Грег Гейдж: Предложи я вам подумать о свирепом хищнике,
вы, наверное, представите себе льва,
но при всех замечательных охотничьих навыках этого зверя,
его шанс добыть себе еду — всего 20%.
А одним из самых успешных охотников
во всём мире животных, как это ни удивительно,
является стрекоза.
Летающая убийца-стрекоза
с вероятностью в 97% раздобудет себе на пропитание
замеченную ей маленькую мушку.
Причём на лету!
Но как столь маленькое насекомое достигает такой точности?
В этом эпизоде ​​мы увидим,
как мозг стрекозы нацелен на убийство.
[Нейронаука на дому]
Так почему же стрекоза является одним из самых успешных хищников
в мире животных?
Во-первых, из-за глаз.
Поле зрения стрекозы достигает почти 360°.
Во-вторых, из-за крыльев.
Управляя каждым крылом отдельно,
стрекоза способна точно перемещаться в любом направлении.
Но настоящий секрет успеха стрекозы
кроется в координации сложной информации между глазами и крыльями
её мозгом,
превращающим охоту в простой рефлекс.
Для изучения этого механизма
Джейми проводит массу времени, общаясь со стрекозами.
Что тебе нужно для экспериментов?
Джейми Спар: Прежде всего, нужны стрекозы.
Оливер: У меня есть сачок для ловли стрекоз.
ДС: Чем больше я с ними работаю, тем больше их боюсь.
Они на самом деле очень страшные, особенно под микроскопом.
У них очень острые жвалы, и они обычно довольно агрессивны,
что тоже помогает им быть очень хорошими хищниками.
ГГ: Чтобы узнать, что происходит в мозге стрекозы при виде добычи,
мы собираемся подслушать «разговор»
между её глазами и крыльями,
и для этого нам нужно обезболить стрекозу на льду
и убедиться в сохранности крылышек, чтобы потом её выпустить.
Итак, мозг стрекозы состоит из специальных клеток, называемых нейронами,
и именно нейроны позволяют стрекозе
так быстро видеть и двигаться.
Отдельные нейроны образуют сети,
объединяясь друг с другом при помощи длинных микроскопических нитей — аксонов,
и нейроны взаимодействуют через аксоны при помощи электричества.
Мы собираемся поместить в стрекозу вдоль аксонов
маленькие металлические провода — электроды,
и это по-настоящему круто.
У стрекозы всего 16 нейронов —
по восемь на каждый глаз, —
которые сообщают крыльям, где именно находится цель.
Мы поместили электроды так, чтобы записывать сигналы нейронов,
соединяющих глаза с крыльями.
Всякий раз, когда от глаза к крылу передаётся сообщение,
электрод перехватывает этот «разговор» в виде электрического тока
и усиливает его.
Итак, мы можем слышать и видеть этот сигнал в форме скачка тока,
который мы будем называть потенциалом действия.
Давайте же послушаем.
В данный момент мы перевернули стрекозу вверх ногами,
поэтому она смотрит вниз на землю.
Сейчас мы возьмём добычу, или то, что иногда называется целью.
В данном случае целью будет поддельная муха.
Мы переместим её в поле видимости стрекозы.
(Жужжание)
О!
О, только посмотрите!
Удивительно! Но это только в одном направлении.
Есть!
При движении вперёд скачков не видно,
но они появляются при движении назад.
В ходе наших экспериментов
удалось увидеть, что нейроны стрекозы
срабатывают при перемещении цели только в одном направлении.
Почему так происходит?
Вспомните, я говорил,
что поле зрения стрекозы достигает почти 360°.
При этом в глазу есть область, которая называется ямкой,
и эта часть глаза обладает наилучшей остротой зрения,
наподобие перекрестия оптического прицела.
Помните, я говорил, что у стрекозы есть точный контроль над каждым крылом?
Когда стрекоза видит жертву, она наводит на неё своё перекрестие
и посылает сигналы вдоль аксонов только тем нейронам,
которые контролируют части крыльев,
необходимые для удержания стрекозы на цели.
И если жертва находится слева от стрекозы,
будут активированы только нейроны, направляющие крылья влево.
А если жертва движется справа от стрекозы,
эти нейроны не нужны, поэтому они будут бездействовать.
И стрекоза устремляется к добыче
под заданным углом, переданным оптическим прицелом крыльям,
и бум! — кушать подано.
Всё это происходит за доли секунды без каких-либо усилий со стороны стрекозы.
Почти что рефлекс.
Весь этот чрезвычайно эффективный процесс называется визуальной фиксацией.
Но у него есть ещё одна сторона.
Мы видели, как нейроны реагируют на движения,
но как стрекоза понимает, что объект действительно является добычей?
И вот тут-то значение приобретает размер.
Покажем стрекозе ряд точек.
О, да!
ДС: Да, она предпочитает эту.
ГГ: Мы обнаружили,
что стрекоза предпочитает маленькие цели большим.
Иными словами, стрекоза запрограммирована охотиться на маленьких мух,
а не на больших летунов, например птиц.
И как только она распозна́ет что-нибудь как жертву,
жить бедной мушке остаётся считанные секунды.
Сегодня мы увидели, как мозг стрекозы
делает её очень эффективной убийцей.
И давайте порадуемся, что мы не жили 300 миллионов лет назад,
когда стрекозы были размером с кошку.