Ученые обнаружили, как структура мозга пчел помогает им прокладывать самый прямой путь обратно в улей.
Исследователи пролили свет на сложную навигационную систему, которую насекомые используют, чтобы добраться домой по прямой линии после долгих и сложных путешествий.
Они показали, как сеть нейронов интегрирует каждую деталь изменений направления и расстояния, пройденного во время путешествия, и позволяет пчелам возвращаться прямо домой.
Пчелы используют свое зрение для навигации, но до сих пор мало что было известно о том, что происходит внутри их мозга, который меньше рисового зернышка, когда они выполняют эту задачу.
Открытие нейронов, определяющих скорость и направление, а также точное описание того, как они взаимосвязаны, помогло ученым впервые показать, как функционирует мозг пчелы, направляя ее домой.
Нейроны расположены в части мозга насекомого, называемой центральным комплексом. Ученые обнаружили, что эта область играет ключевую роль в управлении навигационной системой, известной как интеграция пути или «счисление пути», которая используется многими животными, включая пчел, муравьев и людей.
Эти ячейки используются для суммирования всех элементов дальнего путешествия, создавая память, которую пчелы используют, чтобы лететь домой по самому прямому маршруту, говорят исследователи.
Группа ученых, включая исследователей из Эдинбургского университета, раскрыла сложные механизмы работы системы, изучая мозг ночных пчел тропических лесов.
Они контролировали работу нервов, прикрепляя крошечные электроды к головам пчел, поскольку насекомым показывали симуляции виртуальной реальности того, что они видят, когда летят вперед или вращаются.
Их результаты вместе с микроскопическими исследованиями того, как связаны нервные клетки, были использованы для разработки подробной компьютерной модели мозга пчелы. Модель тестировалась на смоделированной пчеле и на роботе.
Выводы могут привести к разработке новых алгоритмов навигации для автономных роботов, которым не требуется GPS или дорогостоящие компьютерные системы.
Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, было проведено в сотрудничестве с Лундским университетом, Швеция. Он финансировался исследовательскими советами Швеции, Великобритании и Европы.
Профессор Барбара Уэбб из Школы информатики Эдинбургского университета, участвовавшая в исследовании, сказала: «Самая захватывающая часть этого исследования заключалась в том, что компьютерное моделирование «спагетти» связей между нервными клетками выявило элегантный принцип, с помощью которого пчелы отслеживают свое положение и возвращаются домой Понимание такого сложного поведения на уровне отдельных нейронов является важным шагом вперед для науки о функциях мозга."