Michael Dickinson: How a fly flies

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tradutor: Paula Monteiro dos Santos Perin Revisor: Rafael Eufrasio

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

Eu cresci assistindo a Star Trek. Eu amo Star Trek.

Star Trek made me want to see alien creatures,

Star Trek fez com que eu quisesse ver criaturas alienígenas.

creatures from a far-distant world.

criaturas de um mundo distante.

But basically, I figured out that I could find

Mas, basicamente, eu percebi que eu poderia achar

those alien creatures right on Earth.

aquelas criaturas alieníginas aqui mesmo na Terra.

And what I do is I study insects.

E o que eu faço é estudar insetos.

I'm obsessed with insects, particularly insect flight.

Eu sou obcecado com insetos, principalmente pelo vôo dos insetos.

I think the evolution of insect flight is perhaps

Eu acredito que a evolução dos insetos é talvez

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

um dos eventos mais importantes da história da vida.

Without insects, there'd be no flowering plants.

Sem insetos, não haveriam plantas com flores.

Without flowering plants, there would be no

Sem plantas com flores, não haveriam

clever, fruit-eating primates giving TED Talks.

primatas inteligentes e comedores de frutas dando palestras no TED.

(Laughter)

(Risos)

Now,

Agora,

David and Hidehiko and Ketaki

David e Hidehiko e Ketaki

gave a very compelling story about

apresentaram uma história muito convincente

the similarities between fruit flies and humans,

sobre as semelhanças entre moscas-da-fruta e humanos,

and there are many similarities,

e há várias semelhanças,

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

e então você deve pensar que se os humanos são parecidos com moscas-da-fruta,

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

o comportamento favorito de uma mosca-da-fruta deve ser esse, por exemplo

(Laughter)

(Risos)

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

mas na minha palestra, eu não quero enfatizar as semelhanças

between humans and fruit flies, but rather the differences,

entre humanos e moscas-da-fruta, mas sim as diferenças,

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

e focar nos comportamentos em que as moscas-da-fruta se sobressaem.

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

E então eu gostaria de mostrar a vocês uma sequência acelerada de vídeos

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

de uma mosca filmada a 7.000 quadros por segundo sob irradiação infravermelha.

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

e à direita, fora da tela, está um predator eletrônico iminente

that is going to go at the fly.

que irá em direção à mosca.

The fly is going to sense this predator.

A mosca sentirá a presença deste predador.

It is going to extend its legs out.

Ela irá estender suas pernas.

It's going to sashay away

Ela irá se contorcer para escapar

to live to fly another day.

e viver para voar mais um dia.

Now I have carefully cropped this sequence

Agora eu combinei essa sequência

to be exactly the duration of a human eye blink,

para durar exatamente o mesmo que uma piscada humana.

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

então, no tempo que vocês levam para piscar,

the fly has seen this looming predator,

a mosca viu o predador iminente,

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

estimou sua localização, iniciou um padrão motor para escapar,

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

batendo suas asas 220 vezes por segundo, como ela faz.

I think this is a fascinating behavior

Eu acho que isso é um comportamento fascinante

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

que mostra quão rápido o cérebro da mosca processa informações.

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

Agora, vôo -- o que é preciso para voar?

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

Bem, para voar, assim como para uma aeronave,

you need wings that can generate sufficient aerodynamic forces,

você precisa de asas que gerem forças aerodinâmicas suficientes.

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

você precisa de um motor suficiente para gerar a força exigida no vôo,

and you need a controller,

e você precisa de um controlador,

and in the first human aircraft, the controller was basically

e na primeira aeronave, o controlador era basicamente

the brain of Orville and Wilbur sitting in the cockpit.

o cérebro de Orville e Willbur sentados na cabine.

Now, how does this compare to a fly?

Agora, como isso se compara com a mosca?

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

Bem, eu passei boa parte da minha carreira tentando entender

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

como asas de inseto geram força suficiente para manter as moscas no ar.

And you might have heard how engineers proved

E você deve ter ouvido como engenheiros provaram

that bumblebees couldn't fly.

que abelhões não poderiam voar.

Well, the problem was in thinking that the insect wings

Bem, o problema está em pensar que asas de inseto

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

funcionam do mesmo modo que asas de aeronaves. Mas elas não funcionam.

And we tackle this problem by building giant,

E nós lidamos com esse problema construindo gigantes,

dynamically scaled model robot insects

modelos dinamicamente magnificados de insetos robôs

that would flap in giant pools of mineral oil

que bateriam as asas em piscinas gigantes de óleo mineral

where we could study the aerodynamic forces.

nas quais poderíamos estudar as forças aerodinâmicas

And it turns out that the insects flap their wings

e parece que os insetos batem suas asas

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

de modo muito inteligente, a um ângulo alto de ataque

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

que cria uma estrutura na borda de ataque da asa,

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

uma pequena estrutura parecida com um tornado chamada borda de ataque vórtex,

and it's that vortex that actually enables the wings

e é esse vórtex que permite que as asas

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

façam força o suficiente para que o animal fique no ar.

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

Mas a coisa que é na verdade mais -- então, o que é fascinante

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

não é tanto que a asa tenha uma morfologia interessante.

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

O que é inteligente é o modo com que a mosca bate as asas,

which of course ultimately is controlled by the nervous system,

que logicamente é basicamente controlado pelo sistema nervoso,

and this is what enables flies to perform

e é isso que permite que moscas façam

these remarkable aerial maneuvers.

essas notáveis manobras aéreas.

Now, what about the engine?

Então, e quanto ao motor?

The engine of the fly is absolutely fascinating.

O motor da mosca é absolutamente fascinante.

They have two types of flight muscle:

Elas tem dois tipos de músculos para o vôo:

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

o chamado músculo de força, que é ativado por distensão,

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

o que significa que ele se auto-ativa e não precisa ser controlado

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

pelo sistema nervoso, num regime de contração-a-contração.

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

É especializado para gerar a força enorme exigida para o vôo,

and it fills the middle portion of the fly,

e preenche a porção central da mosca,

so when a fly hits your windshield,

então quando uma mosca bate no seu para-brisa,

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

você está vendo basicamente o músculo

But attached to the base of the wing

Mas ligado à base da asa

is a set of little, tiny control muscles

há um conjunto de pequenos, minúsculos músculos de controle

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

que não são nem um pouco poderosos, mas são muito velozes,

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

e são capazes de reconfigurar a dobradiça da asa

on a stroke-by-stroke basis,

de batida-a-batida,

and this is what enables the fly to change its wing

e é isso que permite a mosca a mudar sua asa

and generate the changes in aerodynamic forces

e gerar mudanças nas forças aerodinâmicas

which change its flight trajectory.

que mudam a trajetória de vôo.

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

E claro, o papel do sistema nervoso é controlar tudo isso.

So let's look at the controller.

Então vamos olhar para o controlador.

Now flies excel in the sorts of sensors

Aqui, moscas se sobressaem nos tipos de sensores

that they carry to this problem.

que elas carregam para esse problema.

They have antennae that sense odors and detect wind detection.

Elas têm antenas que sentem odores e detectam o vento.

They have a sophisticated eye which is

Elas têm um olho sofisticados que é

the fastest visual system on the planet.

o sistema visual mais rápido do planeta.

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

Elas têm outro conjunto de olhos no topo da cabeça.

We have no idea what they do.

Nós não temos nem ideia do que eles fazem,

They have sensors on their wing.

Elas tem sensores nas asas.

Their wing is covered with sensors, including sensors

As asas são cobertas de sensores, inclusive sensores

that sense deformation of the wing.

que sentem deformações na asa.

They can even taste with their wings.

Elas podem até sentir sabores com suas asas.

One of the most sophisticated sensors a fly has

Um dos sensores mais sofisticados que uma mosca tem

is a structure called the halteres.

é uma estrutura chamada de halteres.

The halteres are actually gyroscopes.

OS halteres são na verdade giroscópios.

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

Esses dispositivos batem pra frente e pra trás a 200 hertz durante o vôo,

and the animal can use them to sense its body rotation

e o animal pode usá-los para sentir o corpo em rotação

and initiate very, very fast corrective maneuvers.

e iniciar manobras corretivas muito, muito rápido.

But all of this sensory information has to be processed

Mas toda essa informação sensorial precisa ser processada

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

por um cérebro e sim, de fato, moscas têm um cérebro,

a brain of about 100,000 neurons.

um cérebro com cerca de 100.000 neurônios.

Now several people at this conference

Agora várias pessoas nessa conferência

have already suggested that fruit flies could serve neuroscience

já sugeriram que as moscas-da-fruta podem servir a neurociência

because they're a simple model of brain function.

porque elas representam um modelo simples da função cerebral.

And the basic punchline of my talk is,

a mensagem básica da minha palestra é,

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

eu gostaria de mudar isso completamente.

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

Eu não acho que elas são um modelo simples de nada.

And I think that flies are a great model.

E eu acho que moscas são um modelo ótimo.

They're a great model for flies.

Elas são um modelo ótimo de moscas.

(Laughter)

(Risos)

And let's explore this notion of simplicity.

E vamos explorar essa noção de simplicidade.

So I think, unfortunately, a lot of neuroscientists,

Então eu acho que, infelizmente, muitos neurocientistas,

we're all somewhat narcissistic.

somos todos um pouco narcisistas.

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

Quando pensamos em cérebro, claro que imaginamos nosso próprio cérebro.

But remember that this kind of brain,

Mas lembre-se que esse tipo de cérebro,

which is much, much smaller

que é muito, muito menor

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

- ao invés dos 100 bilhões de neurônios, tem apenas 100.000 neurônios -

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

mas esse é o tipo de cérebro mais comum do planeta.

and has been for 400 million years.

e foi assim durante 400 milhões de anos.

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

e então é justo dizer que é simples?

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

Bem, é simples no sentido de que tem menos neurônios,

but is that a fair metric?

mas isso é uma medida justa?

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

E eu proponho que não é uma medida justa.

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

Então vamos meio que pensar sobre isso. Eu acho que temos que comprarar --

(Laughter) —

(Risos)

we have to compare the size of the brain

nós temos que comparar o tamanho do cérebro

with what the brain can do.

com o que o cérebro pode fazer.

So I propose we have a Trump number,

Então eu proponho o número Trump,

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

e o número Trump é a razão entre o repertório comportamental

behavioral repertoire to the number of neurons in his brain.

desse homem pela número de neurônios em seu cérebro.

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

Vamos calcular o número Trump para a mosca-da-fruta.

Now, how many people here think the Trump number

Agora, quantas pessoas aqui acham que o número Trump

is higher for the fruit fly?

é maior para a mosca-da-fruta?

(Applause)

(Aplausos)

It's a very smart, smart audience.

Essa é uma audiência muito, muito esperta.

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

Sim, a inequalidade vai nessa diração, ou eu assim proponho.

Now I realize that it is a little bit absurd

Eu sei que isso é um pouco absurdo

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

comparar o repertório comportamental de um humano com uma mosca.

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

Mas então vamos pegar outro animal, só como um exemplo. Aqui está um camundongo.

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

Um camundongo tem cerca de 1000 vezes mais neurônios que uma mosca.

I used to study mice. When I studied mice,

Eu costumava estudar camundongos. Quando eu estudava camundongos,

I used to talk really slowly.

Eu costumava falar bem devagar.

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

E então algo aconteceu quando eu comecei a trabalhar com moscas.

(Laughter)

(Risos)

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

Eu acho que se você comparar a história natural de moscas com camundongos,

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

é realmente comparável. Ambos tem que procurar por alimento.

They have to engage in courtship.

Ambos tem que se envolver no processo de corte.

They have sex. They hide from predators.

Ambos fazem sexo. Ambos se escondem

They do a lot of the similar things.

Eles fazem muitas coisas parecidas.

But I would argue that flies do more.

Mas eu argumentaria que moscas fazem mais.

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

Então, por exemplo, eu vou mostrar-lhes uma sequência,

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

e eu devo dizer que parte dos meus fundos vem dos militares

so I'm showing this classified sequence

então eu estou mostrando informação confidencial

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

e vocês não podem discuti-la fora desta sala. Tudo bem?

So I want you to look at the payload

Então eu quero que você olhe para a matriz de choque

at the tail of the fruit fly.

na cauda da mosca-da-fruta.

Watch it very closely,

Observe atentamente,

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

e você verá porque meu filho de seis anos

now wants to be a neuroscientist.

quer ser um neurocientista agora.

Wait for it.

Esperem.

Pshhew.

Phew.

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

Então pelo menos você vai admitir que moscas-da-fruta não são tão inteligentes quanto camundongos,

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

elas são pelo menos tão inteligentes quanto pombos. (Risos)

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

Eu quero passar a mensagem que não é só uma questão de números

but also the challenge for a fly to compute

mas também o desafio para uma mosca computar

everything its brain has to compute with such tiny neurons.

tudo que seu cérebro precisa computar com neurônios tão pequenos.

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

Essa é uma bela imagem de um interneurônio visual de um camundongo

that came from Jeff Lichtman's lab,

que veio do laboratório de Jeff Lichtman.

and you can see the wonderful images of brains

e você pode ver as imagens maravilhosas dos cérebros

that he showed in his talk.

que ele mostrou em sua palestra.

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

Mas lá no canto, no canto direito, você verá,

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

na mesma escala, um interneurônio visual de uma mosca.

And I'll expand this up.

E eu vou magnificar isso.

And it's a beautifully complex neuron.

E é um neurônio lindamente complexo.

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

É apenas muito, muito pequeno e tem vários desafios biofísicos

with trying to compute information with tiny, tiny neurons.

ao tentar computar toda a informação com neurônios tão pequenininhos.

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

Quão pequenos neurônios podem ficar? Bem, veja este interessante inseto.

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

Parece um pouco com uma mosca. Tem asas e olhos,

it has antennae, its legs, complicated life history,

tem antena, pernas, história de vida complicada,

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

é um parasita, tem que voar por aí e achar lagartas

to parasatize,

para parasitar,

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

mas não só o cérebro é do tamanho de um grão de sal,

which is comparable for a fruit fly,

que é comparável ao da mosca-da-fruta,

it is the size of a salt grain.

é do tamanho de um grão de sal.

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

Aqui estão outros organismos numa escala similar.

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

Este animal é do tamanho de um paramécio e uma ameba,

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

e tem um cérebro de 7.000 neurônios que é tão pequeno--

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

vocês sabem dessas coisas chamadas de corpos celulares que vocês têm ouvido,

where the nucleus of the neuron is?

aonde o núcleo do neurônio está?

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

Este animal se livra deles porque eles ocupam muito espaço.

So this is a session on frontiers in neuroscience.

Essa é uma sessão de fronteiras na neurociência.

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

Eu proponho que uma fronteira da neurociência é descobrir como o cérebro de uma coisa dessas funciona.

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

Mas vamos pensar sobre isso. Como você poderia fazer um número pequeno de neurônios fazer muito?

And I think, from an engineering perspective,

E eu acho que de uma perspectiva da engenharia,

you think of multiplexing.

você pensa em "multiplexing".

You can take a hardware and have that hardware

Você pode pegar um disco rígido e fazer isso

do different things at different times,

fazer coisas diferentes em horas diferentes,

or have different parts of the hardware doing different things.

ou ter partes diferentes do disco rígido fazendo coisas diferentes.

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

E esses são os dois conceitos que eu gostaria de explorar.

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

E esses não são conceitos que eu inventei,

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

mas sim conceitos que foram propostos por outros no passado.

And one idea comes from lessons from chewing crabs.

E uma ideia vem de lições de mastigação de caranguejos.

And I don't mean chewing the crabs.

E eu não quero dizer mastigando os caranguejos.

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

Eu cresci em Baltimore, e eu mastigo caranguejos muito, muito bem.

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

Mas eu estou falando dos caranguejos mesmo mastigando algo.

Crab chewing is actually really fascinating.

Mastigação de caranguejos é realmente fascinante.

Crabs have this complicated structure under their carapace

Caranguejos tem essa estrutura complicada debaixo de suas carapaças.

called the gastric mill

chamada de moinho gástrico

that grinds their food in a variety of different ways.

que tritura a comida numa variedade de modos.

And here's an endoscopic movie of this structure.

E aqui está um filme de uma endoscopia dessa estrutura.

The amazing thing about this is that it's controlled

O mais impressionante é que essa coisa é controlada

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

por um conjunto mínimo de neurônios, cerca de duas dúzias de neurônios

that can produce a vast variety of different motor patterns,

que podem produzir uma vasta variedade de padrões motores diferentes,

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

e o motivo pelo qual pode fazer isso é que este pequenino gânglio

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

no caranguejo é, na realidade, imundado por vários, vários neuromoduladores.

You heard about neuromodulators earlier.

Vocês ouviram sobre neuromoduladores antes.

There are more neuromodulators

Existem mais neuromoduladores

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

que alteram, que inervam essa estrutura do que os próprios neurônios dessa estrutura,

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

e eles são capazes de gerar um conjunto complicado de padrões.

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

E este é o trabalho de Eve Marder e vários de seus colegas

who've been studying this fascinating system

que vêm estudando esse sistema fascinante

that show how a smaller cluster of neurons

que mostram como um conjunto pequeno de neurônios

can do many, many, many things

podem fazer muitas, muitas coisas

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

por causa de neuromodulação que pode acontecer de momento a momento.

So this is basically multiplexing in time.

Então isso é basicamente "multiplexing" no tempo.

Imagine a network of neurons with one neuromodulator.

Imagine uma rede de neurônios com um neuromodulador.

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

Você seleciona um conjunto de células para realizar um tipo de comportamento,

another neuromodulator, another set of cells,

outro neuromodulador, outro conjunto de células,

a different pattern, and you can imagine

um padrão diferente, e você pode imaginar

you could extrapolate to a very, very complicated system.

você pode extrapolar para um sistema muito, muito complicado.

Is there any evidence that flies do this?

Existem alguma indicação que moscas fazem isso?

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

Bem, por muitos anos no meu laboratório e no laboratório de outros pelo mundo,

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

nós temos estudado comportamento de moscas em pequenos simuladores de vôo.

You can tether a fly to a little stick.

você pode amarrar uma mosca a um pequeno bastão.

You can measure the aerodynamic forces it's creating.

Você pode medir as forças aerodinâmicas que a mosca está criando.

You can let the fly play a little video game

Você pode deixar a mosca jogar um video game.

by letting it fly around in a visual display.

ao deixar a mosca voar num display visual.

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

Então deixe-me mostrar pequenas sequências disso.

Here's a fly

Aqui está uma mosca

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

e uma visão infravermelha da mosca no simulador de vôo,

and this is a game the flies love to play.

e este é um jogo que moscas adoram jogar.

You allow them to steer towards the little stripe,

Você permite que elas conduzam em direção a pequena pista,

and they'll just steer towards that stripe forever.

e elas vão simplesmente em direção a pista para sempre.

It's part of their visual guidance system.

É parte da orientação de seu sistema visual.

But very, very recently, it's been possible

Mas muito, muito recentemente tem sido possível

to modify these sorts of behavioral arenas for physiologies.

modificar esses tipos de arenas comportamentais por fisiologias.

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

Então está é a preparação que um dos meus antigos pós-doutorandos,

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

Gaby Maimon, que está agora na Rockefeller, desenvolveu

and it's basically a flight simulator

e é basicamente um simulador de vôo

but under conditions where you actually can stick an electrode

mas dentro de condições que você pode realmente colocar um eletrodo

in the brain of the fly and record

no cérebro da mosca e grava

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

de um neurônio geneticamente identificado no cérebro da mosca.

And this is what one of these experiments looks like.

E é assim que um desses experimentos se parece.

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

Foi uma sequência tirada por outra pós-doutoranda do laboratório,

Bettina Schnell.

Bettina Schnell.

The green trace at the bottom is the membrane potential

O traço verde no fundo é o potencial de membrana

of a neuron in the fly's brain,

de um neurônio do cérebro de uma mosca,

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

e você verá a mosca começando a voar, e o vôo é na verdade

controlling the rotation of that visual pattern itself

controlar a rotação do próprio padrão visual

by its own wing motion,

pela sua própria movimentação da asa,

and you can see this visual interneuron

e você pode ver esse interneurônio visual

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

responder a um padrão de movimento de asa enquanto a mosca voa.

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

Então pela primeira vez nós fomos capazes de medir

from neurons in the fly's brain while the fly

neurônios no cérebro da mosca enquanto ela está

is performing sophisticated behaviors such as flight.

realizando comportamentos sofisticados como o vôo.

And one of the lessons we've been learning

E uma das lições que estamos aprendendo

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

é que a fisiologia das células que estamos estudando

for many years in quiescent flies

por vários anos em moscas dormentes

is not the same as the physiology of those cells

não é a mesma fisiologia das células

when the flies actually engage in active behaviors

quando a mosca está ativamente envolvida em comportamentos ativos

like flying and walking and so forth.

como voando ou andando e assim por diante.

And why is the physiology different?

e por que essa fisiologia é diferente?

Well it turns out it's these neuromodulators,

Bem o que observamos é que são esses neuromoduladores,

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

assim como os neuromoduladores naqueles pequenos gânglios do caranguejo.

So here's a picture of the octopamine system.

Então aqui está uma foto do sistema octopamina.

Octopamine is a neuromodulator

Octopamina é um neuromodulador

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

que parece desempenhar um papel importante no vôo e outros comportamentos.

But this is just one of many neuromodulators

Mas esse é apenas um de vários neuromoduladores

that's in the fly's brain.

que estão no cérebro da mosca.

So I really think that, as we learn more,

Então eu realmente acho, ao aprendermos mais,

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

veremos que o cérebro inteiro da mosca

is just like a large version of this stomatogastric ganglion,

é simplesmente como uma versão maior desse gânglio estomagástrico,

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

e esse é um dos motivos pelo qual pode fazer tanto com tão poucos neurônios.

Now, another idea, another way of multiplexing

Agora, outra idéia, outro jeito de "multiplexing"

is multiplexing in space,

é "multiplexing" no espaço,

having different parts of a neuron

tendo partes diferentes de um neurônio

do different things at the same time.

fazendo coisas diferentes ao mesmo tempo.

So here's two sort of canonical neurons

Então aqui estão dois tipos de neurônios canônicos

from a vertebrate and an invertebrate,

de um vertebrado e de um invertebrado,

a human pyramidal neuron from Ramon y Cajal,

um neurônio piramidal de Ramon y Cajal,

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

e outra célular à direita, um interneuron "non-spiking",

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

e esse é o trabalho de Alan Watson e Malcolm Burrows de muitos anos atrás,

and Malcolm Burrows came up with a pretty interesting idea

e Malcom Burrows chegou a uma idéia muito interessante

based on the fact that this neuron from a locust

baseado no fato desse neurônio de um gafanhoto

does not fire action potentials.

não ativa potenciais de ação.

It's a non-spiking cell.

É uma célula "non-spiking".

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

Então uma célula típica, como os neurônios em nosso cérebro,

has a region called the dendrites that receives input,

tem uma região chamada de dendritos que recebem "input",

and that input sums together

e esse "input" se soma

and will produce action potentials

e produz potenciais de ação

that run down the axon and then activate

que correm pelo axônio e então ativam

all the output regions of the neuron.

todas as regiões de "output" dos neurônios

But non-spiking neurons are actually quite complicated

Mas neurônios non-spiking são na verdade bem complicados

because they can have input synapses and output synapses

porque eles podem ter sinapses "input" ou sinapses "output"

all interdigitated, and there's no single action potential

todas interligadas, e não há um único potencial de ação

that drives all the outputs at the same time.

que aciona todos os "outputs" ao mesmo tempo.

So there's a possibility that you have computational compartments

Então existe uma possibilidade que você tenha compartimentos computacionais

that allow the different parts of the neuron

que permitem partes diferentes de um neurônio

to do different things at the same time.

fazer coisas diferentes ao mesmo tempo.

So these basic concepts of multitasking in time

Então esses conceitos básicos de "multitasking" no tempo

and multitasking in space,

e "multitasking" no espaço,

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

Eu acho que essas são coisas que ocorrem nos nossos cérebros também,

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

mas eu acho que insetos são verdadeiros mestres nisso.

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

Então eu espero que você pense em insetos de um jeito diferente a próxima vez,

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

e como eu digo daqui, por favor pense antes de esmagá-los.

(Applause)

(Aplausos)