W mgnieniu oka kolibry mogą dziesiątki razy bić się za skrzydłami, nurkować poza zasięgiem wzroku, a nawet łapać latające owady w powietrzu. Jak te małe stworzenia mogą śledzić poruszający się wokół nich świat?
powiązana zawartość
- Oszałamiający film Slo-Mo z kolibrów unoszących się w powietrzu
Według najnowszych badań ich mózgi mogą być skonfigurowane inaczej, aby lepiej pomieścić informacje wizualne pochodzące ze wszystkich kierunków, co może mieć wpływ na rozwój precyzyjnie latających dronów i robotów. W wykrywającej ruch części mózgu kolibra - która jest znacznie większa niż u innych gatunków ptaków - wydaje się, że neurony są „dostrojone” inaczej, mówi główna autor Andrea Gaede, badaczka neurobiologii z University of British Columbia.
„Przetwarzają ruch wzrokowy w inny sposób niż każde inne badane do tej pory zwierzę” - mówi Gaede.
U wszystkich innych badanych ptaków, płazów, gadów i ssaków, w tym u innych gatunków małych ptaków, neurony tego obszaru mózgu, znane jako „lentiformis mesencephalic”, są dostrojone do wykrywania ruchu dochodzącego z tyłu lepiej niż inne rodzaje ruchu. Ma to sens w przypadku większości zwierząt, mówi Gaede - zwierzę, które lepiej wyczuwa ruch na peryferiach swojej wizji, mogłoby uciekać przed potencjalnymi drapieżnikami zbliżającymi się z tyłu.
Nie kolibry. Gaede i jej zespół wzięli sześć znieczulonych kolibrów Anny ( Calypte Anna ) i umieścili je w komorze, w której mogli zobaczyć kropki poruszające się na ekranie w różnych kierunkach. Następnie zarejestrowali sygnały pochodzące z ich mózgu za pomocą wszczepionych im elektrod w odpowiedzi na różne rodzaje ruchu i porównali je z testami wykonanymi w ten sam sposób na ziębach i gołębiach Zebry.
Naukowcy pokonali znaczne trudności w dostosowaniu technik rejestrowania mózgu do niewielkich rozmiarów i delikatności kolibrów, powiedział Gonzalo Marín, badacz neurologii ptasiej z Uniwersytetu Chile, który nie brał udziału w tym badaniu.
W przeciwieństwie do zięb lub gołębi, neurony w obszarze mózgu wykrywającym ruch kolibrów wydają się być dostrojone, aby preferować ruch ze wszystkich różnych kierunków dość równo, zgodnie z badaniem opublikowanym dzisiaj w czasopiśmie Current Biology .
Dlaczego mały koliber miałby robić takie wyjątkowe rzeczy? Ponieważ muszą, zgodnie z Gaede.
„Muszą być świadomi swojego otoczenia w inny sposób niż inne zwierzęta” - mówi Gaede. Pomyśl o tym: kiedy spędzasz dużo czasu kręcąc się przed małymi kwiatami, aby się napić, musisz dokładnie kontrolować ich ruchy - a wszystko to podczas bicia skrzydeł około 50 razy na sekundę. Inne ptaki, takie jak sokoły, mogą poruszać się równie szybko podczas polowania, ale zwykle poruszają się w plenerze bez przeszkód w pobliżu. „Często zawisają nad kwiatami w zagraconym otoczeniu […], nie chcą zostać odrzuceni” - mówi.
Zdolność do wyczuwania ruchu jednakowo we wszystkich kierunkach może również dać koliborom przewagę, gdy lecą z dużą prędkością, unikając drapieżników i wykonując intensywne nurkowania godowe u samic. Nie dawałoby im to jednak takiej samej przewagi w widzeniu potencjalnych drapieżników z tyłu, jakie mają inne zwierzęta.
Gaede ma nadzieję na zbadanie kolibrów, gdy są w ruchu, aby zobaczyć, jak ich mózg przetwarza informacje. „To może być jeszcze bardziej interesujący obraz” - mówi, choć niewielki rozmiar i dynamizm ptaków sprawia, że wciąż nie jest jasne, jak to się stanie. Marín powiedział, że podobne badania unoszących się owadów wykazały reakcje na stymulację wzrokową, których nie zaobserwowano podczas wykonywania testów podczas unieruchomienia.
Gaede mówi, że u ludzi zaburzenia neurodegeneracyjne, takie jak formy porażenia dziecięcego, które zaburzają równowagę osoby, mogą szkodzić obszarowi mózgu wykrywającemu ruch. Dalsze badania nad tym, w jaki sposób te obszary przetwarzają ruch u kolibrów, mogą pomóc w lepszym zrozumieniu tego, jak ten obszar działa również u ludzi oraz w jaki sposób może przestać działać i zostać naprawiony. Dowiedz się więcej o kolibrach unoszących się tak dobrze, może też pomóc innej latającej rzeczy, która musi unosić się dokładnie, Gaede mówi: drony.
„Może to dostarczyć informacji do określania nowych algorytmów prowadzenia wizualnego” - mówi Gaede. Firmy mogą być w stanie lepiej zaprogramować, w jaki sposób drony używają kamer, aby na przykład unikać przeszkód podczas ruchu i zawisu. Pewnego dnia możemy podziękować kolibrom, gdy otrzymamy nasze paczki Amazon przez drona.
