The post has been translated automatically. Original language: Russian
Creating a digital twin of a living organism is a huge breakthrough in neuroscience. The fly (Drosophila fruit fly) was completely transferred to the virtual world thanks to the combination of the most accurate anatomical map and powerful computer algorithms.
How it was done: a step-by-step process
- Creating a connectome (Brain Map):Scientists took the brain and nervous system of a fly, cut them into tens of thousands of tiny sections and photographed them under an electron microscope. Then, with the help of artificial intelligence and research teams, millions of images were combined into a single three—dimensional atlas connector. This map describes all 139,255 neurons and about 50 million synaptic connections between them.
- Digitization of the body (The body of a fly in a physics engine):It's not enough to just transfer the neurons — you need to give them a "shell". The researchers created a digital 3D model of a fly with realistic physics of joints, legs, wings, and sensory sensors (for example, taste and touch receptors).
- Combining brain and body:A mathematical model of the brain was loaded into a computer program and connected to a virtual body. Neurons began to control the fly's muscles in response to digital stimuli.
How does this work in practice?
The simulation does not work as a rigid program code with pre-prepared scenarios, but as a living nervous system.:
- Responding to stimuli: When food or an obstacle appears in the virtual space in front of the fly, digital sensors transmit a signal to the virtual brain.
- Neural circuits in action: The signal travels through the simulated synapses in exactly the same way as in a real insect. The brain activates the necessary groups of neurons that give commands to the muscles.
- The emergence of behavior: Without external prompts, the digital fly begins to demonstrate meaningful actions: to search for food by smell, clean its paws when virtual dust gets on it, and avoid obstacles.
Слёзы Принца Руперта: самое прочное стекло в форме капли
Слёзы Принца Руперта (или капли принца Руперта) — это удивительный физический феномен. Эта капля закаленного стекла способна выдержать удар молотка, способный расколоть наковальню, но при этом мгновенно рассыпается в пыль от малейшего повреждения хвоста.
Как их делают?
Сделать такую «слезу» в домашних условиях или лаборатории невероятно просто с точки зрения физики, но результат поражает:
- Капля раскаленного добела расплавленного стекла капает прямо в емкость с холодной водой.
- Внешний слой стекла мгновенно остывает и застывает, превращаясь в твердую оболочку.
- Внутренняя часть капли продолжает оставаться жидкой и горячей, остывая и сжимаясь гораздо дольше.
В чем секрет их прочности? (Внутренний конфликт)
Вся магия прочности кроется в экстремальных внутренних механических напряжениях:
- Когда горячая сердцевина капли наконец остывает и пытается сжаться, внешняя оболочка уже твердая и не дает ей этого сделать.
- Из-за этого сердцевина тянет внешние стенки внутрь, а внешняя оболочка с колоссальной силой сжимает сердцевину наружу.
- В результате на поверхности капли создается гигантское давление сжатия. Чтобы разбить такую «голову», эту сжатую внешнюю корочку нужно сначала преодолеть силой удара.
Удары молотком по круглой части капли распределяются по поверхности за счет сферической формы и сжатия, поэтому стекло выдерживает чудовищные нагрузки.
Главный парадокс: почему оно взрывается?
У капли есть уязвимое место — ее длинный тонкий хвост.
- Весь внутренний баланс напряжений держится на хрупком равновесии всей структуры.
- Если повредить, отломить или поцарапать тонкий кончик хвоста, это равновесие мгновенно нарушается.
- Трещина со сверхзвуковой скоростью (до 1,5–2 километров в секунду) пробегает по всему телу капли, высвобождая всю накопленную энергию. В долю секунды капля со взрывным звуком полностью рассыпается в мелкий стеклянный порошок.
Share
