Muchy - ťažko zohnať! W za poznanie - ARD Das Erste
Rýchlejšie ako ľudia
Skúšali ste niekedy chytiť muchu ručne? Je to takmer nemožné. Bez ohľadu na to, či sa prikradnete zozadu alebo zasiahnete obzvlášť prekvapujúcim spôsobom: muška je zvyčajne rýchlejšia. Dôvodom je to, že mozog muchy je nadradený mozgu ľudí - aspoň v jednom bode: muchy reagujú oveľa rýchlejšie ako ľudia. Aj keď mozog obyčajnej muchy domácej váži menej ako pol miligramu.
Výskum múch
Čo robí Brummer tak neuveriteľne rýchlym „detektorom blesku“? To skúmajú neurobiológovia z Max Planck Institute v Martinsried neďaleko Mníchova. Muchy sú tu chované v dvoch tesne uzavretých miestnostiach, aby študovali ich správanie. Profesor Alexander Borst sa dlhodobo venuje alternatívnym umelcom s krídlami. Jedným z dôvodov ich rýchlych reakcií sú zložené oči mušky: Sú sférické a zaisťujú, že muška vidí viac ako ľudia. „Máme obmedzené zorné pole,“ vysvetľuje Alexander Borst. "Ak sa chceme rozhliadnuť dookola, musíme pohnúť očami alebo hlavou. Muška nič z toho nepotrebuje, má takpovediac zabudovaný všestranný výhľad." Tento výhľad dookola bráni ľuďom vkradnúť sa dozadu - mucha vidí všetko.
Lietajúci mozog je dosť opravený
Celkový pohľad nie je jedinou výhodou, ktorú má muška nad ľuďmi. Vaše svetelné zmyslové bunky reagujú na zmeny svetla oveľa rýchlejšie ako naše - tieň ruky zdvihnutej k úderu je preto vnímaný bleskovo. Je to možné, pretože mozog muchy má veľmi jednoduchú štruktúru: medzi očami a svalmi je len päť synapsií - to sú body prepínania v mozgu, kde sa vedenie stimulu nakrátko spomalí, pretože sa musí konvertovať signál. A dráhy v mozgu lietadla sú tiež krátke: signály musia na rozdiel od ľudí cestovať od oka k svalom iba niekoľko milimetrov.
To všetko robí muškový mozog obzvlášť fixovaným. V priamom porovnaní nemajú ľudia žiadnu šancu, hovorí Alexander Borst: „V okamihu, keď už mucha zareagovala, už vykazuje prvé svalové zášklby, to znamená, že už vzlieta - signál ešte neopustil moju očnú guľu smerom k mozgu!“
Svet v spomalenom filme
Pretože ľudský mozog spracováva pohyby tak pomaly, rozlišuje iba asi 20 jednotlivých obrázkov za sekundu. Ak sa zobrazí viac obrázkov, rozostria sa na plynulé pohyby - televízia pracuje s týmto efektom. Ak by mucha sledovala televíziu, nevidela by film, ale jednotlivé fotografie, ktoré stoja veľmi dlho pred zobrazením ďalšej fotografie. Mucha dokáže vnímať oveľa viac obrázkov za sekundu ako ľudia: asi 200 z nich.
Pohyby sa preto zdajú byť oveľa pomalšie ako lietanie ľudí, vníma náš svet rovnako ako my silným spomaleným pohybom. Takže niet divu, že muška má dostatok času na to, aby sa uhýbala bitej ruke - útok jej musí pripadať veľmi pomalý!
Prelom vo výskume mozgu
Utekať? Áno alebo nie? A ak áno: ktorým smerom? Pravdepodobne najdôležitejšie rozhodnutia v živote pre muchy. Preto používajú viac ako polovicu svojich nervových buniek iba na pohybové videnie. Každá nervová bunka je zodpovedná iba za jediný smer pohybu: za horizontálne alebo vertikálne pohyby doľava alebo doprava. Aby doktorandka Isabella Kauerová zistila, kedy sú bunky aktívne, prilepila muchy domáce pred múrom osvetleným LED svetlami, takzvaným „muším kinom“. Cez stenu pulzujú jasné a tmavé svetlá, ktoré dávajú muške pocit, že sa pohybuje. Isabella Kauer prehráva muške rôzne smery pohybu a pomocou malej elektródy meria aktivitu jednotlivých nervových buniek v mozgu mušky. Hlasné praskanie a ostré vyrážky naznačujú, že bunka je aktívna.
Neurobiológovia kúsok po kúsku vypracujú presnú mapu mozgu muchy. "Bolo by to prvýkrát, čo dokážeme podrobne pochopiť jednoduchý neurálny výpočet alebo spracovanie informácií - na úrovni jednotlivých nervových buniek a ich vzájomného prepojenia. To by bol zásadný prielom vo výskume mozgu," vysvetľuje Alexander Borst z Inštitútu Maxa Plancka.
Kovový motýlik
Už viac ako 50 rokov neurobiológov fascinuje skutočnosť, že tak jednoducho štruktúrovaný mozog ako muchy funguje tak efektívne. Vedci sa už tak dlho pokúšajú zistiť, ktoré nervové bunky preberajú ktoré úlohy. Zistenia majú zrejmé praktické využitie. Ak vedci zistia, ako presne je mozog muchy prepojený, môžu tento okruh znovu vytvoriť a použiť ho napríklad pre roboty.
V Martinsried už existuje niekoľko robotových múch, ktorých okruhy sú modelované na mozgu muchy. Jeho staviteľ Johannes Plett musí stále ovládať muchy diaľkovým ovládaním. Lietajúci roboti by však už čoskoro mali byť schopní naplánovať si vlastnú trasu a automaticky sa vyhýbať prekážkam. Rovnako ako jeho vzor - mucha.