Hoe kan een bij midden in de nacht na een ingewikkelde route door dichte begroeiing recht naar huis vliegen op zoek naar voedsel? Voor de eerste keer, onderzoekers hebben kunnen laten zien wat er in de hersenen van de bij gebeurt.

Bijen en vele andere dieren gebruiken zogenaamde optische stroming om te bepalen hoe snel ze gaan en hoe ver ze door hun omgeving zijn gegaan. Bij het negeren van alle andere zintuigen, dit betekent dat ze hun omgeving ervaren als naar hen toe bewegend terwijl ze zelf stil lijken te staan.

Tot nu, wetenschappers hebben niet geweten wat er werkelijk gebeurt in de hersenen van een bij wanneer deze zijn weg terug vindt naar de korf nadat hij rondvliegt op zoek naar voedsel.

De studie, waarbij nachtelijke regenwoudbijen betrokken zijn, identificeert met welke neuronen in de hersenen de bij snelheid en afgelegde afstand kan meten. Het identificeert ook de neuronen die gepolariseerd licht gebruiken om de kompasrichting van de bij te bepalen.

"We laten zien hoe 'snelheidsneuronen' en 'richtingsneuronen' afzonderlijk werken, maar ook hoe ze waarschijnlijk samenwerken om een ​​herinnering te genereren die de bij gebruikt om rechtstreeks naar huis te vliegen na zijn nachtelijke rondleidingen door het regenwoud, " legt Stanley Heinze uit, bioloog aan de Universiteit van Lund in Zweden.

Wat bijen en vele andere dieren, inclusief mensen, kunnen doen, is alle segmenten van hun foerageertocht integreren en samenvoegen om de directe weg naar huis te vinden. Dit kan zonder gebruik te maken van oriëntatiepunten en andere details in het terrein, in tegenstelling tot waar we intuïtief naar verwijzen als we aan ons richtingsgevoel denken.

In een laboratoriumomgeving, de onderzoekers plaatsten elektroden in individuele zenuwcellen in de hersenen van de bijen terwijl ze virtuele vluchten ondernamen, hun ervaring met het zoeken naar voedsel in het regenwoud na te bootsen. De resultaten, aangevuld met microscopische studies van de geregistreerde zenuwcellen, werden gebruikt in een computermodel van de hersenen van de bij.

"Toen hebben we een robot gebouwd en ons model in de praktijk getest. We hebben het op een willekeurige route gestuurd en het model van het navigatiesysteem van de bij dat we in de robot hebben geïmplementeerd, stelde hem in staat om het directe pad terug naar zijn startpunt te vinden, ', zegt Stanley Heinze.

Hij is gefascineerd door het feit dat deze insecten, wiens hersenen ongeveer zo groot zijn als een rijstkorrel en 100.000 keer minder neuronen hebben dan menselijke hersenen, hun ingewikkelde routes registreren, vaak enkele kilometers lang, en dan geen moeite hebben om weer de meest directe weg naar huis te vliegen, een taak die wij mensen alleen kunnen beheersen met behulp van GPS-apparaten, ondanks onze enorme hersenen.

Dat bijen dit vermogen hebben, kan zelfs van existentiële betekenis blijken te zijn voor de mensheid, volgens Stanley Heinze.

"Ten slotte, we weten dat pesticiden schadelijk zijn voor het richtingsgevoel van de bijen, wat betekent dat minder van hen in staat zullen zijn om terug te keren naar hun bijenkorf na bestuiving van planten in onze moderne landbouwlandschappen. In de tussentijd, het grootste deel van de voedselproductie in de wereld is afhankelijk van bijen die gewassen bestuiven. Het begrijpen van de details van het interne navigatiesysteem van de bij kan daarom cruciaal zijn bij het ontwerpen van strategieën om te voorkomen dat ze worden verstoord, ', zegt Stanley Heinze.