Мухи - трудни за получаване! З за знания - ARD Das Erste
По-бързо от хората
Опитвали ли сте някога да хванете муха на ръка? Това е почти невъзможно. Независимо дали се промъквате отзад или удряте по особено изненадващ начин: мухата обикновено е по-бърза. Причината за това е, че мозъкът на мухата превъзхожда този на хората - поне в една точка: мухите реагират много по-бързо от хората. Въпреки че мозъкът на обикновена домашна муха тежи по-малко от половин милиграм.
Муха изследвания
Какво прави Brummer толкова невероятно бързи „светкавични детектори“? Това разследват невробиолозите от института „Макс Планк“ в Мартинсрид край Мюнхен. Мухите се отглеждат тук в две плътно затворени стаи, за да изучат поведението им. Професор Александър Борст се занимава с крилати алтернативни художници от много дълго време. Една от причините за бързите им реакции са съставните очи на мухата: Те са сферични и гарантират, че мухата вижда повече от хората. „Имаме ограничено зрително поле“, обяснява Александър Борст. "Ако искаме да огледаме наоколо, трябва да движим очите си или главата си. Мухата не се нуждае от нищо от това, тя има вграден цялостен изглед, така да се каже." Този всеобхватен изглед не позволява на хората да се промъкнат отзад - мухата вижда всичко.
Мозъкът на мухата е доста поправен
Всестранният изглед не е единственото предимство, което мухата има пред хората. Вашите светлинни сензорни клетки реагират много по-бързо на промени в светлината от нашата - следователно сянката на ръка, повдигната за удар, се възприема светкавично. Това е възможно, тъй като мозъкът на мухата има много проста структура: има само пет синапса между очите и мускулите - това са точките на превключване в мозъка, където проводимостта на дразнителите се забавя за кратко, тъй като сигналът трябва да се преобразува. И пътищата в мозъка на мухата също са кратки: сигналите трябва да се движат само на няколко милиметра от окото до мускулите, за разлика от хората.
Всичко това прави мозъка на мухата особено фиксиран. В пряко сравнение, хората нямат шанс, казва Александър Борст: "В момента, когато мухата вече е реагирала, вече показва първото мускулно потрепване, тоест вече излита - сигналът все още не е напуснал очната ми ябълка към мозъка!"
Светът в забавен каданс
Тъй като човешкият мозък обработва движенията толкова бавно, той разграничава само около 20 отделни изображения в секунда. Ако се покажат повече изображения, те се размиват в плавни движения - телевизията работи с този ефект. Ако една муха гледа телевизия, тя няма да види филм, а отделни снимки, които стоят много дълго преди да бъде показана следващата снимка. Мухата всъщност може да възприема много повече изображения в секунда от хората: около 200 от тях.
Следователно движенията изглеждат много по-бавни за мухата, отколкото за хората; той вижда нашия свят, както го правим при силно забавено движение. Затова не е чудно, че мухата има достатъчно време да избегне биещата ръка - атаката трябва да й се стори много бавна!
Пробив в мозъчните изследвания
Бягай? Да или не? И ако да: в каква посока? Може би най-важните решения в живота за мухите. Ето защо те използват повече от половината от своите нервни клетки само за зрително движение. Всяка нервна клетка е отговорна само за една посока на движение: за хоризонтални или вертикални движения, наляво или надясно. За да разбере кога клетките са активни, докторантът Изабела Кауер залепва домашни мухи пред стена, осветена с LED светлини, така нареченото „мухо кино“. Светли и тъмни светлини пулсират през стената, създавайки усещане, че мухата се движи. Изабела Кауер играе различни посоки на движение за мухата и използва малък електрод за измерване на активността на отделните нервни клетки в мозъка на мухата. Силното пукане и острите обриви показват, че клетката е активна.
Малко по малко невробиолозите изработват точна карта на мозъка на мухата. "Това би било първият път, когато можем да разберем просто невронно изчисление или обработка на информация в детайли - на нивото на отделните нервни клетки и тяхната взаимовръзка. Това би било сериозен пробив в мозъчните изследвания", обяснява Александър Борст от института "Макс Планк".
Метална папионка
Повече от 50 години невробиолозите са очаровани от факта, че мозъкът, който е толкова структуриран, колкото този на мухата, работи толкова ефективно. Толкова дълго учените се опитват да открият кои нервни клетки поемат какви задачи. Констатациите имат ясна практическа употреба. Ако учените разберат как точно е свързан мозъкът на мухата, те могат да пресъздадат тази верига и да я използват за роботи, например.
В Мартинсрид вече има няколко мухи-роботи, чиито вериги са моделирани по мозъка на мухата. Неговият строител Йоханес Плет все още трябва да контролира мухите с дистанционното управление. Скоро обаче летящите роботи трябва да могат да планират свой собствен маршрут и автоматично да избягват препятствия. Точно като неговия модел за подражание - мухата.