Tema

Trollsländors syn modell för självkörande bilar

När en trollslända ser ett byte använder de nervceller i hjärnan på ungefär samma sätt som människor. Med hjälp av nervcellerna kan trollsländan göra ett urval och räkna ut vart bytet är på väg. Upptäckten kan komma att användas för förarlösa fordon och bionisk syn.

Hittills har forskarvärlden ansett att huvudsakligen däggdjur, såsom människan, är kapabla till att förutsäga vart rörliga föremål kommer att befinna sig inom en snar framtid.

Det är ett samarbete mellan Lunds universitet och University of Adelaide som resulterat i upptäckten av de nervceller, neuroner, i trollsländans (Hemicordulia) hjärna som gör det möjligt för sländan att förutsäga vart flygande bytesdjur är på väg och fånga dem. Neuronerna möjliggör att fokusera på ett litet föremål som rör sig över en brokig bakgrund. Vi människor använder oss av motsvarande nervceller när vi exempelvis fångar en boll som kastas mot oss.

Gulfläckig glanstrollslända (Somatochlora flavomaculata) finns i Sverige och tillhör samma trollsländefamilj som den Hemicordulia-art forskarna har studerat. Foto: Erik Svensson

Upptäckten får betydelse för forskning om nervsystemet. Särskilt enskilda nervcellers betydelse för avancerade förutsägelser om rörliga föremål, vart de är på väg och vart de kommer att befinna sig vid en given tidpunkt.

Förutsäger rörelser som däggdjur
David O’Carroll, professor i biologi vid naturvetenskapliga fakulteten i Lund, menar att trollsländor kan tjäna som modellorganismer vid fortsatt forskning på området. Nervcellerna som forskarna upptäckt i trollsländans hjärna har dels funktionen att göra ett selektivt urval av all syninformation som hjärnan tar in, dels att förutsäga ett föremåls, exempelvis en insekts, rörelseriktning och var den kommer att hamna. Sländan, liksom människan, gör bedömningen utifrån den bana längs vilken föremålet rör sig.

– Med andra ord gör sländorna något som är väldigt mycket likt det som vi människor gör när vi följer en boll i rörelse. Trots stora skillnader i hjärnans komplexitet har evolutionen lett fram till att insekten använder hjärnan till avancerade synprocesser som normalt endast kopplas till däggdjur, säger David O’Carroll.

Forskarna konstaterar att nervcellerna som de studerat har som funktion att fokusera sländans syn till ett litet område precis framför ett rörligt byte som ska fångas. Om bytet försvinner ur synfältet sprids synfokus över tid och hjärnan förutsäger var insekten sannolikt kommer att dyka upp igen. Sländan gör förutsägelsen utifrån den bana längs vilken bytet tidigare har flugit.

Självkörande bilar och bionisk syn
David O’Carroll och hans kollegor är övertygade om att deras forskningsresultat får praktiska tillämpningar, inte minst vad gäller tekniska innovationer på områden som rör syn och styrsystem.

– Upptäckten kan användas inom utvecklingen av artificiella styr- och synsystem, exempelvis förarlösa fordon och bionisk syn, säger Steven Wiederman, universitetslektor vid University of Adelaide och en samarbetspartner i projektet, som är ett internationellt samarbete finansierat av Vetenskapsrådet, Australiens forskningsråd och Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning.

Bionisk syn som Steven Wiederman nämner i citatet ovan kan handla om att hjälpa människor med ärftliga näthinnesjukdomar (Retinitis pigmentosa). Ett sätt att skapa bionisk syn är genom implantat av ett mikrochip under näthinnan. Chipet ersätter de ljuskänsliga celler som inte fungerar.

Artikel:
”A predictive focus of gain modulation encodes target trajectories in insect vision”, Steven D Wiederman, Joseph M Fabian, James R Dunbier, David C O’Carroll. eLife Magazine

Kontakt:
David O’Carroll, professor
Biologiska institutionen, Lunds universitet
+46 76 177 74 46
+46 46 222 95 77
david.ocarroll@biol.lu.se

Läs också

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Trollsländors syn modell för självkörande bilar

 lästid ~ 3 min