Hjerneundersøgelse afslører, hvordan insekter gør sig lige til hjemmet

Forskere har opdaget, hvordan ledningerne til biernes hjerner hjælper dem med at planlægge den mest direkte vej tilbage til deres bikube.

Forskere har kastet lys over det komplekse navigationssystem, som insekter bruger til at komme hjem i en lige linje efter lange, komplekse rejser.

De har afsløret, hvordan et netværk af neuroner integrerer hver eneste detalje af ændringer i retning og distance tilbagelagt på udgående rejser, og gør det muligt for bier at vende direkte hjem.

Bier bruger deres syn til at navigere, men indtil nu vidste man lidt om, hvad der sker inde i deres hjerner - som er mindre end et riskorn - mens de udfører denne opgave.

Opdagelsen af ​​neuroner, der registrerer hastighed og retning - og en præcis beskrivelse af, hvordan disse er koblet sammen - har hjulpet videnskabsmænd med at vise for første gang, hvordan en bis hjerne fungerer til at lede den hjem.

Neuronerne er placeret i en del af insekthjernen kaldet det centrale kompleks. Forskere fandt ud af, at denne region spiller en afgørende rolle i styringen af ​​navigationssystemet - kendt som stiintegration eller 'død regning' - som bruges af mange dyr, herunder bier, myrer og mennesker.

Disse celler bruges til at sammenlægge alle elementer af den udgående rejse, skabe en hukommelse, som bier bruger til at flyve hjem ad den mest direkte rute, siger forskere.

Et team af forskere, herunder forskere ved University of Edinburgh, optrevlede systemets komplekse funktion ved at studere hjernen hos natlige regnskovsbier.

De overvågede nervefunktionen ved at fastgøre bittesmå elektroder til biernes hoveder, da insekterne blev vist virtual reality-simuleringer af, hvad de ser, når de flyver fremad eller roterer.

Deres resultater, sammen med mikroskopundersøgelser af, hvordan nervecellerne hænger sammen, blev brugt til at udvikle en detaljeret computermodel af biens hjerne. Modellen blev testet på en simuleret bi og på en robot.

Resultaterne kan føre til udviklingen af ​​nye algoritmer til navigation i autonome robotter, der ikke kræver GPS eller dyre computersystemer.

Studiet, offentliggjort i tidsskriftet Aktuel biologi , blev udført i samarbejde med Lunds Universitet, Sverige. Det blev finansieret af svenske, britiske og europæiske forskningsråd.

Professor Barbara Webb, fra University of Edinburgh's School of Informatics, hvem der var involveret i undersøgelsen, sagde:"Den mest spændende del af denne forskning var, da computermodellering af 'spaghetti' af forbindelser mellem nerveceller afslørede det elegante princip, hvorved bier holder styr på deres position og styrer hjemad. At forstå en så kompleks adfærd på niveau med enkelte neuroner er et vigtigt skridt fremad for videnskaben om hjernefunktion."