Kanso ในภาควิชาวิศวกรรมการบินและอวกาศของ USC Viterbi และ Sina Heydari, USC Viterbi Ph.D. ผู้สมัครได้เข้าร่วมโดยแมตต์ McHenry รองศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์; เอมี่จอห์นสันศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาทางทะเลที่วิทยาลัย Bowdoin; และ Olaf Ellers ผู้ร่วมงานวิจัยด้านชีววิทยาและคณิตศาสตร์ที่วิทยาลัย Bowdoin

งานนี้สร้างขึ้นจากโมเดลพฤติกรรมแบบลำดับชั้นที่มีอยู่ แต่จะอธิบายเพิ่มเติมว่าการเคลื่อนที่ของดาวทะเลเกิดขึ้นในพื้นที่เมื่อเทียบกับทั่วโลก

“ระบบประสาทไม่ได้ประมวลผลทุกอย่างในสถานที่เดียวกันในเวลาเดียวกัน แต่ขึ้นอยู่กับความคิดที่ว่าดาวทะเลมีความสามารถและจะคิดออก” Kanso เพื่อน Zohrab A. Kaprielian กล่าวในงานวิศวกรรม ถ้าเท้าข้างหนึ่งกระแทกกับพื้นเท้าอีกข้างจะรู้สึกถึงแรงขณะที่ข้อต่อเชิงกลนี้เป็นหนทางเดียวที่เท้าท่อคู่แบ่งปันข้อมูลกับอีกฝ่ายหนึ่ง “

รุ่นที่สามของการเคลื่อนที่

ระบบประสาทของดาวทะเลนั้นโดดเด่นด้วยวงแหวนประสาทที่ล้อมรอบปากของมันและเชื่อมต่อกับแต่ละแขนของแต่ละบุคคลผ่านเส้นประสาทเรเดียล กล้ามเนื้อของเท้าแต่ละหลอดถูกกระตุ้นโดยเซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อกับเส้นประสาทเรเดียลและแหวน

เท้าทั้งหมดก้าวไปในทิศทางเดียวกันขณะคลาน แต่การเคลื่อนไหวของพวกมันไม่ได้ถูกซิงโครไนซ์ อย่างไรก็ตามเมื่อบรรลุการเดินที่ตีกลับมาดาวทะเลดูเหมือนจะประสานงานหลายสิบฟุตเป็นสองหรือสามกลุ่มที่ซิงโครไนซ์ ทีมวิจัยนำโดย Kanso พิจารณาทั้งสองโหมดของการเคลื่อนไหวและการเปลี่ยนแปลงระหว่างพวกเขา ผลที่ได้คือแบบจำลองที่อธิบายว่าการเคลื่อนที่ของดาวทะเลมากน้อยเพียงใดนั้นถูกกำหนดโดยการตอบสนองทางประสาทสัมผัสของมอเตอร์ในระดับเท้าท่อกับคำสั่งทางประสาทสัมผัสทั่วโลก