Como o cérebro de uma libélula é projetado para matar

Libélulas conseguem capturar presas com precisão quase perfeita, a melhor entre todos os predadores. Mas como algo com tão poucos neurônios alcança essa proeza? Nossos intrépidos neurocientistas exploram, por meio de sensores e uma mosca falsa, como uma libélula se prende de modo certeiro à sua presa e faz a captura em milissegundos.

Greg Gage: Se eu lhe pedisse para pensar
num animal assassino feroz,

você talvez pensaria num leão,

e, apesar de suas maravilhosas
habilidades predatórias,

seu índice de sucesso é só cerca de 20%
na captura de uma refeição.

Um dos caçadores de maior sucesso
em todo o reino animal é surpreendente:

a libélula.

Libélulas são moscas assassinas

e, quando veem uma mosca menor,

têm cerca de 97% de chance
de pegá-la para uma refeição.

Isso ocorre em pleno voo.

Mas como um inseto tão pequeno
consegue ser tão preciso?

Veremos, neste episódio,

como o cérebro da libélula é altamente
especializado para ser assassino mortal.

[Neurociência Faça Você Mesmo]

O que faz da libélula

um dos predadores
de maior sucesso do reino animal?

Primeiro: os olhos.

Ela tem uma visão de quase 360 ​​graus.

Segundo: as asas.

Com controle individual das asas,

a libélula se move com precisão
em qualquer direção.

Mas o verdadeiro segredo do sucesso
da libélula é como seu cérebro

coordena essa informação complexa
entre os olhos e as asas

e transforma a caça em um simples reflexo.

Para este estudo,

Jaimie passou muito tempo
se socializando com libélulas.

O que é preciso para seus experimentos?

Jaimie Spahr: Primeiro, libélulas.

Oliver: Tenho uma rede
para pegar as libélulas.

JS: Quanto mais eu trabalhava com elas,
mais ficava aterrorizada.

São muito assustadoras,
especialmente sob um microscópio.

Têm mandíbulas muito afiadas,
costumam ser bastante agressivas,

o que também as ajuda
a serem boas predadoras.

GG: Para aprender o que acontece
dentro do cérebro da libélula

quando ela vê uma presa,

vamos escutar uma conversa
entre os olhos e as asas.

Para isso, temos que anestesiar
a libélula no gelo

e nos certificar de proteger as asas
para que possamos liberá-la depois.

O cérebro da libélula

é composto de células especializadas
chamadas neurônios,

que permitem a ela
ver e se mover com rapidez.

Os neurônios individuais
formam circuitos que se conectam

por meio de fios longos
e minúsculos chamados axônios,

sobre os quais os neurônios
se comunicam usando eletricidade.

Na libélula, colocaremos
pequenos fios de metal, ou eletrodos,

ao longo das trilhas do axônio.

Isso é muito legal.

Na libélula, há somente
16 neurônios, 8 por olho,

que informam às asas
a posição exata do alvo.

Colocamos os eletrodos
para gravar a partir desses neurônios

que conectam os olhos às asas.

Sempre que uma mensagem
passa do olho para a asa,

nosso eletrodo intercepta essa conversa
na forma de uma corrente elétrica

e a amplifica.

Podemos ouvi-la e vê-la
na forma de um pico,

que também chamamos de potencial de ação.

Agora vamos escutar.

Neste momento, temos a libélula
virada de cabeça para baixo.

Ela está olhando para o chão.

Vamos pegar uma presa,
o que, às vezes, chamamos de alvo.

Neste caso, o alvo será uma mosca falsa.

Vamos movê-la na mira da libélula.

(Zumbido)

Oh!

Oh, veja isso.

Observe, mas é apenas em uma direção.

Ah, sim!

Você não vê picos quando avanço,

mas eles estão presentes quando volto.

Em nossos experimentos,

conseguimos ver que os neurônios
da libélula disparavam

quando movíamos o alvo
em uma direção, mas não na outra.

Por quê?

Lembra-se de que eu disse

que a libélula tinha uma visão
de quase 360 ​​graus?

Há uma seção do olho chamada fóvea,

que é a parte com a acuidade
visual mais nítida.

Você pode pensar nela como uma mira.

Lembra-se de que eu disse

que a libélula tinha controle individual
preciso de suas asas?

Ao ver sua presa, a libélula treina
sua mira sobre ela

e, ao longo de seus axônios,
envia mensagens

apenas para os neurônios
que controlam as partes das asas

necessárias para manter
a libélula no alvo.

Portanto, se a presa
estiver à esquerda da libélula,

apenas os neurônios que puxam as asas
para a esquerda são estimulados.

Se a presa se mover
para a direita da libélula,

esses neurônios não serão necessários
e permanecerão quietos.

A libélula acelera em direção à presa

em um ângulo fixo que é comunicado
por essa mira às asas

e então, bum, jantar.

Tudo isso acontece
em uma fração de segundo

e é fácil para a libélula,
quase como um reflexo.

Todo esse processo incrivelmente eficaz
é chamado de fixação.

Mas há mais uma história nesse processo.

Vimos como os neurônios
reagem a movimentos,

mas como a libélula sabe que algo
é realmente uma presa?

É aqui que o tamanho importa.

Vamos mostrar à libélula
uma série de pontos.

Ah, sim!

JS: Sim, ela prefere esse.

GG: De todos os tamanhos,

descobrimos que a libélula reagiu
a alvos menores em vez dos maiores.

Em outras palavras,

a libélula foi programada
para perseguir moscas menores

versus algo muito maior, como um pássaro.

Assim que reconhece algo
como uma presa,

a pobre mosca tem apenas
alguns segundos de vida.

Hoje conseguimos ver
como o cérebro da libélula funciona

para torná-la uma assassina muito eficaz.

E sejamos gratos por não termos vivido
há 300 milhões de anos,

quando as libélulas
eram do tamanho de gatos.