Hvordan en flues hjerne beregner sin position i rummet

Fluens hjerne beregner sin position i rummet ved hjælp af et specialiseret neuralt kredsløb kaldet det centrale kompleks. Dette kredsløb integrerer information fra forskellige sensoriske input, herunder visuelle, vestibulære og proprioceptive signaler, for at generere en repræsentation af fluens kurs, position og hastighed.

Det centrale kompleks består af flere indbyrdes forbundne regioner, herunder protocerebrum, det ellipsoide legeme og det vifteformede legeme. Hver af disse regioner modtager sensoriske input fra forskellige modaliteter og bidrager til den overordnede repræsentation af fluens position og bevægelse.

Protocerebrum indeholder neuroner, der behandler visuel information. Disse neuroner modtager input fra fluens sammensatte øjne og beregner den visuelle scenes bevægelsesretning og -hastighed. Den ellipsoide krop, på den anden side, integrerer vestibulære signaler fra fluens antenner og grimer (små kølleformede strukturer nær vingerne). Disse signaler giver information om fluens hovedbevægelser og kropsrotationer.

Den vifteformede krop modtager input fra proprioceptive neuroner placeret i fluens ben og vinger. Disse neuroner giver information om positionen og bevægelsen af ​​fluens vedhæng. Ved at integrere informationen fra disse forskellige sensoriske input, genererer det centrale kompleks en omfattende repræsentation af fluens position i rummet.

Det centrale kompleks sender signaler til andre områder af hjernen, herunder de motoriske kontrolcentre, som bruger denne information til at koordinere fluens bevægelser og bevare dens stabilitet under flyvning og anden adfærd.

Studiet af fluens centrale kompleks har givet værdifuld indsigt i de neurale mekanismer, der ligger til grund for rumlig navigation og bevægelseskontrol. Denne forskning har også bidraget til udviklingen af ​​bio-inspirerede navigations- og kontrolsystemer til autonome køretøjer og andre robotapplikationer.