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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo S2 - Insectos
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:2308
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Resolución temporal del ojo compuesto
El ojo compuesto intercambia resolución espacial por resolución temporal. La frecuencia de modulación visual y la constante temporal fotorreceptora determinan cuánto contraste temporal queda disponible. Una mayor resolución temporal permite seguir oscilaciones rápidas y reduce el tiempo sensorial compatible con una evasión breve. La resolución espacial queda como costo funcional explícito del mismo diseño.
Grupo 2: Grupo 2: Detector de Reichardt y selectividad direccional
Dos omatidios vecinos entregan señales separadas espacialmente. Una rama se retrasa y se multiplica con la señal vecina; la rama opuesta permite construir una respuesta direccional por diferencia de correlaciones. La respuesta aumenta cuando el retardo coincide con el tiempo de tránsito de la imagen. Esta salida constituye una estimación local de movimiento.
Grupo 3: Grupo 3: Respuesta optomotora y estabilización de vuelo
El movimiento visual del entorno produce una señal global de flujo. La salida direccional de detectores de Reichardt se integra en el sistema lobular y genera una señal optomotora. Un movimiento visual más intenso produce una corrección estabilizadora mayor. La corrección actúa como salida de control del vuelo.
Grupo 4: Grupo 4: Balance de flujo óptico en la abeja
La abeja compara flujo lateral izquierdo y derecho para mantener centrado el vuelo y usa el flujo ventral para regular velocidad y altitud. Para una velocidad dada, acercarse al suelo aumenta el flujo ventral; por ello una distancia menor exige reducir velocidad para mantener un flujo objetivo. En túneles estrechos el mismo principio conduce a menor velocidad que en espacios abiertos.
Grupo 5: Grupo 5: Captura olfativa extrema de feromonas
Las sensillas pectinadas aumentan el área efectiva de captura de moléculas odoríferas. Un mayor número de sensillas eleva esa área y, para una concentración dada, aumenta la tasa esperada de encuentros moleculares. Cerca del límite de molécula única la detección es estocástica y puede representarse por una probabilidad de al menos una captura. La salida es una probabilidad de detección de feromona.
Grupo 6: Grupo 6: Integración de trayectoria en Cataglyphis
La hormiga usa la posición solar como brújula y el conteo de pasos como odómetro. Cada paso aporta un incremento vectorial orientado y la suma temporal construye el vector interno de desplazamiento. El vector de retorno apunta aproximadamente en sentido opuesto. El error de posición tiende a crecer con la distancia recorrida sin referencias externas, aunque el sistema mantiene una precisión notable.
ID:1588
Grupo 1: Grupo 1: Resolución temporal del ojo compuesto
Descripción
El ojo compuesto intercambia resolución espacial por resolución temporal. La frecuencia de modulación visual y la constante temporal fotorreceptora determinan cuánto contraste temporal queda disponible. Una mayor resolución temporal permite seguir oscilaciones rápidas y reduce el tiempo sensorial compatible con una evasión breve. La resolución espacial queda como costo funcional explícito del mismo diseño.
Pregunta clave: ¿Cómo opera resolución temporal del ojo compuesto?
El ojo compuesto intercambia resolución espacial por resolución temporal. La frecuencia de modulación visual y la constante temporal fotorreceptora determinan cuánto contraste temporal queda disponible. Una mayor resolución temporal permite seguir oscilaciones rápidas y reduce el tiempo sensorial compatible con una evasión breve. La resolución espacial queda como costo funcional explícito del mismo diseño. Su ojo compuesto sacrifica, en consecuencia, a esta resolución espacial que ya establece otro modelo de este conjunto, mucho peor que la de un ojo humano equivalente, a cambio de una resolución temporal mucho más alta que la de ese mismo ojo humano, ideal en consecuencia para detectar un movimiento rápido dentro de este entorno. El detector de movimiento de Reichardt, el mismo modelo de Reichardt que ya establece otro modelo de este conjunto, se implementa dentro de unas neuronas especializadas del sistema lobular de esta mosca, y es en consecuencia el modelo de detección de movimiento más verificado experimentalmente de todos, en cualquier especie animal conocida: este mismo detector compara, en consecuencia, a la señal de dos omatidios vecinos de este ojo compuesto, uno de ellos retrasado en el tiempo respecto del otro, y el producto entre ambas señales detecta en consecuencia a una correlación espacio-temporal característica de un movimiento en una dirección particular, exactamente según ya establece este mismo modelo de Reichardt. Por eso este modelo, con este ojo compuesto y esta capacidad olfativa extrema con las que se abrió, hace que la navegación por integración de trayectoria de la hormiga del desierto Cataglyphis, la misma integración de trayectoria que ya establece otro modelo de este conjunto, resulte notablemente precisa: esta hormiga recorre, en consecuencia, una distancia considerable dentro de un entorno completamente desprovisto de puntos de referencia externos, y regresa después hasta su propio nido con un error final muy bajo respecto de ese mismo recorrido.
ID:9780
Grupo 2: Grupo 2: Detector de Reichardt y selectividad direccional
Descripción
Dos omatidios vecinos entregan señales separadas espacialmente. Una rama se retrasa y se multiplica con la señal vecina; la rama opuesta permite construir una respuesta direccional por diferencia de correlaciones. La respuesta aumenta cuando el retardo coincide con el tiempo de tránsito de la imagen. Esta salida constituye una estimación local de movimiento.
Pregunta clave: ¿Cómo opera detector de reichardt y selectividad direccional?
Dos omatidios vecinos entregan señales separadas espacialmente. Una rama se retrasa y se multiplica con la señal vecina; la rama opuesta permite construir una respuesta direccional por diferencia de correlaciones. La respuesta aumenta cuando el retardo coincide con el tiempo de tránsito de la imagen. Esta salida constituye una estimación local de movimiento. El detector de movimiento de Reichardt, el mismo modelo de Reichardt que ya establece otro modelo de este conjunto, se implementa dentro de unas neuronas especializadas del sistema lobular de esta mosca, y es en consecuencia el modelo de detección de movimiento más verificado experimentalmente de todos, en cualquier especie animal conocida: este mismo detector compara, en consecuencia, a la señal de dos omatidios vecinos de este ojo compuesto, uno de ellos retrasado en el tiempo respecto del otro, y el producto entre ambas señales detecta en consecuencia a una correlación espacio-temporal característica de un movimiento en una dirección particular, exactamente según ya establece este mismo modelo de Reichardt. Que esta mosca vuele a través de un entorno con un movimiento visual más intenso a su alrededor hace que, según este mismo detector de Reichardt, esta respuesta optomotora de esa mosca, en consecuencia, se active con más fuerza para estabilizar a su propio vuelo.
ID:9781
Grupo 3: Grupo 3: Respuesta optomotora y estabilización de vuelo
Descripción
El movimiento visual del entorno produce una señal global de flujo. La salida direccional de detectores de Reichardt se integra en el sistema lobular y genera una señal optomotora. Un movimiento visual más intenso produce una corrección estabilizadora mayor. La corrección actúa como salida de control del vuelo.
Pregunta clave: ¿Cómo opera respuesta optomotora y estabilización de vuelo?
El movimiento visual del entorno produce una señal global de flujo. La salida direccional de detectores de Reichardt se integra en el sistema lobular y genera una señal optomotora. Un movimiento visual más intenso produce una corrección estabilizadora mayor. La corrección actúa como salida de control del vuelo. Que esta mosca vuele a través de un entorno con un movimiento visual más intenso a su alrededor hace que, según este mismo detector de Reichardt, esta respuesta optomotora de esa mosca, en consecuencia, se active con más fuerza para estabilizar a su propio vuelo. Este mismo detector de movimiento constituye, en definitiva, la base del sistema de estabilización de vuelo de esta mosca, conocido como respuesta optomotora. El detector de movimiento de Reichardt, el mismo modelo de Reichardt que ya establece otro modelo de este conjunto, se implementa dentro de unas neuronas especializadas del sistema lobular de esta mosca, y es en consecuencia el modelo de detección de movimiento más verificado experimentalmente de todos, en cualquier especie animal conocida: este mismo detector compara, en consecuencia, a la señal de dos omatidios vecinos de este ojo compuesto, uno de ellos retrasado en el tiempo respecto del otro, y el producto entre ambas señales detecta en consecuencia a una correlación espacio-temporal característica de un movimiento en una dirección particular, exactamente según ya establece este mismo modelo de Reichardt.
ID:9782
Grupo 4: Grupo 4: Balance de flujo óptico en la abeja
Descripción
La abeja compara flujo lateral izquierdo y derecho para mantener centrado el vuelo y usa el flujo ventral para regular velocidad y altitud. Para una velocidad dada, acercarse al suelo aumenta el flujo ventral; por ello una distancia menor exige reducir velocidad para mantener un flujo objetivo. En túneles estrechos el mismo principio conduce a menor velocidad que en espacios abiertos.
Pregunta clave: ¿Cómo opera balance de flujo óptico en la abeja?
La abeja compara flujo lateral izquierdo y derecho para mantener centrado el vuelo y usa el flujo ventral para regular velocidad y altitud. Para una velocidad dada, acercarse al suelo aumenta el flujo ventral; por ello una distancia menor exige reducir velocidad para mantener un flujo objetivo. En túneles estrechos el mismo principio conduce a menor velocidad que en espacios abiertos. Que esta distancia entre esta abeja y el suelo que sobrevuela sea menor hace que, según este mismo balance de flujo óptico, esta velocidad de vuelo de esa abeja, en consecuencia, deba reducirse para mantener a ese mismo flujo óptico ventral constante. Una abeja regula, en cambio, tanto su propia altitud como su propia velocidad de vuelo mediante un balance de este flujo óptico que ya establece otro modelo de este conjunto: un vuelo recto a una altura constante exige, en consecuencia, igualar entre sí a este flujo óptico bilateral que esta abeja percibe a ambos lados de su propio cuerpo, y a este flujo óptico ventral que percibe en cambio debajo de él, respectivamente. Esta misma velocidad de vuelo de esta abeja se ajusta, en consecuencia, de manera automática a su propia distancia al suelo: dentro de un túnel estrecho, esta abeja vuela con lentitud, mientras que dentro de un espacio mucho más abierto, esa misma abeja vuela, en cambio, con mucha más rapidez.
ID:9783
Grupo 5: Grupo 5: Captura olfativa extrema de feromonas
Descripción
Las sensillas pectinadas aumentan el área efectiva de captura de moléculas odoríferas. Un mayor número de sensillas eleva esa área y, para una concentración dada, aumenta la tasa esperada de encuentros moleculares. Cerca del límite de molécula única la detección es estocástica y puede representarse por una probabilidad de al menos una captura. La salida es una probabilidad de detección de feromona.
Pregunta clave: ¿Cómo opera captura olfativa extrema de feromonas?
Las sensillas pectinadas aumentan el área efectiva de captura de moléculas odoríferas. Un mayor número de sensillas eleva esa área y, para una concentración dada, aumenta la tasa esperada de encuentros moleculares. Cerca del límite de molécula única la detección es estocástica y puede representarse por una probabilidad de al menos una captura. La salida es una probabilidad de detección de feromona. Que estas antenas de esta polilla presenten una cantidad todavía mayor de estas sensillas pectinadas hace que, en consecuencia, esta área de captura de estas moléculas odoríferas, en consecuencia, resulte todavía mayor. Las antenas de la polilla del gusano de seda presentan, en consecuencia, una gran cantidad de sensillas pectinadas repartidas sobre ellas, maximizando en consecuencia el área de captura de estas moléculas odoríferas en el espacio, exactamente según la misma geometría pectinada que ya establece otro modelo de este conjunto sobre la antena de una mariposa. La capacidad olfativa de una polilla macho para detectar a una feromona resulta, en cambio, extrema, muy cercana al mismo umbral extraordinariamente bajo que ya establece otro modelo de este conjunto sobre esta misma detección de una feromona por parte de una polilla, cerca en definitiva del límite estocástico impuesto por una sola molécula dentro del volumen de su propio receptor olfativo.
ID:9784
Grupo 6: Grupo 6: Integración de trayectoria en Cataglyphis
Descripción
La hormiga usa la posición solar como brújula y el conteo de pasos como odómetro. Cada paso aporta un incremento vectorial orientado y la suma temporal construye el vector interno de desplazamiento. El vector de retorno apunta aproximadamente en sentido opuesto. El error de posición tiende a crecer con la distancia recorrida sin referencias externas, aunque el sistema mantiene una precisión notable.
Pregunta clave: ¿Cómo opera integración de trayectoria en cataglyphis?
La hormiga usa la posición solar como brújula y el conteo de pasos como odómetro. Cada paso aporta un incremento vectorial orientado y la suma temporal construye el vector interno de desplazamiento. El vector de retorno apunta aproximadamente en sentido opuesto. El error de posición tiende a crecer con la distancia recorrida sin referencias externas, aunque el sistema mantiene una precisión notable. Esta hormiga usa, en consecuencia, a la posición del sol como una brújula solar para orientar la dirección de su propio recorrido, y cuenta además a sus propios pasos como un odómetro interno, acumulando en consecuencia, en tiempo real, al vector de desplazamiento total de todo ese recorrido. Que esta hormiga recorra una distancia todavía mayor sin ningún punto de referencia externo disponible hace que, según esta misma integración de trayectoria, este error final acumulado sobre su propia posición, en consecuencia, tienda a crecer, aunque esta hormiga logre mantenerlo, en la práctica, sorprendentemente bajo. Por eso este modelo, con este ojo compuesto y esta capacidad olfativa extrema con las que se abrió, hace que la navegación por integración de trayectoria de la hormiga del desierto Cataglyphis, la misma integración de trayectoria que ya establece otro modelo de este conjunto, resulte notablemente precisa: esta hormiga recorre, en consecuencia, una distancia considerable dentro de un entorno completamente desprovisto de puntos de referencia externos, y regresa después hasta su propio nido con un error final muy bajo respecto de ese mismo recorrido.
ID:9785