Return to Video

Как мозг стрекозы нацелен на убийство

  • 0:00 - 0:03
    Грег Гейдж: Предложи я вам
    подумать о свирепом хищнике,
  • 0:03 - 0:05
    вы, наверное, представите себе льва,
  • 0:05 - 0:08
    но при всех замечательных
    охотничьих навыках этого зверя,
  • 0:08 - 0:11
    его шанс добыть себе еду — всего 20%.
  • 0:11 - 0:13
    А одним из самых успешных охотников
  • 0:13 - 0:16
    во всём мире животных,
    как это ни удивительно,
  • 0:16 - 0:17
    является стрекоза.
  • 0:17 - 0:19
    Летающая убийца-стрекоза
  • 0:19 - 0:22
    с вероятностью в 97%
    раздобудет себе на пропитание
  • 0:22 - 0:23
    замеченную ей маленькую мушку.
  • 0:23 - 0:24
    Причём на лету!
  • 0:24 - 0:28
    Но как столь маленькое насекомое
    достигает такой точности?
  • 0:28 - 0:29
    В этом эпизоде ​​мы увидим,
  • 0:30 - 0:33
    как мозг стрекозы нацелен на убийство.
  • 0:33 - 0:36
    [Нейронаука на дому]
  • 0:36 - 0:39
    Так почему же стрекоза является
    одним из самых успешных хищников
  • 0:40 - 0:41
    в мире животных?
  • 0:41 - 0:42
    Во-первых, из-за глаз.
  • 0:42 - 0:44
    Поле зрения стрекозы достигает почти 360°.
  • 0:44 - 0:45
    Во-вторых, из-за крыльев.
  • 0:45 - 0:47
    Управляя каждым крылом отдельно,
  • 0:47 - 0:50
    стрекоза способна точно
    перемещаться в любом направлении.
  • 0:50 - 0:52
    Но настоящий секрет успеха стрекозы
  • 0:52 - 0:55
    кроется в координации сложной
    информации между глазами и крыльями
  • 0:55 - 0:57
    её мозгом,
  • 0:57 - 0:59
    превращающим охоту в простой рефлекс.
  • 0:59 - 1:01
    Для изучения этого механизма
  • 1:01 - 1:03
    Джейми проводит массу времени,
    общаясь со стрекозами.
  • 1:03 - 1:05
    Что тебе нужно для экспериментов?
  • 1:05 - 1:07
    Джейми Спар: Прежде всего,
    нужны стрекозы.
  • 1:07 - 1:10
    Оливер: У меня есть
    сачок для ловли стрекоз.
  • 1:10 - 1:13
    ДС: Чем больше я с ними работаю,
    тем больше их боюсь.
  • 1:13 - 1:16
    Они на самом деле очень страшные,
    особенно под микроскопом.
  • 1:16 - 1:19
    У них очень острые жвалы,
    и они обычно довольно агрессивны,
  • 1:19 - 1:21
    что тоже помогает им
    быть очень хорошими хищниками.
  • 1:21 - 1:26
    ГГ: Чтобы узнать, что происходит
    в мозге стрекозы при виде добычи,
  • 1:26 - 1:28
    мы собираемся подслушать «разговор»
  • 1:28 - 1:30
    между её глазами и крыльями,
  • 1:30 - 1:33
    и для этого нам нужно
    обезболить стрекозу на льду
  • 1:33 - 1:36
    и убедиться в сохранности крылышек,
    чтобы потом её выпустить.
  • 1:36 - 1:40
    Итак, мозг стрекозы состоит из специальных
    клеток, называемых нейронами,
  • 1:40 - 1:42
    и именно нейроны
    позволяют стрекозе
  • 1:42 - 1:44
    так быстро видеть и двигаться.
  • 1:44 - 1:46
    Отдельные нейроны образуют сети,
  • 1:46 - 1:50
    объединяясь друг с другом при помощи
    длинных микроскопических нитей — аксонов,
  • 1:50 - 1:53
    и нейроны взаимодействуют через аксоны
    при помощи электричества.
  • 1:53 - 1:56
    Мы собираемся поместить
    в стрекозу вдоль аксонов
  • 1:56 - 1:58
    маленькие металлические
    провода — электроды,
  • 1:58 - 1:59
    и это по-настоящему круто.
  • 1:59 - 2:01
    У стрекозы всего 16 нейронов —
  • 2:01 - 2:02
    по восемь на каждый глаз, —
  • 2:03 - 2:05
    которые сообщают крыльям,
    где именно находится цель.
  • 2:05 - 2:08
    Мы поместили электроды так,
    чтобы записывать сигналы нейронов,
  • 2:08 - 2:10
    соединяющих глаза с крыльями.
  • 2:10 - 2:13
    Всякий раз, когда от глаза к крылу
    передаётся сообщение,
  • 2:13 - 2:17
    электрод перехватывает этот «разговор»
    в виде электрического тока
  • 2:17 - 2:18
    и усиливает его.
  • 2:18 - 2:21
    Итак, мы можем слышать и видеть
    этот сигнал в форме скачка тока,
  • 2:21 - 2:23
    который мы будем называть
    потенциалом действия.
  • 2:23 - 2:24
    Давайте же послушаем.
  • 2:24 - 2:28
    В данный момент мы перевернули
    стрекозу вверх ногами,
  • 2:28 - 2:31
    поэтому она смотрит вниз на землю.
  • 2:31 - 2:34
    Сейчас мы возьмём добычу,
    или то, что иногда называется целью.
  • 2:34 - 2:36
    В данном случае целью
    будет поддельная муха.
  • 2:36 - 2:39
    Мы переместим её
    в поле видимости стрекозы.
  • 2:41 - 2:42
    (Жужжание)
  • 2:42 - 2:44
    О!
  • 2:45 - 2:46
    О, только посмотрите!
  • 2:50 - 2:52
    Удивительно! Но это только
    в одном направлении.
  • 2:53 - 2:54
    Есть!
  • 2:55 - 2:57
    При движении вперёд скачков не видно,
  • 2:57 - 2:59
    но они появляются при движении назад.
  • 2:59 - 3:00
    В ходе наших экспериментов
  • 3:00 - 3:03
    удалось увидеть, что нейроны стрекозы
  • 3:03 - 3:06
    срабатывают при перемещении цели
    только в одном направлении.
  • 3:06 - 3:07
    Почему так происходит?
  • 3:07 - 3:09
    Вспомните, я говорил,
  • 3:09 - 3:11
    что поле зрения стрекозы
    достигает почти 360°.
  • 3:11 - 3:14
    При этом в глазу есть область,
    которая называется ямкой,
  • 3:14 - 3:17
    и эта часть глаза обладает
    наилучшей остротой зрения,
  • 3:17 - 3:19
    наподобие перекрестия оптического прицела.
  • 3:19 - 3:23
    Помните, я говорил, что у стрекозы есть
    точный контроль над каждым крылом?
  • 3:24 - 3:28
    Когда стрекоза видит жертву,
    она наводит на неё своё перекрестие
  • 3:28 - 3:31
    и посылает сигналы вдоль аксонов
    только тем нейронам,
  • 3:31 - 3:33
    которые контролируют части крыльев,
  • 3:33 - 3:35
    необходимые для удержания
    стрекозы на цели.
  • 3:35 - 3:38
    И если жертва находится слева от стрекозы,
  • 3:38 - 3:42
    будут активированы только нейроны,
    направляющие крылья влево.
  • 3:42 - 3:44
    А если жертва движется справа от стрекозы,
  • 3:44 - 3:48
    эти нейроны не нужны,
    поэтому они будут бездействовать.
  • 3:48 - 3:50
    И стрекоза устремляется к добыче
  • 3:50 - 3:53
    под заданным углом, переданным
    оптическим прицелом крыльям,
  • 3:53 - 3:55
    и бум! — кушать подано.
  • 3:55 - 3:59
    Всё это происходит за доли секунды
    без каких-либо усилий со стороны стрекозы.
  • 3:59 - 4:00
    Почти что рефлекс.
  • 4:00 - 4:04
    Весь этот чрезвычайно эффективный
    процесс называется визуальной фиксацией.
  • 4:04 - 4:07
    Но у него есть ещё одна сторона.
  • 4:07 - 4:09
    Мы видели, как нейроны
    реагируют на движения,
  • 4:09 - 4:12
    но как стрекоза понимает, что объект
    действительно является добычей?
  • 4:12 - 4:14
    И вот тут-то значение приобретает размер.
  • 4:14 - 4:17
    Покажем стрекозе ряд точек.
  • 4:29 - 4:30
    О, да!
  • 4:30 - 4:32
    ДС: Да, она предпочитает эту.
  • 4:32 - 4:34
    ГГ: Мы обнаружили,
  • 4:34 - 4:37
    что стрекоза предпочитает
    маленькие цели большим.
  • 4:38 - 4:42
    Иными словами, стрекоза запрограммирована
    охотиться на маленьких мух,
  • 4:42 - 4:45
    а не на больших летунов, например птиц.
  • 4:45 - 4:47
    И как только она распозна́ет
    что-нибудь как жертву,
  • 4:47 - 4:50
    жить бедной мушке
    остаётся считанные секунды.
  • 4:50 - 4:52
    Сегодня мы увидели, как мозг стрекозы
  • 4:52 - 4:54
    делает её очень эффективной убийцей.
  • 4:54 - 4:58
    И давайте порадуемся, что мы
    не жили 300 миллионов лет назад,
  • 4:58 - 5:01
    когда стрекозы были размером с кошку.
Title:
Как мозг стрекозы нацелен на убийство
Speaker:
Нейронаука на дому
Description:

Стрекоза, лучший охотник среди хищников, способна поймать добычу с почти идеальной точностью. Но как это удаётся столь маленькому насекомому с небольшим количеством нейронов? Наши отважные учёные, используя только датчики и поддельную муху, исследуют, как стрекоза хладнокровно фиксируется на жертве и ловит её за доли секунды.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED Series
Duration:
05:17

Russian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.