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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Traducteur: Morgane Quilfen Relecteur: Claire Ghyselen

Greg Gage: If I asked you to think of a ferocious killer animal,

Greg Gage : Si je vous disais de penser à un animal tueur féroce,

you'd probably think of a lion,

vous penseriez à un lion

and for all the wonderful predatory skills that a lion has,

et malgré les merveilleuses compétences de prédateur d'un lion,

it still only has about a 20 percent success rate at catching a meal.

son taux de réussite à attraper un repas n'est que d'environ 20%.

Now, one of the most successful hunters

L'un des chasseurs les plus performants de tout le monde animal est surprenant :

in the entire animal kingdom is surprising:

the dragonfly.

la libellule.

Now, dragonflies are killer flies,

Les libellules sont des insectes tueurs

and when they see a smaller fly,

et avec un insecte plus petit,

they have about a 97 percent chance of catching it for a meal.

elles l'attrapent pour le manger 97 fois sur 100.

And this is in mid-flight.

Tout cela en vol.

But how can such a small insect be so precise?

Comment un si petit insecte peut-il être si précis ?

In this episode, we're going to see

Dans cet épisode, nous allons voir

how the dragonfly's brain is highly specialized to be a deadly killer.

comment le cerveau de la libellule est hautement spécialisé pour tuer.

[DIY Neuroscience]

[De la neuroscience à faire soi-même]

So what makes the dragonfly one of the most successful predators

Qu'est-ce qui fait de la libellule

un des meilleurs prédateurs du monde animal ?

in the animal kingdom?

One, it's the eyes.

D'abord, ce sont ses yeux.

It has near 360-degree vision.

Elle a une vision à près de 360 degrés.

Two, the wings.

Ensuite, ses ailes.

With individual control of its wings,

Avec un contrôle individuel de ses ailes,

the dragonfly can move precisely in any direction.

la libellule peut se déplacer avec précision.

But the real secret to the dragonfly's success

Le vrai secret de la réussite de la libellule,

is how its brain coordinates this complex information

c'est la façon dont son cerveau coordonne ces informations complexes

between the eyes and the wings

entre les yeux et les ailes

and turns hunting into a simple reflex.

et fait de la chasse un simple réflexe.

To study this, Jaimie's been spending a lot of time

Pour étudier cela, Jaimie a passé beaucoup de temps

socializing with dragonflies.

à fréquenter des libellules.

What do you need to do your experiments?

De quoi as-tu besoin pour tes expériences ?

Jaimie Spahr: First of all, you need dragonflies.

Jaimie Saphr : Pour commencer, de libellules.

Oliver: I have a mesh cage to catch the dragonflies.

Oliver : J'ai un filet pour les attraper.

JS: The more I worked with them, the more terrified I got of them.

JS : Plus je travaillais avec elle, plus elles m'effrayaient.

They're actually very scary, especially under a microscope.

Elles sont terrifiantes, surtout au microscope.

They have really sharp mandibles, are generally pretty aggressive,

Elles ont des mandibules tranchantes, sont généralement agressives,

which I guess also helps them to be really good predators.

ce qui doit aussi les aider à être de très bonnes prédatrices.

GG: In order to learn what's going on inside the dragonfly's brain

GG : Pour découvrir ce qu'il se passe dans le cerveau de la libellule

when it sees a prey,

à la vue d'une proie,

we're going to eavesdrop in on a conversation

nous allons écouter une conversation

between the eyes and the wings,

entre les yeux et les ailes

and to do that, we need to anesthetize the dragonfly on ice

et pour cela, il faut anesthésier la libellule sur de la glace

and make sure we protect its wings so that we can release it afterwards.

et s'assurer de protéger ses ailes pour pouvoir ensuite la libérer.

Now, the dragonfly's brain is made up of specialized cells called neurons

Le cerveau de la libellule est fait de cellules spécialisées, les neurones,

and these neurons are what allow the dragonfly

et ces neurones permettent à la libellule

to see and move so quickly.

de voir et se déplacer si vite.

The individual neurons form circuits by connecting to each other

Les neurones forment des circuits en se connectant entre eux

via long, tiny threads called axons

via de longs fils fins appelés axones

and the neurons communicate over these axons using electricity.

et les neurones communiquent via ces axones avec de l'électricité.

In the dragonfly, we're going to place little metal wires, or electrodes,

Chez la libellule, nous allons placer de petits fils de métal, des électrodes,

along the axon tracks,

le long des axones

and this is what's really cool.

et c'est la partie cool.

In the dragonfly, there's only 16 neurons;

Chez la libellule, il n'y a que 16 neurones,

that's eight per eye

soit huit par œil,

that tell the wings exactly where the target is.

indiquant aux ailes exactement où est la cible.

We've placed the electrodes so that we can record from these neurons

Nous avons placé les électrodes pour enregistrer l'activité des neurones

that connect the eyes to the wings.

connectant les yeux aux ailes.

Whenever a message is being passed from the eye to the wing,

Quand un message est transmis de l’œil à l'aile,

our electrode intercepts that conversation in the form of an electrical current,

notre électrode intercepte cette conversation

sous la forme d'un courant électrique

and it amplifies it.

et l'amplifie.

Now, we can both hear it and see it in the form of a spike,

Nous pouvons l'entendre et la voir sous la forme d'un pic

which we also call an action potential.

que nous pouvons appeler potentiel d'action.

Now let's listen in.

Écoutons.

Right now, we have the dragonfly flipped upside down,

Actuellement, la libellule est retournée,

so he's looking down towards the ground.

elle regarde donc vers le sol.

We're going to take a prey, or what we sometimes call a target.

Nous allons prendre une proie ou ce que nous appelons une cible.

In this case, the target's going to be a fake fly.

Dans ce cas, la cible va être une fausse mouche.

We're going to move it into the dragonfly's sights.

Nous allons la déplacer dans le champ de vision de la libellule.

(Buzzing)

(Bourdonnement)

Oh!

Oh !

Oh, look at that.

Oh, regardez.

Look at that, but it's only in one direction.

Regardez, mais ce n'est que dans une direction.

Oh, yes!

Oh oui !

You don't see any spikes when I go forward,

Vous ne voyez pas de pics quand j'avance,

but they're all when I come back.

ils sont tous quand je reviens.

In our experiments,

Dans nos expériences,

we were able to see that the neurons of the dragonfly

nous avons pu voir que les neurones de la libellule

fired when we moved the target in one direction but not the other.

s'activaient en bougeant la cible dans une direction mais pas l'autre.

Now, why is that?

Pourquoi ?

Remember when I said that the dragonfly

J'ai dit que la libellule

had near 360-degree vision.

avait une vision à près de 360 degrés.

Well, there's a section of the eye called the fovea

Il y a une section de l’œil appelée fovéa,

and this is the part that has the sharpest visual acuity,

qui est la partie ayant l'acuité visuelle la plus aiguë,

and you can think of it as its crosshairs.

vous pouvez la voir comme un réticule.

Remember when I told you the dragonfly had individual precise control of its wings?

J'ai dit que la libellule avait

un contrôle individuel et précis de ses ailes.

When a dragonfly sees its prey, it trains its crosshairs on it

Quand une libellule voit sa proie, elle entraîne ses réticules dessus

and along its axons it sends messages only to the neurons

et le long de ses axones, elle envoie des messages seulement aux neurones

that control the parts of the wings

contrôlant les parties des ailes

that are needed to keep that dragonfly on target.

permettant de maintenir la libellule sur sa cible.

So if the prey is on the left of the dragonfly,

Si la proie est sur la gauche de la libellule,

only the neurons that are tugging the wings to the left are fired.

seuls les neurones entraînant les ailes vers la gauche s'activent.

And if the prey moves to the right of the dragonfly,

Si la proie se déplace vers la droite de la libellule,

those same neurons are not needed, so they're going to remain quiet.

ces mêmes neurones ne sont pas nécessaires et demeurent silencieux.

And the dragonfly speeds toward the prey

La libellule avance vers la proie

at a fixed angle that's communicated by this crosshairs to the wings,

à un angle donné communiqué aux ailes par sa ligne de mire

and then boom, dinner.

et boum, elle a son dîner.

Now, all this happens in a split second, and it's effortless for the dragonfly.

Tout cela se déroule en un instant et sans peine pour la libellule.

It's almost like a reflex.

C'est presque comme un réflexe.

And this whole incredibly efficient process is called fixation.

Et ce processus incroyablement efficace est appelé la fixation.

But there's one more story to this process.

Mais il y a autre chose à dire sur ce processus.

We saw how the neurons respond to movements,

Nous avons vu la réponse des neurones aux mouvements,

but how does the dragonfly know that something really is prey?

mais comment la libellule sait-elle que c'est une proie ?

This is where size matters.

C'est là que la taille compte.

Let's show the dragonfly a series of dots.

Montrons à la libellule une série de points.

Oh, yeah!

Oh oui !

JS: Yeah, it prefers that one.

JS : Elle préfère celle-là.

GG: Out of all the sizes,

GG : De toutes les tailles,

we found that the dragonfly responded to smaller targets over larger ones.

nous avons découvert que la libellule répondait aux cibles plus petites.

In other words, the dragonfly was programmed to go after smaller flies

Autrement dit, la libellule était programmée pour chasser de petits insectes

versus something much larger, like a bird.

plutôt qu'une chose plus grosse comme un oiseau.

And as soon as it recognizes something as prey,

Dès qu'elle reconnaît une chose comme étant une proie,

that poor little fly only has seconds to live.

ce pauvre petit insecte n'a plus que quelques secondes à vivre.

Today we got to see how the dragonfly's brain works

Nous avons vu comment le cerveau de la libellule

to make it a very efficient killer.

en fait une tueuse efficace.

And let's be thankful that we didn't live 300 million years ago

Soyons reconnaissants de ne pas avoir vécu il y a 300 millions d'années

when dragonflies were the size of cats.

quand les libellules étaient de la taille des chats.