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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Sanntint Tint Reviewer: Myo Aung

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

Greg Gage: ကြမ်းကြုတ်တဲ့ လူသတ်တိရစ္ဆာန်ကို စဉ်းစားခိုင်းရင်

you'd probably think of a lion,

ခြင်္သေ့ကို စဉ်းစားမိဖို့ များတယ်။

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

ခြင်္သေ့မှာက အံသြစရာ သားရဲတွေရဲ့ စွမ်းရည်တွေရှိတာကိုး။

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

ဒါက အစာကိုဖမ်းတဲ့ အောင်မြင်မှုနှုန်း ၂၀ ရာခိုင်နှုန်းလောက်ပဲ ရှိပါသေးတယ်။

Now, one of the most successful hunters

အခု၊ တိရိစ္ဆာန်တစ်လောကလုံးမှာ

in the entire animal kingdom is surprising:

အအောင်မြင်ဆုံး မုဆိုးတွေထဲက တစ်ကောင်က

the dragonfly.

အံ့သြစရာ ပုစဉ်းပါ။

Now, dragonflies are killer flies,

ပုစဉ်းတွေက ယင်ကောင်သတ်သူတွေဖြစ်ပြီး

and when they see a smaller fly,

ပိုငယ်သော ယင်ကောင်ကို မြင်တဲ့အခါ

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

အစာအတွက် ဖမ်းဖို့ အခွင့်အလမ်း ၉၇ ရာခိုင်နှုန်းခန့်ရှိတယ်။

And this is in mid-flight.

ဒါက အလယ် ပျံသန်းမှုမှာပါ။

But how can such a small insect be so precise?

ဒါပေမဲ့ ဒီလောက်သေးတဲ့ အင်းဆက်လေးက ဘယ်လို တိကျနိုင်တာလဲ။

In this episode, we're going to see

ဒီအပိုင်းမှာ ပုစဉ်းတစ်ကောင်ရဲ့

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

ဦးနှောက်ကို သေစေနိုင်တဲ့ သတ်သူဖြစ်ဖို့ အထူးပြုထားပုံကို ကြည့်ရမှာပါ။

[DIY Neuroscience]

[ကိုယ်တိုင်လုပ် အာရုံကြောသိပ္ပံ]

So what makes the dragonfly one of the most successful predators

ဒါဆို ပုစဉ်းကို တိရိစ္ဆာန်လောကမှာ အအောင်မြင်ဆုံး သားကောင်တွေထဲက

in the animal kingdom?

တစ်ကောင် ဘာက ဖြစ်စေတာလဲ။

One, it's the eyes.

တစ်က မျက်လုံးတွေပါ။

It has near 360-degree vision.

၎င်းမှာ ၃၆၀ ဒီဂရီ အမြင်ရှိတယ်။

Two, the wings.

နှစ်က အတောင်ပံတွေပါ။

With individual control of its wings,

အတောင်တွေရဲ့သီးခြားထိန်းချုပ်မှုနဲ့

the dragonfly can move precisely in any direction.

ပုစဉ်းဟာ အရပ်တိုင်းကို အတိအကျ ရွေ့လျားနိုင်တယ်။

But the real secret to the dragonfly's success

ပုစဉ်းရဲ့ အောင်မြင်မှု တကယ့်လျှို့ဝှက်ချက်က

သူ့ဦးနှောက်က မျက်လုံးတွေနဲ့ အတောင်ပံကြားက ရှုပ်ထွေးတဲ့

is how its brain coordinates this complex information

between the eyes and the wings

အချက်အလက်တွေကို ချိတ်ဆက်ကာ

and turns hunting into a simple reflex.

အမဲလိုက်တာကို ရိုးရိုးတုံ့ပြန်မှုအဖြစ် ပြောင်းပုံပါ။

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

ဒါကိုလေ့လာဖို့ ပုစဉ်းတွေနဲ့ ပေါင်းသင်းရာမှာ

socializing with dragonflies.

Jaimie ဟာ အချိန်များစွာကုန်ခဲ့တယ်။

What do you need to do your experiments?

စမ်းသပ်မှုတွေ လုပ်ဖို့ ဘာတွေ လိုအပ်လဲ။

Jaimie Spahr: First of all, you need dragonflies.

Jaimie Spahr: ပထမဆုံးအနေနဲ့ ပုစဉ်းတွေလိုတယ်။

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

Oliver: ကျွန်တော့မှာ ပုစဉ်းဖမ်းပိုက်တစ်ခုရှိတယ်။

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

JS: သူတို့နဲ့ အလုပ်ပိုလုပ်လေလေ၊ သူတို့ကို ပိုကြောက်လေပဲ။

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

အထူးသဖြင့် အဏုကြည့်မှန်ဘီလူးအောက်မှာ တကယ် ကြောက်စရာပါ။

They have really sharp mandibles, are generally pretty aggressive,

တကယ်ကို ထက်တဲ့ နှုတ်သီးတွေ ရှိပြီး ယေဘုယျအနေနဲ့ အတော် ရန်လိုတယ်။

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

ဒါက သူတို့ကို တကယ်တော်တဲ့ သားရဲတွေဖြစ်အောင်ကူညီတာထင်တယ်။

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

GG: သားကောင်ကိုမြင်ရတဲ့အခါ ပုစဉ်းတွေရဲ့ဦးနှောက်ထဲမှာ

when it sees a prey,

ဖြစ်နေတာကို လေ့လာဖို့

we're going to eavesdrop in on a conversation

မျက်လုံးနဲ့အတောင်ကြားက စကားစမြည်ပြောတာကို

between the eyes and the wings,

ခိုးနားထောင်ပါမယ်။

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

ဒါလုပ်ဖို့ ပုစဉ်းတွေကို ရေခဲပေါ်မှာ မေ့ဆေးပေးဖို့လိုပြီး

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

ပြီးတဲ့အခါ လွှတ်လို့ရအောင် အတောင်တွေကို ကာကွယ်ပေးတာကို သေချာပါစေ။

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

ပုစဉ်းရဲ့ ဦးနှောက်ဟာ နျူရွန်းဆိုတဲ့ အထူးဆဲလ်တွေနဲ့ ဖွဲ့စည်းထားပြီး

and these neurons are what allow the dragonfly

ဒီနျူရွန်းတွေက ပုစဉ်းတွေကို မြင်နိုင်ပြီး

to see and move so quickly.

လျင်မြန်စွာ လှုပ်ရှားနိုင်စေတာပါ။

The individual neurons form circuits by connecting to each other

နျူရွန်းတစ်ခုစီကို axons ဆိုတဲ့ ရှည်လျားသေးငယ်တဲ့ ကြိုးတွေကနေ

တစ်ခုနဲ့တစ်ခု ချိတ်ဆက်ကာ ပတ်လမ်းတွေ ဖွဲ့ထားတယ်။

via long, tiny threads called axons

and the neurons communicate over these axons using electricity.

နျူရွန်းတွေက လျှပ်စစ်ဓာတ်ကို သုံးကာ axons တွေပေါ်မှာ ဆက်သွယ်တယ်။

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

ပုစဉ်းမှာတော့ axon လမ်းကြောင်းတွေ တစ်လျှောက်မှာ သတ္တုဝါယာကြိုးတွေ(သို့)

along the axon tracks,

လျှပ်ခေါင်းတွေကို ထားမယ်။

and this is what's really cool.

ဒါက တကယ်မိုက်တယ်။

In the dragonfly, there's only 16 neurons;

ပုစဉ်းမှာ နျူရွန်း ၁၆ ခုပဲရှိတယ်။

that's eight per eye

ပစ်မှတ်ရှိရာကို

that tell the wings exactly where the target is.

အတောင်တွေကို အတိအကျပြောတဲ့ မျက်စိတစ်လုံးမှာ ၈ ခုပါ။

မျက်စိတွေကို အတောင်တွေနဲ့ဆက်ပေးတဲ့ နျူရွန်းတွေကနေ မှတ်တမ်းတင်ဖို့

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

that connect the eyes to the wings.

လျှပ်ခေါင်းတွေ ထားပေးတယ်။

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

မျက်စိကနေ အတောင်ပံဆီ သတင်း ပေးပို့တဲ့ အခါတိုင်း

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

လျှပ်ခေါင်းတွေက ဒီစကားပြောဆိုမှုကို လျှပ်စစ်စီးကြောင်းပုံစံနဲ့ ကြားဖြတ်ယူကာ

and it amplifies it.

ဒါကို ချဲ့ပေးတယ်။

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

အခု ဒါကို ကြားနိုင်ပြီးလှုပ်ရှားမှု အလားအလာဟုလည်း ခေါ်နိုင်တဲ့

which we also call an action potential.

ဆူးချွန်ပုံစံနဲ့ပါ မြင်နိုင်တယ်။

Now let's listen in.

အခု နားထောင်ကြည့်ရအောင်။

Right now, we have the dragonfly flipped upside down,

လောလောဆယ် ပုစဉ်းတစ်ကောင် ဇောက်ထိုးလှန်ပြီး

so he's looking down towards the ground.

မြေပြင်ကို ငုံ့ကြည့်နေတယ်။

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

သားကောင် (သို့) တစ်ခါတစ်ရံ ပစ်မှတ်လို့ ခေါ်တာကို ယူတော့မှာပါ။

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

ဒီဖြစ်ရပ်မှာတော့ ပစ်မှတ်က ယင်ကောင်အတုဖြစ်မှာပါ။

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

ဒါကို ပုစဉ်းရဲ့ မြင်ကွင်းထဲကို ရွှေ့လိုက်မယ်။

(Buzzing)

(တဝီဝီမြည်သံ)

Oh!

အိုး။

Oh, look at that.

ဒါကို ကြည့်ဦး။

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

ကြည့်ဦး။ ဒါပေမဲ့ ဦးတည်ချက်တစ်ခုတည်းပဲ။

Oh, yes!

ဟုတ်တယ်။

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

ရှေ့ဆက်သွားတဲ့အခါ ဆူးတွေမမြင်ရပေမဲ့

but they're all when I come back.

ပြန်လာတဲ့အခါ အကုန်လုံးဖြစ်နေတာ။

In our experiments,

စမ်းသပ်မှုတွေမှာ

we were able to see that the neurons of the dragonfly

ပစ်မှတ်ကို အခြားမဟုတ်တဲ့ လမ်းကြောင်းတစ်ခုဆီ

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

ရွှေ့တဲ့အခါ ပုစဉ်းရဲ့ နျူရွန်းတွေ အချက်ပြတာကို မြင်ရတယ်။

Now, why is that?

ကဲ၊ ဒါ ဘာကြောင့်လဲ။

Remember when I said that the dragonfly

ပုစဉ်းဟာ ၃၆၀ ဒီဂရီ အမြင်အာရုံနီးနီး

had near 360-degree vision.

ရှိတယ်လို့ ပြောတာကို သတိရပါ။

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

fovea လို့ခေါ်တဲ့ မျက်လုံးရဲ့ အပိုင်းတစ်ခုရှိပြီး

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

ဒါက အပြတ်သားဆုံး အမြင်အာရုံရှိတဲ့ အစိတ်အပိုင်းဖြစ်ပြီး

and you can think of it as its crosshairs.

၎င်း၏ ချိန်ပေါက်တွေလို့ ယူဆနိုင်သည်။

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

ပုစဉ်းတစ်ကောင်ဟာ အတောင်ပံတစ်ခုစီကို အတိအကျ ထိန်းချုပ်တယ်လို့ပြောခဲ့တာ သတိရပါ။

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

ပုစဉ်းတစ်ကောင်က သားကောင်ကိုမြင်တဲ့အခါ ချိန်ပေါက်ကို လေ့ကျင့်ပေးကာ

and along its axons it sends messages only to the neurons

axons တစ်လျှောက်မှာ ပုစဉ်းကို ပစ်မှတ်ပေါ်မှာဆက်ရှိစေဖို့ လိုအပ်တဲ့

အတောင်တွေရဲ့ အစိတ်အပိုင်းတွေကို

that control the parts of the wings

that are needed to keep that dragonfly on target.

ထိန်းချုပ်တဲ့ နျူရွန်းတွေဆီကိုပဲ သတင်းပေးပို့တယ်။

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

ဒီတော့ သားကောင်က ပုစဉ်းရဲ့ ဘယ်ဘက်မှာ ရှိနေရင်

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

အတောင်ပံများကို ဘယ်ဘက်က အတောင်တွေကို ဆွဲနေတဲ့ နျူရွန်းတွေကိုပဲ အချက်ပြတယ်။

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

သားကောင်က ပုစဉ်းရဲ့ ညာဘက်ကို ရွေ့သွားရင်

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

အလားတူ နျူရွန်းတွေက မလိုအပ်ဘဲ တိတ်ဆိတ်သွားကြမယ်။

And the dragonfly speeds toward the prey

ပုစဉ်းက အတောင်ပံတွနဲ့ ချိတ်ဆက်ထားတဲ့

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

ထောင့်ချိုးအသေတစ်ခုမှာ သားကောင်ဆီ တိုးဝင်သွားတယ်။

and then boom, dinner.

ဒီနောက် ညစာစားပွဲကြိးပေါ့။

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

အားလုံးက ခဏအတွင်း ဖြစ်သွားတာပါ။ ပုစဉ်းတစ်ကောင်အတွက် မပင်မပန်းပါဘူး။

It's almost like a reflex.

အမှတ်မဲ့တုံ့ပြန်မှုနီးပါးပါ။

And this whole incredibly efficient process is called fixation.

ပြီးတော့ ဒီမယုံနိုင်လောက်အောင် ထိရောက်တဲ့ လုပ်ငန်းစဉ်ကို fixation လို့ခေါ်တယ်။

But there's one more story to this process.

ဒါပေမဲ ဒီဖြစ်စဉ်မှာ နောက်ထပ် ဇာတ်လမ်းတစ်ခုရှိတယ်။

We saw how the neurons respond to movements,

နှူရွန်းတွေ လှုပ်ရှားမှုကို တုံ့ပြန်ပုံကို

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

မြင်ပေမဲ့ ပုစဉ်းက ဒါကို သားကောင်လို့ ဘယ်လိုသိတာလဲ။

This is where size matters.

ဒီမှာ အရွယ်အစားက အရေးပါတယ်။

Let's show the dragonfly a series of dots.

ပုစဉ်းတွေကို အစက်တွေ ဆက်တိုက်ပြလိုက်ရအောင်။

ဟုတ်တာပေါ့။

Oh, yeah!

JS: Yeah, it prefers that one.

JS: သူက ဒီဟာကို ပိုကြိုက်တယ်။

GG: Out of all the sizes,

GG; အရွယ်အစားအားလုံးမှာ

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

ပိုကြီးတာတွေထက် ပိုသေးတဲ့ ပစ်မှတ်တွေကို တုံ့ပြန်တဲ့ ပုစဉ်းကိုတွေ့ခဲ့တယ်။

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

တစ်နည်းဆိုရရင် ပုစဉ်းဟာ ငှက်လို ကြီးမားတဲ့အရာထက် အများကြိး ပိုငယ်တဲ့

versus something much larger, like a bird.

ယင်ကောင်တွေကို လိုက်ဖို့ ပုံစံချတားတယ်။

And as soon as it recognizes something as prey,

တစ်ခုခုကို သားကောင်လို့ အသိအမှတ်ပြုလိုက်တာနဲ့

that poor little fly only has seconds to live.

သနားစရာ ယင်လေးမှာ ရှင်သန်ဖို့ စက္ကန့်ပိုင်းပဲ ရှိတော့တယ်။

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

ဒီနေ့ ပုစဉ်းရဲ့ ဦးနှောက်က ၎င်းကို ထိရောက်တဲ့ သတ်သူအဖြစ်

to make it a very efficient killer.

ဖန်တီးပေးပုံကို မြင်တွေ့ခဲ့ရတာပါ။

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

ပုစဉ်းတွေ ကြောင်အရွယ်တုန်းက လွန်ခဲ့တဲ့ နှစ်သန်းပေါင်း ၃၀၀ လောက်က

when dragonflies were the size of cats.

ကျွန်တော်တို့ အသက်မရှင်ခဲ့တာကို ကျေးဇူးတင်ကြပါစို့။