Karin Nordström

Kodning för visuell information i nervsystem.

Många djur och insekter, men även vi människor, använder synen för att navigera och hitta i omgivningen. När vi rör oss framåt genererar våra egna rörelser s k optiskt flöde över näthinnan, vilket vi använder för att t ex kunna cykla rakt fram, undvika att krocka med träd, etc. En annan typ av rörelse som vårt synsystem kan fånga upp är objekt som rör sig relativt mot den övriga bakgrunden. Tänk dig t ex då du spelar brännboll: även om du springer och hela omgivningen rör sig över ditt synfält, så kan du ändå urskilja bollens relativa rörelse. Sådan ’target detection’ är svår att lösa artificiellt, trots att våra ögon uppenbarligen klarar av det.

Insekters facettögon har sämre optik än våra, men de ser snabbare. Trots dessa skillnader processas rörelsesyn på liknande sätt i flughjärnan och vår hjärnbark, vilket betyder att flugan fungerar som utmärkt forskningsmodell för att förstå processerna i vårt eget synsystem. Insekter kan urskilja små objekt, vilket är uppenbart då man studerar deras fantastiska förmåga att till exempel hitta byten eller varandra (titta lite extra noga på två husflugor som cirkulerar under en taklampa nästa gång du har dessa gäster i ditt hem). Detta är helt fantastiskt med tanke på att insekter har en hjärna som är mindre än ett riskorn, använder mindre än 1 mW kraft, och har mindre än en miljon nervceller. Eftersom hjärnan är så pass liten är den mer överskådlig ur forskningssyfte än exempelvis vår egen hjärnbark.

Vi använder oss främst av blomflugor i vår forskning. Blomflugor definieras av sin förmåga att sväva stillastående, som små helikoptrar. Detta regleras nästan helt av synen. Hanarna är mycket territoriella, och jagar hetsigt iväg inkräktare ur sitt territorium. I vår forskning mäter vi från enskilda nervceller. Vi stoppar in en fin elektrod i nervcellerna och mäter hur de reagerar på synintryck då de tittar på film eller andra rörliga bilder. Vi kan sedan undersöka hur olika nervceller är designade för specifika uppgifter. Vi använder oss även av beteendestudier och gör fältarbete.

Förutom ett brinnande biologiskt intresse, där vi helt enkelt är tok-charmade av dessa fantastiska blomflugor, så är vår forskning principiellt viktig. Extrahering av relevant information, i real-tid, är viktigt för alla våra sinnen, och även i teknologiska sammanhang. T ex skulle våra upptäckter kunna användas i utvecklingen av obemannade farkoster, samt i analysen av stora dataset, s k Big Data. Eftersom blomflugor uppenbarligen klarar av att extrahera relevant information, med små hjärnor och dålig optik, och en reaktionstid på 20-100 ms, har vi uppenbarligen mycket kvar att lära oss av naturen.

Arbetet är även mycket signifikant då vi människor är helt beroende av insekter för att våra grödor ska pollineras. Om alla naturliga pollinatörer försvinner kommer jordbruket i princip gå under. Genom att lära oss mer om alternativa pollinatörer, som blomflugor, hoppas vi i framtiden kunna ta fram strategier för att maximera pollinering i jordbruket.

För mer information: https://hoverflyvision.weebly.com/

Senast uppdaterad:

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

facebook
instagram
twitter
youtube
linkedin