How a dragonfly's brain is designed to kill | DIY Neuroscience, a TED series

842,353 views ・ 2018-09-15

TED


Please double-click on the English subtitles below to play the video.

00:00
Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz
0
0
7000
Translator: Shahen Aswad Reviewer: Daban Q. Jaff
00:12
Greg Gage: If I asked you to think of a ferocious killer animal,
1
12200
3056
گەر پرسیارم لێکردیت بیر لە ئاژەڵێکی بکوژی زۆردار بکەیتەوە
00:15
you'd probably think of a lion,
2
15280
1496
لەوانەیە بیر لە شێر بکەیتەوە
00:16
and for all the wonderful predatory skills that a lion has,
3
16800
2816
وە هەمو ئەو بەهرە نایابانەی راوکردن کە شێر هەیەتی
00:19
it still only has about a 20 percent success rate at catching a meal.
4
19640
3696
جا هێشتا تەنها لە% 20 سەرکەوتو دەبێت لە پەیداکردنی ژەمەکانی
00:23
Now, one of the most successful hunters
5
23360
2016
ئێستا، یەکێک لە باشترین ڕاوچییەکان
00:25
in the entire animal kingdom is surprising:
6
25400
2056
لە هەموو شانشینی ئاژەڵان جێی سەرسوڕمانە:
00:27
the dragonfly.
7
27480
1256
دڕاگۆنفڵای
00:28
Now, dragonflies are killer flies,
8
28760
1776
ئێستا،دڕاگۆنفڵای مێشی بکوژن
00:30
and when they see a smaller fly,
9
30560
1576
کاتێک مێشێکی بچوکتر دەبینن
00:32
they have about a 97 percent chance of catching it for a meal.
10
32160
2976
نزیکەی %97یان چانسی بەدەستهێنانی ژەمەخۆراکێکیان هەیە
00:35
And this is in mid-flight.
11
35160
1256
ئەمەش لەناوەڕاستی فریندایە
00:36
But how can such a small insect be so precise?
12
36440
3176
بەڵام چۆن دەتوانێت مێروویەکی بچوک زۆر ورد بێت؟
00:39
In this episode, we're going to see
13
39640
1856
لەم ئەڵقەیە دا، ئێمە دەبینین
00:41
how the dragonfly's brain is highly specialized to be a deadly killer.
14
41520
3680
چۆن مێشکی دراگۆنفلای پسپۆرە لە کوشتن.
00:45
[DIY Neuroscience]
15
45224
3231
زانستی دەمارناسی
00:48
So what makes the dragonfly one of the most successful predators
16
48480
3016
چی وادەکات دراگۆنفڵای دەکات ببێتە یەکێک لە سەرکەوتوترین راوکەرەکان
00:51
in the animal kingdom?
17
51520
1216
لە شانشینی ئاژەڵان؟
00:52
One, it's the eyes.
18
52760
1256
یەک، ئەوە چاوەکانن
00:54
It has near 360-degree vision.
19
54040
1856
نزیکەی 360 پلەی بینین هەیە
00:55
Two, the wings.
20
55920
1416
دوو باڵ
00:57
With individual control of its wings,
21
57360
1816
بە کۆنترۆڵکردنی تاک باڵی خۆی،
00:59
the dragonfly can move precisely in any direction.
22
59200
2376
دراگۆنفلای دەتوانێت بجوڵێ بەتەواوی لەهەر ئاراستەیەک بێ
01:01
But the real secret to the dragonfly's success
23
61600
2376
بەڵام نهێنییە ڕاستەقینەکە بۆ سەرکەوتنی دراگۆنفلای
01:04
is how its brain coordinates this complex information
24
64000
3096
ئەوەیە کە چۆن مێشکەکەی ئەم زانیاریە ئاڵۆزە
01:07
between the eyes and the wings
25
67120
1536
لە نێوان چاو و باڵەکان
01:08
and turns hunting into a simple reflex.
26
68680
2576
وە ڕاوکردن دەگۆڕێت بۆ پەرچەکردارێکی سادە
01:11
To study this, Jaimie's been spending a lot of time
27
71280
2381
بۆ ئەوەی ئەمە بخوێنیت، جەیمی کاتێکی زۆربەسەر ئەبەیت
01:13
socializing with dragonflies.
28
73685
1651
بەکۆمەڵایەتی کردن لەگەڵ دڕاگۆنفڵای
01:15
What do you need to do your experiments?
29
75360
1936
پێویستت بەچییە بۆ ئەنجامدانی تاقیکردنەوەکانت؟
01:17
Jaimie Spahr: First of all, you need dragonflies.
30
77319
2337
پێش هەموو شتێک تۆ پێویستیت بە دڕاگۆنفڵایە
01:19
Oliver: I have a mesh cage to catch the dragonflies.
31
79680
2456
قەفەزی مێشم هەیە بۆ گرتنی دراگۆنفڵایەکان
01:22
JS: The more I worked with them, the more terrified I got of them.
32
82160
3136
تا زیاتر کاریان لەگەڵ دەکەم زیاتر لێیان تۆقیم
01:25
They're actually very scary, especially under a microscope.
33
85320
2776
لەڕاستیدا زۆر ترسناکن بەتایبەتی لەژێر مایکرۆسکۆب
01:28
They have really sharp mandibles, are generally pretty aggressive,
34
88120
3136
ئەوان زۆر بە توندی شلەی تیژیان هەیە بە شێوەیەکی گشتی زۆر شەڕانگێزن
01:31
which I guess also helps them to be really good predators.
35
91280
2736
کە پێم وایە یارمەتیشیان دەدات کە بەڕاستی دڕندەی باش بن
01:34
GG: In order to learn what's going on inside the dragonfly's brain
36
94040
3136
بۆ ئەوەی فێرببم چی ڕوودەدات لە ناو مێشکی دراگۆنفلای
01:37
when it sees a prey,
37
97200
1216
کاتێک نێچیرێک دەبینێت
01:38
we're going to eavesdrop in on a conversation
38
98440
2136
ئێمە گوێبیستی گفتوگۆیەک دەبین
01:40
between the eyes and the wings,
39
100600
1536
لە نێوان چاوەکان و باڵەکان،
01:42
and to do that, we need to anesthetize the dragonfly on ice
40
102160
2762
وە بۆ ئەنجامدانی ئەمە، پێویستمان بە بۆ بێهوودەکردنی دراگۆنفلای لەسەر سەهۆڵ
01:44
and make sure we protect its wings so that we can release it afterwards.
41
104946
3390
وە دڵنیابین لەوەی کە پارێزگاری لە باڵەکانی دەکەین بۆ ئەوەی دواتر بیکەین
01:48
Now, the dragonfly's brain is made up of specialized cells called neurons
42
108360
3656
ئێستا، مێشکی دراگۆنفلای دروست کراوە لەخانەی تایبەتمەند پێی دەوترێت دەمارەخانە
01:52
and these neurons are what allow the dragonfly
43
112040
2176
وە ئەم دەمارانە ئایا ڕێگە بە دراگۆنفلای دەدات
01:54
to see and move so quickly.
44
114240
1656
بۆ بینین و جوڵاندنی خێرا
01:55
The individual neurons form circuits by connecting to each other
45
115920
3056
دەمارە تاکە کەسیەکان بازنەیان دروست کرد بۆ پەیوەندی کردن بە یەکترەوە
01:59
via long, tiny threads called axons
46
119000
2616
بە درێژای، دەزووێکی بچووک کە پێی دەوترا ئەکسۆن
02:01
and the neurons communicate over these axons using electricity.
47
121640
3256
وە دەمارەخانانە پەیوەندی دەکەن لەسەر ئەم ئەکسۆنانە کارەبا بەکار ئەهێنیت
02:04
In the dragonfly, we're going to place little metal wires, or electrodes,
48
124920
3456
لە دراگۆنفلای، ئێمە دەڕۆین بۆ شوێنێک وایەری مێتاڵ یان ئەلیکترۆد
02:08
along the axon tracks,
49
128400
1256
بە درێژایی تراکەکانی ئەکسۆن
02:09
and this is what's really cool.
50
129680
1496
بۆ بینین و جوڵاندنی خێرا
02:11
In the dragonfly, there's only 16 neurons;
51
131200
2016
لە دراگۆنفلای تەنها 16 دەمارەخانە هەیە
02:13
that's eight per eye
52
133240
1256
کە بۆ هەر چاوێک هەشتە
02:14
that tell the wings exactly where the target is.
53
134520
2456
کە بە باڵەکان بڵێ مەبەستەکە لە کوێیە
02:17
We've placed the electrodes so that we can record from these neurons
54
137000
3216
کارەبامان دانا بۆ ئەوەی بتوانرێت تۆمار بکەین لەم دەمارانە
02:20
that connect the eyes to the wings.
55
140240
1696
کە چاوەکان بە باڵەوە گرێ بدات
02:21
Whenever a message is being passed from the eye to the wing,
56
141960
2856
هەر کاتێک نامەیەک تێپەڕی لە چاو تا باڵ
02:24
our electrode intercepts that conversation in the form of an electrical current,
57
144840
3736
ئەم گفتوگۆیەمان کرد لەشێوەی تەزوی کارەبا
02:28
and it amplifies it.
58
148600
1216
وە ئەوە زۆر دەکات
02:29
Now, we can both hear it and see it in the form of a spike,
59
149840
3056
ئێستا، هەردووکمان دەتوانین بیبیستین و بیبینین لە شێوەی تروکاندن
02:32
which we also call an action potential.
60
152920
2256
هەروەها ئێمە پێی دەڵێین ئەگەری کردار
02:35
Now let's listen in.
61
155200
1256
ئێستا با گوێی لە ژورەوە بگرین
02:36
Right now, we have the dragonfly flipped upside down,
62
156480
3456
ئێستا، ئێمە دراگۆنفڵایمان هەیە بە سەروخواردا هەڵگەڕاوەتەوە
02:39
so he's looking down towards the ground.
63
159960
2616
بۆیە ئەو بەرەو خوارەوە سەیری زەوی دەکات
02:42
We're going to take a prey, or what we sometimes call a target.
64
162600
2976
ئێمە نێچیرێک ئەبەین یان ئەوەی کە ئێمە هەندێک جار پێی دەڵێین ئامانج
02:45
In this case, the target's going to be a fake fly.
65
165600
2496
لەم حاڵەتەدا ئامانجی ویرای ببیت بە مێشێکی ساختە
02:48
We're going to move it into the dragonfly's sights.
66
168120
2520
ئێمە دەیجوڵێین بۆ ناو دیمەنەکانی دراگۆنفلای
02:52
(Buzzing)
67
172640
1656
دەنگی دراگۆنفڵای
02:54
Oh!
68
174320
1200
ئۆه
02:56
Oh, look at that.
69
176720
1200
سەیری ئەوە بکە
03:02
Look at that, but it's only in one direction.
70
182040
2200
سەیری ئەوە بکە، بەڵام تەنها بە یەک ئاڕاستە
03:04
Oh, yes!
71
184840
1240
ئۆه بەڵێ!
03:06
You don't see any spikes when I go forward,
72
186640
2056
تۆ هیچ ترووکانێک نابینیت کاتێک کە بەرەو پێشەوە دەڕۆم
03:08
but they're all when I come back.
73
188720
1896
بەڵام کاتێک دێمەوە
03:10
In our experiments,
74
190640
1456
لە تاقیکردنەوەکانماندا
03:12
we were able to see that the neurons of the dragonfly
75
192120
2496
ئێمە توانیومان ببینین کە دەمارەکانی دراگۆنفلای
03:14
fired when we moved the target in one direction but not the other.
76
194640
3256
تەقەمان کرد کاتێک ئامانجەکەیمان گواستەوە بە ئاراستەیەک بەڵام نەک ئەوی تر
03:17
Now, why is that?
77
197920
1256
ئێستا، بۆچی ئەوە؟
03:19
Remember when I said that the dragonfly
78
199200
1858
لەبیرتە کاتێک وتم کە دراگۆنفلای
03:21
had near 360-degree vision.
79
201082
2054
نزیکەی 360 پلە بینینیان هەبوو
03:23
Well, there's a section of the eye called the fovea
80
203160
2496
باشە، بەشێک هەیە لە چاو کە پێی دەوترا فۆڤە
03:25
and this is the part that has the sharpest visual acuity,
81
205680
2896
وە ئەم بەشی کە تیژترین دیمەنی هەیە
03:28
and you can think of it as its crosshairs.
82
208600
2696
وە دەتوانیت وەک دوو سەرەکەی بیر بکەیتەوە
03:31
Remember when I told you the dragonfly had individual precise control of its wings?
83
211320
4176
لەبیرتە کاتێک پێم وتی کە دراگۆنفلای کۆنترۆڵی وردی باڵەکانی دەکات؟
03:35
When a dragonfly sees its prey, it trains its crosshairs on it
84
215520
4056
کاتێک دراگۆنفلای نێچیرەکەی دەبینێت، ئەو راهێنانی لە سەر دەکات
03:39
and along its axons it sends messages only to the neurons
85
219600
3376
وە بەدرێژایی ئەکسۆنەکانی ئەو نامە دەنێرێت تەنها بۆ دەمارەخانەکان
03:43
that control the parts of the wings
86
223000
1696
کە کۆنترۆڵی بەشەکانی باڵەکان دەکات
03:44
that are needed to keep that dragonfly on target.
87
224720
2336
کە پێویستە بۆ ئەوەی ئەو دراگۆنفلایە لەسەر ئامانج بهێڵمەوە
03:47
So if the prey is on the left of the dragonfly,
88
227080
2976
کەواتە ئەگەر نێچیرەکە لەلای چەپی دراگۆنفلای
03:50
only the neurons that are tugging the wings to the left are fired.
89
230080
3776
تەنها دەمارە دەمارەکان کە دەکڕن باڵەکانی لای چەپ دەردەکەن
03:53
And if the prey moves to the right of the dragonfly,
90
233880
2496
وە ئەگەر نێچیرەکە بجوڵێت بۆ لای ڕاستی دراگۆنفلای
03:56
those same neurons are not needed, so they're going to remain quiet.
91
236400
3176
هەمان دەمارەخانەکان پێویست نین بۆیە بێدەنگ دەمێننەوە
03:59
And the dragonfly speeds toward the prey
92
239600
1936
وە دراگۆنفلای خێرا بەرەو نێچیرەکە
04:01
at a fixed angle that's communicated by this crosshairs to the wings,
93
241560
3256
لە گۆشەیەکی جێگیرکەدا کە پەیوەندی بە بەو پەڕی باڵەوە
04:04
and then boom, dinner.
94
244840
2016
پاشان بووم، نانی ئێوارە
04:06
Now, all this happens in a split second, and it's effortless for the dragonfly.
95
246880
3696
ئێستا، هەموو ئەمانە لە چرکەی جیاکردنەوەدا ڕوودەدات وە بێ ماندووبوونە بۆ ئەژدیهافلای
04:10
It's almost like a reflex.
96
250600
1576
ئەوە وەک پەرچەکردارێک وایە
04:12
And this whole incredibly efficient process is called fixation.
97
252200
4096
وە ئەم هەموو کارامەییە بە پرۆسەی جێگیرکردن ناودەبرێت
04:16
But there's one more story to this process.
98
256320
2616
بەڵام یەک چیرۆکی تر هەیە بۆ ئەم کردارە
04:18
We saw how the neurons respond to movements,
99
258960
2096
بینیمان چۆن دەمارەخانەکان وەڵامی جوڵەکان دەدەنەوە
04:21
but how does the dragonfly know that something really is prey?
100
261080
2920
بەڵام چۆن دڕاگۆنفلای دەزانێت کە شتێکی بەڕاستی نێچیرە؟
04:24
This is where size matters.
101
264880
1336
ئەمە ئەو شوێنەیە کە قەبارەی گرنگە
04:26
Let's show the dragonfly a series of dots.
102
266240
2520
ئەوە وەک پەرچەکردارێک وایە
04:41
Oh, yeah!
103
281000
1216
ئۆه بەڵێ!
04:42
JS: Yeah, it prefers that one.
104
282240
2216
بەڵێ، ئەو دانەی پێ باشترە
04:44
GG: Out of all the sizes,
105
284480
1256
لە هەموو قەبارەکان،
04:45
we found that the dragonfly responded to smaller targets over larger ones.
106
285760
3520
ئێمە دۆزیمانەوە کە دراگۆنفلای وەڵامی دایەوە بۆ ئامانجی بچوکتر لەسەر ئامانجی گەورەتر
04:49
In other words, the dragonfly was programmed to go after smaller flies
107
289680
4056
بە ووتەیەکی تر ، دراگۆنفلای بەرنامەڕێژکرابوو بۆ ئەوەی بڕوات بەدوای مێشی بچووکتر
04:53
versus something much larger, like a bird.
108
293760
2336
بەرامبەر شتێکی گەورەتر، وەک باڵندە
04:56
And as soon as it recognizes something as prey,
109
296120
2576
وە هەر کە زانی شتێک وەک نێچیر
04:58
that poor little fly only has seconds to live.
110
298720
2816
ئەو مێشە بچووکە داماوە تەنها چرکەی هەیە بۆ ژیان
05:01
Today we got to see how the dragonfly's brain works
111
301560
2576
ئەمڕۆ پێویستە ببینین مێشکی دراگۆنفلای چۆن کاردەکات
05:04
to make it a very efficient killer.
112
304160
1680
بۆ ئەوەی بیکەینە بکوژێکی زۆر کارامە
05:06
And let's be thankful that we didn't live 300 million years ago
113
306440
3736
بۆ ئەوەی بیکەینە بکوژێکی زۆر کارامە
05:10
when dragonflies were the size of cats.
114
310200
2880
کاتێک ئەژدیهامێشەکان بەقەبارەی پشیلەکان بوون
About this website

This site will introduce you to YouTube videos that are useful for learning English. You will see English lessons taught by top-notch teachers from around the world. Double-click on the English subtitles displayed on each video page to play the video from there. The subtitles scroll in sync with the video playback. If you have any comments or requests, please contact us using this contact form.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7