Michael Dickinson: How a fly flies

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Překladatel: Marta Gysel Korektor: Zuzana Vobecka

I grew up watching Star Trek. I love Star Trek.

Vyrostl jsem na sledování Star Treku. Miluju Star Trek.

Star Trek made me want to see alien creatures,

Kvůli Star Treku jsem chtěl spatřit mimozemská stvoření,

creatures from a far-distant world.

stvoření ze vzdáleného světa.

But basically, I figured out that I could find

Ale vlastně jsem zjistil, že mohu nalézt

those alien creatures right on Earth.

tyto cizí vetřelce přímo na Zemi.

And what I do is I study insects.

Zabývám se studiem hmyzu.

I'm obsessed with insects, particularly insect flight.

Jsem hmyzem posedlý, obzvláště hmyzím letem.

I think the evolution of insect flight is perhaps

Myslím, že evoluce letu hmyzu je asi jednou

one of the most important events in the history of life.

z nejdůležitějších událostí v historii života.

Without insects, there'd be no flowering plants.

Bez hmyzu by nebyly žádné kvetoucí rostliny.

Without flowering plants, there would be no

Bez kvetoucích rostlin by nebyli žádní chytří,

clever, fruit-eating primates giving TED Talks.

ovocem se živící primáti a jejich TED přednášky.

(Laughter)

(Smích)

Now,

Takže,

David and Hidehiko and Ketaki

David a Hidehiko a Ketaki

gave a very compelling story about

vyprávěli velmi působivě o podobnostech

the similarities between fruit flies and humans,

mezi ovocnými muškami a lidmi,

and there are many similarities,

a existuje mnoho podobností,

and so you might think that if humans are similar to fruit flies,

takže si možná myslíte, že se lidé podobají ovocným muškám,

the favorite behavior of a fruit fly might be this, for example --

oblíbené chování ovocné mušky je třeba toto --

(Laughter)

(Smích)

but in my talk, I don't want to emphasize on the similarities

ale v mé přednášce nechci zdůraznit podobnosti

between humans and fruit flies, but rather the differences,

mezi lidmi a ovocnými muškami, ale spíše rozdíly,

and focus on the behaviors that I think fruit flies excel at doing.

a zaměřit se na aktivity, ve kterých ovocné mušky vynikají.

And so I want to show you a high-speed video sequence

Takže vám chci ukázat rychlou videosekvenci

of a fly shot at 7,000 frames per second in infrared lighting,

letu mouchy, který je snímán v infračerveném světle rychlostí 7 tisíc obrázků za sekundu

and to the right, off-screen, is an electronic looming predator

a napravo, mimo záběr, je elektronicky hrozící predátor,

that is going to go at the fly.

který půjde po té mušce.

The fly is going to sense this predator.

Muška ucítí predátora.

It is going to extend its legs out.

Protáhne své nohy

It's going to sashay away

a odpluje pryč

to live to fly another day.

a bude žít a létat i příští den.

Now I have carefully cropped this sequence

Pečlivě jsem ořízl tuto sekvenci,

to be exactly the duration of a human eye blink,

aby trvala přesně stejně dlouho, jako mrknutí lidského oka,

so in the time that it would take you to blink your eye,

takže za tu dobu, co vám zabere jedno mrknutí,

the fly has seen this looming predator,

muška zahlédla hrozícího nepřítele,

estimated its position, initiated a motor pattern to fly it away,

odhadla jeho polohu, započala pohyb nutný k odletu,

beating its wings at 220 times a second as it does so.

mávajíc křídly 220krát za sekundu a zmizela pryč.

I think this is a fascinating behavior

Myslím, že to je fascinující chování,

that shows how fast the fly's brain can process information.

které ukazuje, jak rychle dokáže muší mozek zpracovávat informace.

Now, flight -- what does it take to fly?

A teď, let -- co létání obnáší?

Well, in order to fly, just as in a human aircraft,

K letu, stejně jako je tomu u letadel,

you need wings that can generate sufficient aerodynamic forces,

jsou třeba křídla, která generují dostatečné aerodynamické síly,

you need an engine sufficient to generate the power required for flight,

dále potřebujete motor s dostatečným výkonem pro pohon letu

and you need a controller,

a potřebujete ovladač,

and in the first human aircraft, the controller was basically

v prvním lidmi sestrojeném letadle byl ovladačem

the brain of Orville and Wilbur sitting in the cockpit.

mozek pánů Orvilla a Wilbury, kteří seděli v kabině.

Now, how does this compare to a fly?

Jak se toto podobá mušce?

Well, I spent a lot of my early career trying to figure out

Velkou část mé rané kariéry jsem strávil zkoumáním,

how insect wings generate enough force to keep the flies in the air.

jak hmyzí křídla vytvářejí dostatek síly, aby se hmyz udržel ve vzduchu.

And you might have heard how engineers proved

Možná jste slyšeli, že inženýři prokázali,

that bumblebees couldn't fly.

že čmeláci v podstatě létat nemohou.

Well, the problem was in thinking that the insect wings

Problém byl v předpokladu, že hmyzí křídla

function in the way that aircraft wings work. But they don't.

fungují stejně jako křídla letadel. Ale není tomu tak.

And we tackle this problem by building giant,

Tenhle problém řešíme sestrojováním obrovských,

dynamically scaled model robot insects

dynamicky škálovaných modelů hmyzích robotů,

that would flap in giant pools of mineral oil

kteří se třepotají v obrovské lázni minerálního oleje,

where we could study the aerodynamic forces.

kde můžeme studovat aerodynamické síly.

And it turns out that the insects flap their wings

A ukazuje se, že hmyz mává svými křídly

in a very clever way, at a very high angle of attack

velice chytře, pod velmi vysokým úhlem záběru,

that creates a structure at the leading edge of the wing,

který vytváří strukturu na předním okraji křídla,

a little tornado-like structure called a leading edge vortex,

malou, tornádu podobnou strukturu zvanou vír předního okraje,

and it's that vortex that actually enables the wings

a tento vír ve skutečnosti umožňuje křídlům

to make enough force for the animal to stay in the air.

vytvářet dostatek síly a hmyz se tak udrží ve vzduchu.

But the thing that's actually most -- so, what's fascinating

Ale co je nejvíc -- fascinující není to,

is not so much that the wing has some interesting morphology.

že křídlo má zajímavou stavbu.

What's clever is the way the fly flaps it,

Chytrý je způsob, jakým moucha mává,

which of course ultimately is controlled by the nervous system,

což je samozřejmě řízeno nervovým systémem

and this is what enables flies to perform

a umožňuje mouše provádět

these remarkable aerial maneuvers.

tyto pozoruhodné vzdušné manévry.

Now, what about the engine?

Takže, jak je to s pohonem?

The engine of the fly is absolutely fascinating.

Muší motor je naprosto fascinující.

They have two types of flight muscle:

Mají dva druhy letových svalů:

so-called power muscle, which is stretch-activated,

takzvané silové svaly, aktivované tahem,

which means that it activates itself and does not need to be controlled

což znamená, že se aktivují samy a nemusí být řízeny

on a contraction-by-contraction basis by the nervous system.

nervovým systémem, jednu kontrakci po druhé.

It's specialized to generate the enormous power required for flight,

Jsou specializované na vytváření obrovské síly potřebné k letu,

and it fills the middle portion of the fly,

umožňují střední fázi letu,

so when a fly hits your windshield,

takže když moucha narazí na vaše přední sklo,

it's basically the power muscle that you're looking at.

díváte se v podstatě na tyto silové svaly.

But attached to the base of the wing

K základně křídla je přichycená

is a set of little, tiny control muscles

sada malých, jemných řídících svalů,

that are not very powerful at all, but they're very fast,

které nejsou vůbec silové, ale jsou velmi rychlé

and they're able to reconfigure the hinge of the wing

a schopné rekonfigurovat křídelní kloub,

on a stroke-by-stroke basis,

mávnutí za mávnutím,

and this is what enables the fly to change its wing

a toto umožňuje mouše měnit své křídlo

and generate the changes in aerodynamic forces

a vytvářet změny aerodynamických sil,

which change its flight trajectory.

které mění letovou dráhu.

And of course, the role of the nervous system is to control all this.

Samozřejmě, že toto všechno ovládá nervový systém.

So let's look at the controller.

Takže se podívejme na ovladač.

Now flies excel in the sorts of sensors

Moucha vyniká celou řadou senzorů,

that they carry to this problem.

které slouží tomuto účelu.

They have antennae that sense odors and detect wind detection.

Mají tykadla, která cítí pachy a určují směr větru.

They have a sophisticated eye which is

Mají propracované oko,

the fastest visual system on the planet.

nejrychlejší vizuální systém na planetě.

They have another set of eyes on the top of their head.

Nahoře na hlavě mají další pár očí.

We have no idea what they do.

Nemáme tušení, k čemu slouží.

They have sensors on their wing.

Mají senzory na křídlech.

Their wing is covered with sensors, including sensors

Křídla jsou senzory pokryta, včetně senzorů,

that sense deformation of the wing.

které detekují deformaci křídla.

They can even taste with their wings.

Pomocí křídel mohou dokonce ochutnávat.

One of the most sophisticated sensors a fly has

Jedním z nejrafinovanějších muších senzorů

is a structure called the halteres.

je struktura zvaná halteres (kyvadélka).

The halteres are actually gyroscopes.

Kyvadélka jsou ve skutečnosti gyroskopy.

These devices beat back and forth about 200 hertz during flight,

Tato zařízení kmitají během letu sem a tam frekvencí 200 Hz

and the animal can use them to sense its body rotation

a moucha jejich pomocí vnímá rotaci těla

and initiate very, very fast corrective maneuvers.

a provádí velmi rychlé opravné pohyby.

But all of this sensory information has to be processed

Všechny tyto smyslové informace se zpracovávají

by a brain, and yes, indeed, flies have a brain,

v mozku, ano, mouchy opravdu mají mozek,

a brain of about 100,000 neurons.

mozek asi se 100 tisíci neurony.

Now several people at this conference

Několik lidí během této konference naznačilo,

have already suggested that fruit flies could serve neuroscience

že ovocná muška by mohla posloužit neurovědám,

because they're a simple model of brain function.

protože jsou jednoduchým modelem mozkové funkce.

And the basic punchline of my talk is,

Hlavní pointou mé přednášky je,

I'd like to turn that over on its head.

že bych to rád úplně otočil.

I don't think they're a simple model of anything.

Myslím, že nejsou žádným jednoduchým modelem.

And I think that flies are a great model.

Ano, mouchy jsou skvělý model.

They're a great model for flies.

Jsou skvělé jako model pro mouchy.

(Laughter)

(Smích)

And let's explore this notion of simplicity.

Prozkoumejme nyní představu jednoduchosti.

So I think, unfortunately, a lot of neuroscientists,

Myslím, že mnoho neurovědců

we're all somewhat narcissistic.

jsou bohužel poněkud narcističtí.

When we think of brain, we of course imagine our own brain.

Když hovoříme o mozku, samozřejmě si představujeme náš vlastní mozek.

But remember that this kind of brain,

Ale uvědomte si, že tento druh mozku,

which is much, much smaller

který je mnohem, mnohem menší

— instead of 100 billion neurons, it has 100,000 neurons —

-- místo 100 miliard neuronů jich má 100 tisíc --

but this is the most common form of brain on the planet

ale je to nejběžnější druh mozku na planetě

and has been for 400 million years.

a je tady už 400 milionů let.

And is it fair to say that it's simple?

Je tedy zdvořilé říci, že je jednoduchý?

Well, it's simple in the sense that it has fewer neurons,

Ano, je jednoduchý v tom smyslu, že má méně neuronů,

but is that a fair metric?

ale je to spravedlivé srovnání?

And I would propose it's not a fair metric.

Navrhuji, že to spravedlivé není.

So let's sort of think about this. I think we have to compare --

Takže se nad tím zamysleme. Myslím, že musíme porovnat --

(Laughter) —

(Smích) --

we have to compare the size of the brain

musíme porovnat velikost mozku s tím,

with what the brain can do.

co mozek dokáže dělat.

So I propose we have a Trump number,

Takže navrhuji použít Trumpové číslo, (pozn: Donald Trump, americký magnát a muž na obrázku)

and the Trump number is the ratio of this man's

a toto Trumpové číslo bude poměr repertoáru lidského chování

behavioral repertoire to the number of neurons in his brain.

vzhledem k počtu neuronů v jeho mozku.

We'll calculate the Trump number for the fruit fly.

Spočítejme Trumpové číslo pro ovocnou mušku.

Now, how many people here think the Trump number

A teď, kolik lidí si myslí, že Trumpové číslo

is higher for the fruit fly?

je vyšší u ovocné mušky?

(Applause)

(Potlesk)

It's a very smart, smart audience.

Jste velmi, velmi chytré publikum.

Yes, the inequality goes in this direction, or I would posit it.

Ano, nerovnost míří tímto směrem, aspoň předpokládám.

Now I realize that it is a little bit absurd

Chápu, že je poněkud absurdní

to compare the behavioral repertoire of a human to a fly.

srovnávat repertoár chování člověka a mouchy.

But let's take another animal just as an example. Here's a mouse.

Ale uvažme jiné zvíře, jen jako příklad. Zde máme myš.

A mouse has about 1,000 times as many neurons as a fly.

Myš má tisíckrát více neuronů než moucha.

I used to study mice. When I studied mice,

Dříve jsem se myšmi zabýval. Když jsem je studoval,

I used to talk really slowly.

mluvil jsem velice pomalu.

And then something happened when I started to work on flies.

A pak se něco stalo, když jsem se začal zabývat mouchami.

(Laughter)

(Smích)

And I think if you compare the natural history of flies and mice,

A myslím, že když porovnáte přírodní historii mouchy a myši,

it's really comparable. They have to forage for food.

jsou porovnatelné. Musejí shánět potravu.

They have to engage in courtship.

Musejí se dvořit druhému pohlaví.

They have sex. They hide from predators.

Mají sex. Ukrývají se před nepřáteli.

They do a lot of the similar things.

Dělají mnoho podobných věcí.

But I would argue that flies do more.

Ale tvrdím, že mouchy dokážou více.

So for example, I'm going to show you a sequence,

Například, zde vám ukážu jednu sekvenci,

and I have to say, some of my funding comes from the military,

a musím říci, část mého výzkumu hradí armáda,

so I'm showing this classified sequence

takže vám ukážu tuto důvěrnou sekvenci

and you cannot discuss it outside of this room. Okay?

a nesmíte se o ní zmínit mimo tuto místnost. OK?

So I want you to look at the payload

Podívejte se na zátěž

at the tail of the fruit fly.

na ocase ovocné mušky.

Watch it very closely,

Sledujte to pozorně

and you'll see why my six-year-old son

a uvidíte, proč můj šestiletý syn

now wants to be a neuroscientist.

chce nyní být neurovědcem.

Wait for it.

Počkejte si na to.

Pshhew.

Fí.

So at least you'll admit that if fruit flies are not as clever as mice,

Aspoň uznejte, že i když ovocná muška není tak chytrá jako myš,

they're at least as clever as pigeons. (Laughter)

je aspoň tak chytrá jako holub. (Smích)

Now, I want to get across that it's not just a matter of numbers

Rád bych dokázal, co není jen záležitostí čísel,

but also the challenge for a fly to compute

ale také úkolem, kdy musí moucha počítat

everything its brain has to compute with such tiny neurons.

vše, co musí její mozek počítat těmi malinkými neurony.

So this is a beautiful image of a visual interneuron from a mouse

Zde je pěkný obrázek vizuálního interneuoronu myši

that came from Jeff Lichtman's lab,

z laboratoře Jeffa Lichtmana,

and you can see the wonderful images of brains

vidíte krásné obrázky mozků,

that he showed in his talk.

které ukázal ve své prezentaci.

But up in the corner, in the right corner, you'll see,

Ale nahoře, v pravém horním roku vidíte

at the same scale, a visual interneuron from a fly.

vizuální interneuron mouchy, v tom samém měřítku.

And I'll expand this up.

Zvětším to.

And it's a beautifully complex neuron.

Je to nádherně složitý neuron.

It's just very, very tiny, and there's lots of biophysical challenges

Jen je velmi, velmi malinký a je proto velmi biofyzikálně obtížné

with trying to compute information with tiny, tiny neurons.

provádět výpočty informací s malými, malinkými neurony.

How small can neurons get? Well, look at this interesting insect.

Jak chytré mohou neurony být? Podívejte se na tento zajímavý hmyz.

It looks sort of like a fly. It has wings, it has eyes,

Vypadá to jako druh mouchy. Má křídla, má oči,

it has antennae, its legs, complicated life history,

má tykadla, má nohy, komplikovaný životní příběh,

it's a parasite, it has to fly around and find caterpillars

je to parazit, musí poletovat a hledat housenky,

to parasatize,

na kterých parazituje,

but not only is its brain the size of a salt grain,

ale nejen že má mozek velikosti zrníčka soli,

which is comparable for a fruit fly,

což je srovnatelné s ovocnou muškou,

it is the size of a salt grain.

samotný je velikosti zrnka soli.

So here's some other organisms at the similar scale.

A zde máme jiný organismus v podobném měřítku.

This animal is the size of a paramecium and an amoeba,

Tento živočich je velký jako trepka a améba,

and it has a brain of 7,000 neurons that's so small --

jeho mozek má 7 tisíc neuronů, které jsou tak malé --

you know these things called cell bodies you've been hearing about,

znáte buněčná těla, slyšeli jste o nich,

where the nucleus of the neuron is?

kde je jádro neuronu?

This animal gets rid of them because they take up too much space.

Tento živočich se jich zbavil, protože zabíraly moc místa.

So this is a session on frontiers in neuroscience.

Takže toto je lekce o hranicích neurovědy.

I would posit that one frontier in neuroscience is to figure out how the brain of that thing works.

Předpokládám, že jednou z hranic neurovědy je zjistit, jak pracuje mozek těchto organismů.

But let's think about this. How can you make a small number of neurons do a lot?

Ale zamysleme se nad jedním: jak přinutíme malý počet neuronů, aby hodně pracoval?

And I think, from an engineering perspective,

Myslím, že z inženýrského hlediska

you think of multiplexing.

nás napadne multiplex, mnohonásobné využití.

You can take a hardware and have that hardware

Vezmete hardware a ten dělá

do different things at different times,

v různé době různé věci,

or have different parts of the hardware doing different things.

nebo různé části toho hardware dělají v různé době různé věci.

And these are the two concepts I'd like to explore.

A tyto dva koncepty bych rád prozkoumal.

And they're not concepts that I've come up with,

Nejsou to koncepty, na které jsem přišel já,

but concepts that have been proposed by others in the past.

ale koncepty, které již dříve navrhli jiní.

And one idea comes from lessons from chewing crabs.

Jeden nápad přišel od žvýkání krabů.

And I don't mean chewing the crabs.

Nemyslím tím, jak žvýkat kraby.

I grew up in Baltimore, and I chew crabs very, very well.

Vyrostl jsme v Baltimore a žvýkám kraby velmi, velmi dobře.

But I'm talking about the crabs actually doing the chewing.

Mluvím o krabech, kteří žvýkají.

Crab chewing is actually really fascinating.

Krabí žvýkání je velmi fascinující.

Crabs have this complicated structure under their carapace

Krabi mají pod krunýřem složitou strukturu

called the gastric mill

zvanou žaludeční mlýnek,

that grinds their food in a variety of different ways.

která potravu různými způsoby rozmělňuje.

And here's an endoscopic movie of this structure.

Zde je endoskopické video této struktury.

The amazing thing about this is that it's controlled

Úžasné na tom je, že je to řízeno

by a really tiny set of neurons, about two dozen neurons

malinkou sadou neuronů, asi dvěma tucty neuronů,

that can produce a vast variety of different motor patterns,

které mohou vytvářet širokou škálu různých pohybových vzorů,

and the reason it can do this is that this little tiny ganglion

a mohou to dělat proto, že tento malý krabí ganglion

in the crab is actually inundated by many, many neuromodulators.

je v podstatě zaplaven mnoha, mnoha neuromodulátory.

You heard about neuromodulators earlier.

Už jste o neuromodulátorech slyšeli.

There are more neuromodulators

Existuje více neuromodulátorů,

that alter, that innervate this structure than actually neurons in the structure,

které mění, inervují tuto strukturu, než je ve struktuře neuronů

and they're able to generate a complicated set of patterns.

a ty mohou tvořit komplikovanou sadu vzorů.

And this is the work by Eve Marder and her many colleagues

A toto je práce Eve Marder a mnoha jejích kolegů,

who've been studying this fascinating system

kteří studovali tento fascinující systém,

that show how a smaller cluster of neurons

který odhaluje, jak malý shluk neuronů

can do many, many, many things

může dělat mnoho, velmi mnoho věcí

because of neuromodulation that can take place on a moment-by-moment basis.

díky neuromodulaci, která se mění -- jeden okamžik za druhým.

So this is basically multiplexing in time.

Což je v podstatě mnohonásobné využití v čase.

Imagine a network of neurons with one neuromodulator.

Představte si síť neuronů s jedním neuromodulátorem.

You select one set of cells to perform one sort of behavior,

Vyberete jednu sadu buněk, aby prováděla určitou práci,

another neuromodulator, another set of cells,

další neuromodulátor, další sada buněk,

a different pattern, and you can imagine

různé druhy, a snadno si představíte,

you could extrapolate to a very, very complicated system.

že můžeme docílit velmi, velmi komplikovaný systém.

Is there any evidence that flies do this?

Jsou nějaké důkazy, že toto dělají mouchy?

Well, for many years in my laboratory and other laboratories around the world,

Mnoho let jsme v naší laboratoři a dalších laboratořích po celém světě

we've been studying fly behaviors in little flight simulators.

studovali chování much v malém letovém simulátoru.

You can tether a fly to a little stick.

Připevníte mouchu k malé tyčince.

You can measure the aerodynamic forces it's creating.

A měříte aerodynamické síly, které vytváří.

You can let the fly play a little video game

Můžete mouchu nechat, ať hraje videohru tak,

by letting it fly around in a visual display.

že ji necháte poletovat ve vizuálním displeji.

So let me show you a little tiny sequence of this.

Ukážu vám kratinkou sekvenci.

Here's a fly

Zde je moucha

and a large infrared view of the fly in the flight simulator,

a zvětšený infračervený obraz mouchy v letovém simulátoru

and this is a game the flies love to play.

a tuto hru má moucha velice ráda.

You allow them to steer towards the little stripe,

Necháte je, aby zamířily směrem k tomu proužku

and they'll just steer towards that stripe forever.

a ony k němu budou mířit pořád.

It's part of their visual guidance system.

Je to součást jejich vizuálního naváděcího systému.

But very, very recently, it's been possible

Ale nedávno začalo být možné

to modify these sorts of behavioral arenas for physiologies.

modifikovat tento druh arény pro fyziologii.

So this is the preparation that one of my former post-docs,

Toto je úprava vyvinutá jednou z mých bývalých kolegyň,

Gaby Maimon, who's now at Rockefeller, developed,

Gaby Maimon, která nyní působí u Rockefeller,

and it's basically a flight simulator

a je to v podstatě letový simulátor,

but under conditions where you actually can stick an electrode

ale takový, kde je možné umístit elektrodu

in the brain of the fly and record

do mozku mouchy a zaznamenávat

from a genetically identified neuron in the fly's brain.

z geneticky identifikovatelného neuronu v muším mozku.

And this is what one of these experiments looks like.

A takto vypadá jeden z těchto experimentů.

It was a sequence taken from another post-doc in the lab,

Je to sekvence další kolegyně z laboratoře,

Bettina Schnell.

Bettiny Schnell.

The green trace at the bottom is the membrane potential

Zelená stopa dole je membránový potenciál

of a neuron in the fly's brain,

neuronu v muším mozku.

and you'll see the fly start to fly, and the fly is actually

Vidíte, jak moucha vzlétá, a moucha v podstatě

controlling the rotation of that visual pattern itself

řídí rotaci vizuálního obrazce

by its own wing motion,

pohyby vlastních křídel

and you can see this visual interneuron

a vidíte, jak vizuální interneuron

respond to the pattern of wing motion as the fly flies.

odpovídá vzoru pohybu křídel, jak moucha letí.

So for the first time we've actually been able to record

Tohle je poprvé, kdy jsme mohli zaznamenat

from neurons in the fly's brain while the fly

v neuronech mušího mozku, jak moucha

is performing sophisticated behaviors such as flight.

provádí komplikovanou aktivitu jako je let.

And one of the lessons we've been learning

A jedna z věcí, co jsme se naučili, byla,

is that the physiology of cells that we've been studying

že fyziologie buněk, které jsme studovali

for many years in quiescent flies

mnoho let u mušek v klidovém stavu

is not the same as the physiology of those cells

není tatáž, jako je fyziologie těchto buněk,

when the flies actually engage in active behaviors

když mouchy provozují aktivní chování

like flying and walking and so forth.

jako je let, chůze a tak dále.

And why is the physiology different?

A proč se fyziologie liší?

Well it turns out it's these neuromodulators,

Ukazuje se, že jde o tyto neuromodulátory,

just like the neuromodulators in that little tiny ganglion in the crabs.

stejně jako byly neuromodulátory v tom malinkém ganglionu u krabů.

So here's a picture of the octopamine system.

Zde je schéma octopaminového systému.

Octopamine is a neuromodulator

Octopamin je neuromodulátor,

that seems to play an important role in flight and other behaviors.

který zřejmě hraje důležitou roli během letu a dalších aktivit.

But this is just one of many neuromodulators

Ale je to jen jeden z mnoha neuromodulátorů

that's in the fly's brain.

v mozku mouchy.

So I really think that, as we learn more,

Takže si myslím, že až se dozvíme více,

it's going to turn out that the whole fly brain

ukáže se, že celý muší mozek

is just like a large version of this stomatogastric ganglion,

je prostě větší verzí tohoto žaludečního ganglionu,

and that's one of the reasons why it can do so much with so few neurons.

a to je jeden z důvodů, proč to dokáže tolik věcí s tak malým počtem neuronů.

Now, another idea, another way of multiplexing

A další nápad, další způsob multiplexingu

is multiplexing in space,

je multiplexing v prostoru,

having different parts of a neuron

kdy různé části neuronu

do different things at the same time.

vykonávají různé věci ve stejnou dobu.

So here's two sort of canonical neurons

Zde máme dva druhy kanonických neuronů

from a vertebrate and an invertebrate,

obratlovce a bezobratlých,

a human pyramidal neuron from Ramon y Cajal,

lidský pyramidový neuron od Ramon y Cajal,

and another cell to the right, a non-spiking interneuron,

a další buňku napravo, interneuron

and this is the work of Alan Watson and Malcolm Burrows many years ago,

a toto je práce Alana Watsona a Malcolma Burrowse, z doby před mnoha lety

and Malcolm Burrows came up with a pretty interesting idea

a Malcolm Burrows měl velmi zajímavý nápad

based on the fact that this neuron from a locust

založený na faktu, že tento neuron kobylky

does not fire action potentials.

nevytváří akční potenciál.

It's a non-spiking cell.

Je to „non-spiking“ buňka.

So a typical cell, like the neurons in our brain,

Typická buňka, jako třeba neurony v našem mozku,

has a region called the dendrites that receives input,

má oblast zvanou dendrity, které přijímají vzruchy,

and that input sums together

a tyto vzruchy se sčítají

and will produce action potentials

a vytvoří akční potenciál,

that run down the axon and then activate

který probíhá axonem a aktivuje

all the output regions of the neuron.

všechny výstupní oblasti neuronu.

But non-spiking neurons are actually quite complicated

Ale „non-spiking“ neurony jsou velice komplikované,

because they can have input synapses and output synapses

protože mají všechny vstupní i výstupní synapse

all interdigitated, and there's no single action potential

propojené, a není žádný jednotný akční potenciál,

that drives all the outputs at the same time.

který by řídil všechny výstupy ve stejné chvíli.

So there's a possibility that you have computational compartments

Takže je možné, že máte výpočetní střediska,

that allow the different parts of the neuron

která dovolují různým částem neuronu

to do different things at the same time.

provádět různé věci ve stejnou dobu.

So these basic concepts of multitasking in time

Takže myslím, že tyto základní koncepty dělání mnoha věcí najednou

and multitasking in space,

a na několika místech

I think these are things that are true in our brains as well,

platí i pro náš mozek,

but I think the insects are the true masters of this.

ale myslím, že hmyz je v tomto opravdový mistr.

So I hope you think of insects a little bit differently next time,

Takže doufám, že už budete o hmyzu smýšlet trochu jinak

and as I say up here, please think before you swat.

a jak zde říkám, prosím rozmyslete si, než nějaký zaplácnete.

(Applause)

(Potlesk)