Как одноклеточные водоросли ориентируются в пространстве: новая модель на основе обучения с подкреплением

Учёные предложили новую модель, которая объясняет, как одноклеточные водоросли (например, хламидомонады) ориентируются в пространстве, реагируя на свет (фототаксис). В основе модели — подход обучения с подкреплением: она связывает процесс принятия решений с динамикой биохимических реакций в клетке. Модель учитывает, что клетки не просто реагируют на стимулы, но и активно исследуют среду, чтобы уменьшить неопределённость. Исследователи использовали 30 экспериментально зарегистрированных траекторий движения водорослей и метод обратного обучения с подкреплением (IRL), чтобы вывести поведенческую цель, соответствующую наблюдаемому фототаксическому движению. Полученная динамика сравнима с результатами стандартного алгоритма стохастического моделирования (SSA).