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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Tradutor: Maurício Kakuei Tanaka Revisor: Elisa Santos

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

Greg Gage: Se eu lhe pedisse para pensar num animal assassino feroz,

you'd probably think of a lion,

você talvez pensaria num leão,

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

e, apesar de suas maravilhosas habilidades predatórias,

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

seu índice de sucesso é só cerca de 20% na captura de uma refeição.

Now, one of the most successful hunters

Um dos caçadores de maior sucesso em todo o reino animal é surpreendente:

in the entire animal kingdom is surprising:

the dragonfly.

a libélula.

Now, dragonflies are killer flies,

Libélulas são moscas assassinas

and when they see a smaller fly,

e, quando veem uma mosca menor,

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

têm cerca de 97% de chance de pegá-la para uma refeição.

And this is in mid-flight.

Isso ocorre em pleno voo.

But how can such a small insect be so precise?

Mas como um inseto tão pequeno consegue ser tão preciso?

In this episode, we're going to see

Veremos, neste episódio,

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

como o cérebro da libélula é altamente especializado para ser assassino mortal.

[DIY Neuroscience]

[Neurociência Faça Você Mesmo]

So what makes the dragonfly one of the most successful predators

O que faz da libélula

um dos predadores de maior sucesso do reino animal?

in the animal kingdom?

One, it's the eyes.

Primeiro: os olhos.

Ela tem uma visão de quase 360 ​​graus.

It has near 360-degree vision.

Two, the wings.

Segundo: as asas.

With individual control of its wings,

Com controle individual das asas,

a libélula se move com precisão em qualquer direção.

the dragonfly can move precisely in any direction.

But the real secret to the dragonfly's success

Mas o verdadeiro segredo do sucesso da libélula é como seu cérebro

is how its brain coordinates this complex information

coordena essa informação complexa entre os olhos e as asas

between the eyes and the wings

and turns hunting into a simple reflex.

e transforma a caça em um simples reflexo.

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

Para este estudo,

Jaimie passou muito tempo se socializando com libélulas.

socializing with dragonflies.

What do you need to do your experiments?

O que é preciso para seus experimentos?

Jaimie Spahr: First of all, you need dragonflies.

Jaimie Spahr: Primeiro, libélulas.

Oliver: Tenho uma rede para pegar as libélulas.

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

JS: Quanto mais eu trabalhava com elas, mais ficava aterrorizada.

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

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

São muito assustadoras, especialmente sob um microscópio.

Têm mandíbulas muito afiadas, costumam ser bastante agressivas,

They have really sharp mandibles, are generally pretty aggressive,

o que também as ajuda a serem boas predadoras.

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

GG: Para aprender o que acontece dentro do cérebro da libélula

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

quando ela vê uma presa,

when it sees a prey,

vamos escutar uma conversa entre os olhos e as asas.

we're going to eavesdrop in on a conversation

between the eyes and the wings,

Para isso, temos que anestesiar a libélula no gelo

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

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

e nos certificar de proteger as asas para que possamos liberá-la depois.

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

O cérebro da libélula

é composto de células especializadas chamadas neurônios,

and these neurons are what allow the dragonfly

que permitem a ela ver e se mover com rapidez.

to see and move so quickly.

The individual neurons form circuits by connecting to each other

Os neurônios individuais formam circuitos que se conectam

por meio de fios longos e minúsculos chamados axônios,

via long, tiny threads called axons

and the neurons communicate over these axons using electricity.

sobre os quais os neurônios se comunicam usando eletricidade.

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

Na libélula, colocaremos pequenos fios de metal, ou eletrodos,

along the axon tracks,

ao longo das trilhas do axônio.

and this is what's really cool.

Isso é muito legal.

In the dragonfly, there's only 16 neurons;

Na libélula, há somente 16 neurônios, 8 por olho,

that's eight per eye

that tell the wings exactly where the target is.

que informam às asas a posição exata do alvo.

Colocamos os eletrodos para gravar a partir desses neurônios

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

que conectam os olhos às asas.

that connect the eyes to the wings.

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

Sempre que uma mensagem passa do olho para a asa,

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

nosso eletrodo intercepta essa conversa na forma de uma corrente elétrica

and it amplifies it.

e a amplifica.

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

Podemos ouvi-la e vê-la na forma de um pico,

which we also call an action potential.

que também chamamos de potencial de ação.

Now let's listen in.

Agora vamos escutar.

Right now, we have the dragonfly flipped upside down,

Neste momento, temos a libélula virada de cabeça para baixo.

so he's looking down towards the ground.

Ela está olhando para o chão.

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

Vamos pegar uma presa, o que, às vezes, chamamos de alvo.

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

Neste caso, o alvo será uma mosca falsa.

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

Vamos movê-la na mira da libélula.

(Buzzing)

(Zumbido)

Oh!

Oh!

Oh, look at that.

Oh, veja isso.

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

Observe, mas é apenas em uma direção.

Oh, yes!

Ah, sim!

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

Você não vê picos quando avanço,

but they're all when I come back.

mas eles estão presentes quando volto.

In our experiments,

Em nossos experimentos,

we were able to see that the neurons of the dragonfly

conseguimos ver que os neurônios da libélula disparavam

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

quando movíamos o alvo em uma direção, mas não na outra.

Now, why is that?

Por quê?

Lembra-se de que eu disse

Remember when I said that the dragonfly

que a libélula tinha uma visão de quase 360 ​​graus?

had near 360-degree vision.

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

Há uma seção do olho chamada fóvea,

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

que é a parte com a acuidade visual mais nítida.

and you can think of it as its crosshairs.

Você pode pensar nela como uma mira.

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

Lembra-se de que eu disse

que a libélula tinha controle individual preciso de suas asas?

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

Ao ver sua presa, a libélula treina sua mira sobre ela

and along its axons it sends messages only to the neurons

e, ao longo de seus axônios, envia mensagens

apenas para os neurônios que controlam as partes das asas

that control the parts of the wings

that are needed to keep that dragonfly on target.

necessárias para manter a libélula no alvo.

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

Portanto, se a presa estiver à esquerda da libélula,

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

apenas os neurônios que puxam as asas para a esquerda são estimulados.

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

Se a presa se mover para a direita da libélula,

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

esses neurônios não serão necessários e permanecerão quietos.

And the dragonfly speeds toward the prey

A libélula acelera em direção à presa

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

em um ângulo fixo que é comunicado por essa mira às asas

and then boom, dinner.

e então, bum, jantar.

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

Tudo isso acontece em uma fração de segundo

e é fácil para a libélula, quase como um reflexo.

It's almost like a reflex.

And this whole incredibly efficient process is called fixation.

Todo esse processo incrivelmente eficaz é chamado de fixação.

But there's one more story to this process.

Mas há mais uma história nesse processo.

We saw how the neurons respond to movements,

Vimos como os neurônios reagem a movimentos,

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

mas como a libélula sabe que algo é realmente uma presa?

This is where size matters.

É aqui que o tamanho importa.

Let's show the dragonfly a series of dots.

Vamos mostrar à libélula uma série de pontos.

Oh, yeah!

Ah, sim!

JS: Yeah, it prefers that one.

JS: Sim, ela prefere esse.

GG: Out of all the sizes,

GG: De todos os tamanhos,

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

descobrimos que a libélula reagiu a alvos menores em vez dos maiores.

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

Em outras palavras,

a libélula foi programada para perseguir moscas menores

versus something much larger, like a bird.

versus algo muito maior, como um pássaro.

And as soon as it recognizes something as prey,

Assim que reconhece algo como uma presa,

that poor little fly only has seconds to live.

a pobre mosca tem apenas alguns segundos de vida.

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

Hoje conseguimos ver como o cérebro da libélula funciona

to make it a very efficient killer.

para torná-la uma assassina muito eficaz.

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

E sejamos gratos por não termos vivido há 300 milhões de anos,

when dragonflies were the size of cats.

quando as libélulas eram do tamanho de gatos.