Wetenschappers hebben ontdekt hoe de bedrading van de hersenen van bijen hen helpt de meest directe route terug naar hun bijenkorf te bepalen.

Onderzoekers hebben licht geworpen op het complexe navigatiesysteem dat insecten gebruiken om hun weg naar huis te vinden in een rechte lijn die lange, complexe reizen.

Ze hebben onthuld hoe een netwerk van neuronen elk detail van richtingsveranderingen en afgelegde afstanden op uitgaande reizen integreert, en stelt bijen in staat om direct naar huis terug te keren.

Bijen gebruiken hun visie om te navigeren, maar tot nu toe was er weinig bekend over wat er gebeurt in hun hersenen - die kleiner zijn dan een rijstkorrel - terwijl ze deze taak uitvoeren.

De ontdekking van neuronen die snelheid en richting detecteren - en een nauwkeurige beschrijving van hoe deze met elkaar verbonden zijn - heeft wetenschappers geholpen om voor het eerst te laten zien hoe de hersenen van een bij werken om hem naar huis te leiden.

De neuronen bevinden zich in een deel van het insectenbrein dat het centrale complex wordt genoemd. Wetenschappers ontdekten dat deze regio een cruciale rol speelt bij het besturen van het navigatiesysteem - bekend als padintegratie of 'gegist bestek' - dat door veel dieren wordt gebruikt. inclusief bijen, mieren en mensen.

Deze cellen worden gebruikt om alle elementen van de heenreis bij elkaar op te tellen, een geheugen creëren dat bijen gebruiken om via de meest directe route naar huis te vliegen, zeggen onderzoekers.

Een team van wetenschappers, waaronder onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh, ontrafeld de complexe werking van het systeem door de hersenen van nachtelijke regenwoudbijen te bestuderen.

Ze bewaakten de zenuwfunctie door kleine elektroden aan de hoofden van bijen te bevestigen, terwijl de insecten virtual reality-simulaties te zien kregen van wat ze zien wanneer ze vooruit vliegen of draaien.

hun resultaten, samen met microscoopstudies van hoe de zenuwcellen met elkaar verbonden zijn, werden gebruikt om een ​​gedetailleerd computermodel van de hersenen van de bij te ontwikkelen. Het model is getest op een gesimuleerde bij en op een robot.

De bevindingen kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe algoritmen voor navigatie in autonome robots die geen GPS of dure computersystemen nodig hebben.

De studie, gepubliceerd in het tijdschrift Huidige biologie , werd uitgevoerd in samenwerking met de Universiteit van Lund, Zweden. Het werd gefinancierd door Zweedse, Britse en Europese onderzoeksraden.

Professor Barbara Webb, van de School of Informatics van de Universiteit van Edinburgh, die bij het onderzoek betrokken was, zei:"Het meest opwindende deel van dit onderzoek was toen computermodellering van de 'spaghetti' van verbindingen tussen zenuwcellen het elegante principe onthulde waarmee bijen hun positie bijhouden en terug naar huis sturen. Zo'n complex gedrag begrijpen op het niveau van enkele neuronen is een belangrijke stap voorwaarts voor de wetenschap van de hersenfunctie."