Michael Dickinson: How a fly flies

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tłumaczenie: Paweł Zatryb Korekta: Magdalena Stonawska

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

Dorastałem, oglądając Star Treka. Uwielbiam go.

Star Trek made me want to see alien creatures,

Przez Star Treka chciałem spotkać kosmitów,

creatures from a far-distant world.

istoty z odległych światów.

But basically, I figured out that I could find

Zdałem sobie sprawę, że mogę ich znaleźć

those alien creatures right on Earth.

również na Ziemi.

And what I do is I study insects.

Zajmuję się badaniem owadów.

I'm obsessed with insects, particularly insect flight.

Mam obsesję na punkcie owadów i ich techniki latania.

I think the evolution of insect flight is perhaps

Myślę, że ewolucja lotu owadów

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

to jedno z najważniejszych wydarzeń w historii życia.

Without insects, there'd be no flowering plants.

Bez owadów nie byłoby zapylania kwiatów.

Without flowering plants, there would be no

Bez zapylania kwiatów nie byłoby inteligentnych,

clever, fruit-eating primates giving TED Talks.

owocożernych naczelnych występujących na TED.

(Laughter)

(Śmiech)

Now,

Do rzeczy.

David and Hidehiko and Ketaki

David, Hidehiko oraz Ketaki

gave a very compelling story about

pokazali fascynujące podobieństwa

the similarities between fruit flies and humans,

łączące muszkę owocówkę i człowieka,

and there are many similarities,

a jest ich wiele.

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

Skoro ludzie są podobni do muszek,

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

to ulubionym zajęciem muszek może być to...

(Laughter)

(Śmiech)

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

Nie chciałbym podkreślać podobieństw łączących ludzi

between humans and fruit flies, but rather the differences,

i muszki owocowe. Chciałbym pokazać różnice

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

i skupić się na zachowaniach, w których muszki się wyspecjalizowały.

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

Pokażę sekwencję wideo w przyspieszonym tempie

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

7 tys. klatek na sekundę: muszka w podczerwieni.

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

Z prawej, niewidoczny, znajduje się elektroniczny drapieżca,

that is going to go at the fly.

który zbliża się do muchy.

The fly is going to sense this predator.

Mucha wyczuwa drapieżcę.

It is going to extend its legs out.

Wyciąga odnóża.

It's going to sashay away

Następnie odlatuje

to live to fly another day.

i przeżywa kolejny dzień.

Now I have carefully cropped this sequence

Sekwencję przyciąłem tak,

to be exactly the duration of a human eye blink,

by trwała dokładnie tyle, ile mgnienie oka.

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

Czas potrzebny nam na mrugnięcie

the fly has seen this looming predator,

pozwala muszce zobaczyć zbliżającego się drapieżcę,

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

ustalić jego pozycję, zainicjować sekwencję ruchów i odlecieć,

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

machając skrzydłami 220 razy na sekundę.

I think this is a fascinating behavior

To fascynujące zachowanie

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

ukazuje szybkość przetwarzania informacji przez mózg muszki.

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

Lot - co jest do niego potrzebne?

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

Podobnie jak w przypadku ludzkich maszyn,

you need wings that can generate sufficient aerodynamic forces,

lot wymaga skrzydeł generujących potrzebną siłę aerodynamiczną.

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

Potrzebujemy silnika, by uzyskać moc potrzebną do lotu,

and you need a controller,

oraz kontrolera,

and in the first human aircraft, the controller was basically

którym na początku lotnictwa

the brain of Orville and Wilbur sitting in the cockpit.

były umysły Orville'a i Wilbura siedzących w kokpicie.

Now, how does this compare to a fly?

A jak to wygląda u muchy?

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

Poświęciłem większość wczesnej kariery próbom zrozumienia,

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

jak skrzydła owada generują wystarczającą siłę, aby utrzymać go w powietrzu.

And you might have heard how engineers proved

Być może słyszeliście, jak inżynierowie dowiedli,

that bumblebees couldn't fly.

że trzmiele nie powinny w ogóle latać.

Well, the problem was in thinking that the insect wings

Problemem jest myślenie, że owadzie skrzydła

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

funkcjonują jak skrzydła samolotu. Tak nie jest.

And we tackle this problem by building giant,

Rozwiązaliśmy to, budując gigantycznego robota

dynamically scaled model robot insects

odwzorowującego dynamikę owada,

that would flap in giant pools of mineral oil

który trzepotał skrzydłami w wielkim basenie pełnym oleju.

where we could study the aerodynamic forces.

Tak mogliśmy zbadać siły aerodynamiczne.

And it turns out that the insects flap their wings

Okazało się, że owady machają skrzydłami

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

w bardzo pomysłowy sposób, pod wysokim kątem natarcia,

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

który na krawędziach wodzących skrzydła tworzy strukturę

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

podobną do tornada, zwaną wodzącym wirem powietrza.

and it's that vortex that actually enables the wings

To właśnie dzięki niemu

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

skrzydła wytwarzają wystarczającą siłę, by owad utrzymał się w powietrzu.

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

Ale co jest najciekawsze,

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

to nie interesująca morfologia skrzydła,

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

ale sposób, w jaki mucha macha skrzydłami,

which of course ultimately is controlled by the nervous system,

w całości kontrolowany przez układ nerwowy,

and this is what enables flies to perform

co pozwala muszce dokonywać

these remarkable aerial maneuvers.

takich powietrznych manewrów.

Now, what about the engine?

A co z silnikiem?

The engine of the fly is absolutely fascinating.

Silnik muchy jest fascynujący.

They have two types of flight muscle:

Muchy mają dwa typy mięśni odpowiedzialnych za lot.

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

Mięśnie napędowe, aktywowane naprężeniem mechanicznym,

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

co oznacza, że aktywują się samodzielnie i nie muszą być kontrolowane

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

przy każdym skurczu przez układ nerwowy.

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

Są wyspecjalizowane w wytwarzaniu potężnej siły potrzebnej do lotu

and it fills the middle portion of the fly,

i zajmują środkową część ciała muchy.

so when a fly hits your windshield,

Dlatego kiedy uderza w szybę,

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

patrzymy głównie na mięśnie napędowe.

But attached to the base of the wing

Do podstawy skrzydła doczepiona jest

is a set of little, tiny control muscles

grupa niewielkich mięśni sterujących,

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

które nie zapewniają siły, ale poruszają się bardzo szybko

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

i potrafią zmienić ustawienie skrzydła

on a stroke-by-stroke basis,

przy każdym ruchu.

and this is what enables the fly to change its wing

Mucha może zmieniać ustawienie skrzydeł

and generate the changes in aerodynamic forces

i wpływać na zmianę sił aerodynamicznych,

which change its flight trajectory.

dzięki czemu zmienia trajektorię lotu.

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

Układ nerwowy kontroluje ten proces.

So let's look at the controller.

Przyjrzyjmy się więc kontrolerowi.

Now flies excel in the sorts of sensors

Muchy posiadają wysoko rozwinięte narządy zmysłów,

that they carry to this problem.

które biorą udział w tym procesie.

They have antennae that sense odors and detect wind detection.

Posiadają czułki, które wyczuwają zapachy i wykrywają wiatr.

They have a sophisticated eye which is

Ich skomplikowane oczy

the fastest visual system on the planet.

to najszybszy system wizualny na Ziemi.

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

Muchy mają dodatkowe oczy na czubku głowy,

We have no idea what they do.

ale nie mamy pojęcia, do czego służą.

They have sensors on their wing.

Ich skrzydła

Their wing is covered with sensors, including sensors

pokryte są sensorami.

that sense deformation of the wing.

Te sensory rejestrują odkształcenia skrzydeł.

They can even taste with their wings.

Muchy skrzydłami mogą również wyczuwać smak.

One of the most sophisticated sensors a fly has

Jednym z najbardziej zaawansowanych sensorów, jaki posiada mucha,

is a structure called the halteres.

są przezmianki,

The halteres are actually gyroscopes.

które działają jak żyroskopy.

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

Urządzenia te podczas lotu uderzają z częstotliwością 200 herców

and the animal can use them to sense its body rotation

i dzięki nim owad może wyczuć obrót swojego ciała

and initiate very, very fast corrective maneuvers.

oraz zainicjować bardzo szybkie manewry korekcyjne.

But all of this sensory information has to be processed

Wszystkie informacje pochodzące od sensorów muszą być przetworzone

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

przez mózg. Tak, muchy mają mózg.

a brain of about 100,000 neurons.

Ma on około 100 tys. neuronów.

Now several people at this conference

Kilka osób na tej konferencji

have already suggested that fruit flies could serve neuroscience

już wcześniej zasugerowało, że muszki mogą służyć neurobiologii,

because they're a simple model of brain function.

bo są prostym modelem przedstawiającym funkcjonowanie mózgu.

And the basic punchline of my talk is,

Jednak ja w swoim wystąpieniu

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

chciałbym postawić to twierdzenie na głowie.

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

Uważam, że muszki w żadnym razie nie są prostym modelem.

And I think that flies are a great model.

Są natomiast doskonałym modelem...

They're a great model for flies.

dla muszek.

(Laughter)

(Śmiech)

And let's explore this notion of simplicity.

Przyjrzyjmy się temu wrażeniu prostoty.

So I think, unfortunately, a lot of neuroscientists,

Niestety wielu neurobiologów

we're all somewhat narcissistic.

zachowuje się narcystycznie.

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

Kiedy myślimy o mózgu, wyobrażamy sobie nasz mózg.

But remember that this kind of brain,

Należy jednak pamiętać, że mózg muchy

which is much, much smaller

jest znacznie mniejszy.

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

Zamiast 100 mld neuronów ma 100 tys. neuronów,

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

ale to właśnie ten typ mózgu jest najbardziej powszechny na Ziemi

and has been for 400 million years.

i to od 400 mln lat.

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

Więc czy to sprawiedliwe mówić, że jest prosty?

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

Oczywiście posiada mniej neuronów, więc w tym sensie jest prostszy.

but is that a fair metric?

Ale czy ilość neuronów to dobra miara?

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

Uważam, że nie.

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

Zastanówmy się nad tym. Powinniśmy porównać...

(Laughter) —

(Śmiech)

we have to compare the size of the brain

...musimy porównać rozmiar mózgu

with what the brain can do.

z jego możliwościami.

So I propose we have a Trump number,

Proponuję liczbę Trumpa,

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

która będzie stosunkiem określającym

behavioral repertoire to the number of neurons in his brain.

zakres zachowań tego człowieka do liczby neuronów w jego mózgu.

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

Obliczmy liczbę Trumpa dla muszki.

Now, how many people here think the Trump number

Ile z was myśli, że liczba Trumpa

is higher for the fruit fly?

jest wyższa dla muszki?

(Applause)

(Brawa)

It's a very smart, smart audience.

Bardzo bystra widownia.

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

Nierówność skierowana jest w tę stronę.

Now I realize that it is a little bit absurd

Oczywiście zdaję sobie sprawę, że to nieco absurdalne,

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

porównywać zakres zachowań człowieka z zachowaniami muchy.

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

W takim razie weźmy jako przykład inne zwierzę. Oto mysz.

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

Mysz ma mniej więcej tysiąc razy więcej neuronów niż mucha.

I used to study mice. When I studied mice,

Kiedyś zajmowałem się badaniem myszy.

I used to talk really slowly.

Mówiłem wtedy bardzo wolno.

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

Później coś się stało, kiedy zacząłem badać muchy.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Uważam, że historie naturalne much i myszy

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

są porównywalne. Oba gatunki muszą szukać jedzenia.

They have to engage in courtship.

Muszą angażować się w gody,

They have sex. They hide from predators.

kopulować i ukrywać się przed drapieżnikami.

They do a lot of the similar things.

Robią wiele podobnych rzeczy.

But I would argue that flies do more.

Twierdzę jednak, że muchy robią więcej.

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

Dla przykładu pokażę sekwencję wideo

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

i muszę powiedzieć, że po części finansuje mnie wojsko,

so I'm showing this classified sequence

dlatego o tej poufnej sekwencji wideo

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

nie wolno rozmawiać poza tą salą. W porządku?

So I want you to look at the payload

Zwróćcie uwagę na ładunek,

at the tail of the fruit fly.

znajdujący się przy ogonie muchy.

Watch it very closely,

Patrzcie uważnie,

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

a zobaczycie, dlaczego mój sześcioletni syn

now wants to be a neuroscientist.

chce zostać neurobiologiem.

Wait for it.

Czekajcie.

Pshhew.

Pshhew.

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

Może muchy nie są tak sprytne jak myszy,

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

ale dorównują gołębiom. (Śmiech)

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

W każdym razie chciałbym zaznaczyć, że to nie tylko kwestia liczb,

but also the challenge for a fly to compute

ale również wyzwanie dla muchy,

everything its brain has to compute with such tiny neurons.

której mózg musi wyliczyć wszystko przy tak niewielkich neuronach.

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

Ten obrazek przedstawia interneuron kory wzrokowej myszy,

that came from Jeff Lichtman's lab,

która pochodziła z laboratorium Jeffa Lichtmana.

and you can see the wonderful images of brains

Możecie zobaczyć wspaniałe obrazy mózgów,

that he showed in his talk.

które pokazywał w swoim wystąpieniu.

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

W prawym górnym rogu,

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

w tej samej skali, znajduje się interneuron kory wzrokowej muchy.

And I'll expand this up.

Powiększę go.

And it's a beautifully complex neuron.

To przepiękny, skomplikowany neuron.

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

Jest tylko bardzo mały i istnieje wiele wyzwań biofizycznych

with trying to compute information with tiny, tiny neurons.

ograniczających przetwarzanie informacji takimi niewielkimi neuronami.

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

Jak mały może być neuron? Popatrzmy na tego owada.

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

Wygląda podobnie do muchy. Ma skrzydła, oczy,

it has antennae, its legs, complicated life history,

czułki, nogi, skomplikowany życiorys,

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

to pasożyt. Musi latać, by znajdować gąsienice,

to parasatize,

na których pasożytuje,

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

ale ma mózg rozmiaru kryształu soli,

which is comparable for a fruit fly,

podobnie jak muszka owocówka.

it is the size of a salt grain.

Cały owad jest rozmiaru kryształu soli.

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

Oto kilka innych organizmów o podobnym rozmiarze.

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

Ten ma rozmiar pantofelka i ameby,

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

a jego mózg ma zaledwie 7 tys. neuronów.

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

Słyszeliście na pewno o ciele komórki,

where the nucleus of the neuron is?

w którym znajduje się jądro komórkowe neuronu.

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

Ten organizm pozbył się tych ciał, bo zajmują za dużo miejsca.

So this is a session on frontiers in neuroscience.

Ta prezentacja poświęcona jest granicom wiedzy neurobiologii.

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

Jedną z takich granic jest poznanie, jak działa mózg takiego stworzenia.

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

Teraz coś innego. Jak zmusić niewiele neuronów, aby robiły dużo?

And I think, from an engineering perspective,

Z perspektywy inżyniera można pomyśleć

you think of multiplexing.

o wielozadaniowości.

You can take a hardware and have that hardware

Można mieć komputery,

do different things at different times,

które robią różne rzeczy, w różnym czasie,

or have different parts of the hardware doing different things.

albo różne części komputera pracujące nad różnymi zadaniami.

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

Chciałbym przyjrzeć się tym dwóm zagadnieniom.

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

Nie wpadłem na to sam,

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

lecz zaproponowano to już w przeszłości.

And one idea comes from lessons from chewing crabs.

Jeden z pomysłów nasunęła obserwacja przeżuwających krabów.

And I don't mean chewing the crabs.

Nie, nie przeżuwania krabów.

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

Dorastałem w Baltimore i przeżuwam kraby bardzo sprawnie.

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

Mam na myśli kraby przeżuwające pokarm.

Crab chewing is actually really fascinating.

Przeżuwający krab jest naprawdę fascynujący.

Crabs have this complicated structure under their carapace

Pod pancerzem kraby mają skomplikowany układ,

called the gastric mill

zwany aparatem żującym,

that grinds their food in a variety of different ways.

który pozwala mielić pokarm na różne sposoby.

And here's an endoscopic movie of this structure.

Film przedstawia obraz endoskopowy takiego aparatu.

The amazing thing about this is that it's controlled

Co zadziwiające, jest on kontrolowany

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

przez bardzo niewielki zestaw neuronów, mniej więcej dwa tuziny,

that can produce a vast variety of different motor patterns,

ale mimo to dzięki nim krab posiada zróżnicowany układ ruchów.

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

Źródłem tych ruchów jest ten mały ganglion

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

zatopiony w wielu neuromodulatorach.

You heard about neuromodulators earlier.

Słyszeliście wcześniej o neuromodulatorach.

There are more neuromodulators

Istnieje wiele różnych neuromodulatorów,

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

której unerwiają tę strukturę bardziej niż neurony

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

i potrafią wygenerować tak skomplikowaną sekwencję ruchów.

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

Powyższe odkrycia zawdzięczamy pracy Eve Marder i wielu jej kolegów,

who've been studying this fascinating system

którzy zajmowali się tym fascynującym układem

that show how a smaller cluster of neurons

i pokazali, jak niewielkie skupisko neuronów

can do many, many, many things

może zrobić wiele rzeczy

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

dzięki neuromodulacji, która może zachodzić w jednej chwili.

So this is basically multiplexing in time.

Jest to więc wielozadaniowość czasowa.

Imagine a network of neurons with one neuromodulator.

Wyobraźcie sobie sieć neuronów z jednym neuromodulatorem.

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

Wybieramy jedną grupę komórek do wykonania jednego zadania,

another neuromodulator, another set of cells,

potem kolejny neuromodulator, następną grupę komórek

a different pattern, and you can imagine

i kolejne zadanie. Można sobie wyobrazić,

you could extrapolate to a very, very complicated system.

że przenosimy ten proces na wyjątkowo skomplikowany układ.

Is there any evidence that flies do this?

Czy jest jakiś dowód na to, że muchy tak robią?

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

Przez wiele lat w moim laboratorium, a także w laboratoriach na całym świecie,

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

zajmowaliśmy się zachowaniami much w małych symulatorach.

You can tether a fly to a little stick.

Można przyczepić muchę do małego patyczka.

You can measure the aerodynamic forces it's creating.

Zmierzyć działające siły aerodynamiczne.

You can let the fly play a little video game

Można pozwolić muszce zagrać w grę wideo,

by letting it fly around in a visual display.

pozwalając jej latać po wyświetlaczu.

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

Pokażę wam sekwencję wideo z takiej gry.

Here's a fly

Oto mucha,

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

jej duży obraz w podczerwieni, wewnątrz symulatora

and this is a game the flies love to play.

oraz gra, w którą muchy uwielbiają grać.

You allow them to steer towards the little stripe,

Muchy mogą się kierować w stronę niewielkiego paska

and they'll just steer towards that stripe forever.

i będą to robić przez wieczność.

It's part of their visual guidance system.

To część ich wzrokowego układu sterowania.

But very, very recently, it's been possible

Niedawno udało się

to modify these sorts of behavioral arenas for physiologies.

zmodyfikować takie struktury testujące zachowania pod kątem fizjologicznym.

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

Oto układ eksperymentalny, wykonany przez mojego byłego pracownika naukowego,

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

Gaby Maimon, który pracuje na Uniwersytecie Rockefellera.

and it's basically a flight simulator

To on rozwinął symulator,

but under conditions where you actually can stick an electrode

w którym wszczepia się elektrodę

in the brain of the fly and record

do mózgu muchy i zbiera informacje

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

bezpośrednio z genetycznie wyselekcjonowanego neuronu.

And this is what one of these experiments looks like.

Tak wyglądał jeden z tych eksperymentów.

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

Sekwencję wideo przygotowała inna doktorantka,

Bettina Schnell.

Bettina Schnell.

The green trace at the bottom is the membrane potential

Zielony ślad na dole to potencjał membrany

of a neuron in the fly's brain,

neuronu w mózgu muchy

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

i zaraz zobaczycie, że kiedy mucha zaczyna lecieć,

controlling the rotation of that visual pattern itself

jednocześnie kontroluje obrót wyświetlanego wzoru

by its own wing motion,

ruchem swoich skrzydeł.

and you can see this visual interneuron

Możecie zaobserwować, że ten interneuron kory wzrokowej

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

odpowiada schematowi ruchu skrzydeł, kiedy mucha leci.

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

Po raz pierwszy udało się nam zarejestrować

from neurons in the fly's brain while the fly

działanie neuronów w mózgu muchy,

is performing sophisticated behaviors such as flight.

gdy wykonuje ona skomplikowane ruchy takie jak lot.

And one of the lessons we've been learning

Udało nam się dzięki temu dowiedzieć,

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

że fizjologia komórek, którą studiowaliśmy

for many years in quiescent flies

od wielu lat u much w bezruchu,

is not the same as the physiology of those cells

nie jest taka sama jak fizjologia komórek

when the flies actually engage in active behaviors

w przypadku dynamicznych zachowań

like flying and walking and so forth.

takich jak latanie, chodzenie itd.

And why is the physiology different?

Czemu fizjologia jest inna?

Well it turns out it's these neuromodulators,

Okazało się, że przyczyną są neuromodulatory,

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

dokładnie takie jak w malutkim ganglionie u krabów.

So here's a picture of the octopamine system.

Zdjęcie przedstawia oktopaminę.

Octopamine is a neuromodulator

Jest ona neuromodulatorem

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

i prawdopodobnie jest istotna podczas lotu muchy oraz innych zachowań.

But this is just one of many neuromodulators

Jednak to tylko jeden z wielu neuromodulatorów,

that's in the fly's brain.

które występują w mózgu muchy.

So I really think that, as we learn more,

Uważam, że wraz z rozwojem naszej wiedzy,

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

okaże się, że cały mózg muchy

is just like a large version of this stomatogastric ganglion,

jest dużą wersją ganglionu, takiego jak u krabów.

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

Dlatego mucha może tak wiele, posiadając niedużą ilość neuronów.

Now, another idea, another way of multiplexing

Innym pomysłem na wielozadaniowość

is multiplexing in space,

jest rozdzielenie jej w przestrzeni,

having different parts of a neuron

a więc różne części neuronu

do different things at the same time.

robią inne rzeczy w tym samym czasie.

So here's two sort of canonical neurons

Tak wyglądają dwa rodzaje neuronów kanonicznych

from a vertebrate and an invertebrate,

u kręgowców i bezkręgowców.

a human pyramidal neuron from Ramon y Cajal,

Z lewej neuron piramidalny, odkryty przez Ramona y Cajala,

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

a po prawej interneuron niegenerujący potencjałów czynnościowych,

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

pochodzący z prac Alana Watsona i Malcolma Burrowsa,

and Malcolm Burrows came up with a pretty interesting idea

ten ostatni zaproponował interesującą ideę

based on the fact that this neuron from a locust

bazującą na fakcie, że tego typu neurony występujące u szarańczy

does not fire action potentials.

nie generują potencjałów czynnościowych.

It's a non-spiking cell.

To neurony niegenerujące potencjałów czynnościowych.

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

Typowe komórki, takie jak neurony w naszych mózgach,

has a region called the dendrites that receives input,

posiadają część zwaną dendrytami, które otrzymują sygnał,

and that input sums together

jest on następnie sumowany

and will produce action potentials

i wyzwala się potencjał czynnościowy.

that run down the axon and then activate

Biegnie on przez akson i aktywuje

all the output regions of the neuron.

wszystkie regiony wyjściowe neuronu.

But non-spiking neurons are actually quite complicated

Neurony niegenerujące potencjałów czynnościowych są skomplikowane,

because they can have input synapses and output synapses

bo mogą mieć synapsy wejściowe i wyjściowe,

all interdigitated, and there's no single action potential

wzajemnie się zazębiające, oraz nie generują pojedynczego potencjału czynnościowego,

that drives all the outputs at the same time.

który rozchodzi się po wszystkich synapsach wyjściowych równocześnie.

So there's a possibility that you have computational compartments

Dlatego istnieje prawdopodobieństwo utworzenia komór obliczeniowych,

that allow the different parts of the neuron

które pozwalają różnym częściom neuronu

to do different things at the same time.

robić różne rzeczy w tym samym czasie.

So these basic concepts of multitasking in time

Podstawy wielozadaniowości czasowej

and multitasking in space,

oraz wielozadaniowości przestrzennej

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

według mnie istnieją również w naszych mózgach,

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

ale to owady wyspecjalizowały się w tej dziedzinie.

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

Mam nadzieję, że następnym razem spojrzycie na owady nieco inaczej.

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

Jak ja to mówię - proszę, pomyśl, zanim rozgnieciesz.

(Applause)

(Brawa)