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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Çeviri: Özge Özkan Gözden geçirme: Sara Ozturk

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

Vahşi bir katil hayvanı düşünmenizi isteseydim

you'd probably think of a lion,

muhtemelen bir aslan düşünürdünüz.

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

Bir aslan sahip olduğu tüm harika yırtıcı becerilerine rağmen

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

hala yemek yakalamada sadece yüzde 20'lik başarı oranına sahip.

Now, one of the most successful hunters

Tüm hayvanlar alemindeki en başarılı avcılardan biri oldukça şaşırtıcı:

in the entire animal kingdom is surprising:

the dragonfly.

Yusufçuk böceği.

Now, dragonflies are killer flies,

Yusufçuklar katil sinekler ve daha küçük bir sinek gördüklerinde

and when they see a smaller fly,

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

yemek için yakalama şansları yaklaşık %97 oranında.

And this is in mid-flight.

Bu yusufçuk uçuşun ortasında.

But how can such a small insect be so precise?

Ama böyle küçük bir böcek nasıl bu kadar kusursuz olabilir?

In this episode, we're going to see

Bu bölümde yusufçuk beyninin ölümcül bir katil olmak için

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

nasıl uzmanlaştığını göreceğiz.

[DIY Neuroscience]

[DIY Sinir Bilimi]

So what makes the dragonfly one of the most successful predators

Yusufçuğu hayvanlar aleminin en başarılı yırtıcılarından biri yapan şey ne?

in the animal kingdom?

One, it's the eyes.

Birincisi, gözleri.

It has near 360-degree vision.

Gözleri 360 dereceye yakın bir görüşe sahip.

Two, the wings.

İkincisi, kanatları.

With individual control of its wings,

Kanatlarının bireysel kontrolü ile

the dragonfly can move precisely in any direction.

yusufçuk tam olarak herhangi bir yönde hareket edebilir.

But the real secret to the dragonfly's success

Ancak yusufçuğun başarısının gerçek sırrı

beyninin gözler ve kanatlar arasındaki bu karmaşık bilgiyi nasıl koordine ettiği

is how its brain coordinates this complex information

between the eyes and the wings

and turns hunting into a simple reflex.

ve avlanmayı basit bir refleks haline getirdiği ile alakalı.

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

Bunu incelemek için Jaimie, yusufçuklar ile vakit geçirmeye çok zaman harcıyor.

socializing with dragonflies.

What do you need to do your experiments?

Deneyleriniz için neye ihtiyacınız var?

Jaimie Spahr: Her şeyden önce yusufçuklara ihtiyacımız var.

Jaimie Spahr: First of all, you need dragonflies.

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

Oliver: Yusufçukları yakalamak için örgü kafesim var.

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

JS: Onlarla çalıştıkça onlardan daha çok korkuyorum.

Gerçekten çok korkutucular, özellikle mikroskop altında.

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

They have really sharp mandibles, are generally pretty aggressive,

Yusufçukların gerçekten iyi bir avcı olmalarını sağlayan

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

oldukça sert olan alt çene kemikleri var.

Yusufçuğun av gördüğünde beyninde neler olduğunu öğrenmek için

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

when it sees a prey,

gözler ve kulaklar arasındaki bir sohbete kulak misafiri olacağız.

we're going to eavesdrop in on a conversation

between the eyes and the wings,

Bunu yapmak için yusufçuğu buz üstünde uyuşturmalıyız

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.

ve daha sonra serbest bırakabilmek için kanatlarını koruduğumuzdan emin olmalıyız.

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

Yusufçukların beyni nöron adı verilen özel hücrelerden oluşur

and these neurons are what allow the dragonfly

ve bu nöronlar yusufçukların hızlı görmesini ve hareket etmesini sağlar.

to see and move so quickly.

The individual neurons form circuits by connecting to each other

Bireysel nöronlar akson adı verilen uzun, minik iplikler aracılığıyla

birbirine bağlanarak devreler oluşturur ve nöronlar bu aksonlar üzerinden

via long, tiny threads called axons

and the neurons communicate over these axons using electricity.

elektrik kullanarak iletişim kurar.

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

Yusufçuğa akson izleri boyunca küçük metal teller ya da elektrotlar yerleştireceğiz.

along the axon tracks,

and this is what's really cool.

Bu gerçekten harika bir şey.

In the dragonfly, there's only 16 neurons;

Yusufçukta yalnızca 16 nöron var; kanatlara tam olarak hedefin nerede

that's eight per eye

that tell the wings exactly where the target is.

olduğunu gösteren her bir göz için bu 8 nöron eder.

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

Gözleri kanatlara bağlayan bu nöronları kaydedebilmek için

that connect the eyes to the wings.

elektrotları yerleştirdik.

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

Gözden kanata bir mesaj iletildiğinde

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

elektrik akımı şeklindeki elektrotumuz bu konuşmayı keser ve onu güçlendirir.

İşlem potansiyeli olarak da adlandırdığımız bir ani artış şeklinde

and it amplifies it.

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

onu artık hem duyabiliyoruz hem de görebiliyoruz.

which we also call an action potential.

Now let's listen in.

Hadi dinleyelim.

Right now, we have the dragonfly flipped upside down,

Yusufçuk şu anda baş aşağı çevrildi bu yüzden yere doğru bakıyor.

so he's looking down towards the ground.

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

Bir av ya da hedef dediğimiz bir şey alacağız.

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

Bu durumda hedef sahte bir sinek olacak.

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

Onu yusufçuğun hareket alanına doğru hareket ettireceğiz.

(Uğultu)

(Buzzing)

Oh!

Oh, look at that.

Şuna bakın.

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

Şuna bakın ama sadece tek bir istikamette böyle oluyor.

Oh, yes!

Evet.

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

İleri doğru gittiğimde hiç ani yükseliş görmüyorsunuz.

but they're all when I come back.

Ama geri döndüğümde görebilirsiniz.

In our experiments,

Deneylerimizde hedefi tek bir yöne hareket ettirdiğimizde

we were able to see that the neurons of the dragonfly

yusufçuğun nöronlarının ateşlendiğini fark ettik.

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

Fakat diğer yönde böyle bir durum olmadı.

Now, why is that?

Neden böyle oluyor?

Remember when I said that the dragonfly

Yusufçuğun 360 dereceye yakın görüşe sahip olduğunu söylemiştim.

had near 360-degree vision.

Gözün fovea denilen bir bölümü var

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

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

ve bu bölüm en net görüş keskinliğine sahip.

and you can think of it as its crosshairs.

Bunu ilgi merkezi olarak düşünebilirsiniz.

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

Kanatlarının tam kontrolünün yusufçukta olduğunu söylediğimi hatırlıyor musunuz?

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

Yusufçuk avını gördüğünde avının üzerinde ilgi merkezini eğitir

and along its axons it sends messages only to the neurons

ve kendisini hedefte tutmak için ihtiyaç duyduğu kanatlarının kısımlarını

that control the parts of the wings

kontrol eden aksonları boyunca sadece nöronlara mesaj gönderir.

that are needed to keep that dragonfly on target.

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

Av yusufçuğun solunda ise sadece soldaki kanatları çeken nöronlar ateşlenir.

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

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

Eğer av yusufçuğun sağına doğru hareket ederse

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

aynı nöronlara ihtiyaç duyulmaz bu yüzden sessiz kalırlar.

And the dragonfly speeds toward the prey

Yusufçuklar bu ilgi merkeziyle kanatlarla iletişim kurduğu

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

sabit bir açıyla avına doğru hızla ilerler ve sonra onu yer.

and then boom, dinner.

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

Tüm bunlar çok kısa bir sürede gerçekleşir ve yusufçuk için zahmetsiz bir iş olur.

It's almost like a reflex.

Neredeyse bir refleks gibi.

And this whole incredibly efficient process is called fixation.

Tüm bu inanılmaz derecede etkili işleme fiksasyon denir.

But there's one more story to this process.

Ancak bu sürecin bir hikayesi daha var.

We saw how the neurons respond to movements,

Nöronların hareketlere nasıl tepki verdiğini gördük.

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

Fakat yusufçuk bir şeyin gerçekten av olduğunu nereden biliyor?

This is where size matters.

Burası durumun önemli olduğu yer.

Let's show the dragonfly a series of dots.

Yusufçuğa bir dizi nokta gösterelim.

Evet.

Oh, yeah!

JS: Yeah, it prefers that one.

JS: Evet, yusufçuk bunu tercih ediyor.

GG: Out of all the sizes,

GG: Tüm bu boyutların dışında yusufçukların daha büyük hedeflere göre

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

daha küçük hedeflere tepki verdiğini gördük.

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

Diğer bir deyişle yusufçuk, kuş gibi daha büyük bir şeye karşı

daha küçük sineklerin peşinde gidecek şekilde programlanmıştı.

versus something much larger, like a bird.

And as soon as it recognizes something as prey,

Bir şeyi av olarak algıladığı anda

that poor little fly only has seconds to live.

o zavallı sineğin yaşamak için sadece saniyeleri kalır.

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

Yusufçuğun beyninin onu çok etkili bir katil yapmak için

to make it a very efficient killer.

nasıl çalıştığını görmeliyiz.

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

300 milyon yıl önce yusufçuklar kedi büyüklüğündeyken

yaşamadığımıza şükredelim.

when dragonflies were the size of cats.