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ハチドリの場合、世界は彼らと同じ速さで動きます

人間の目が瞬く間に、ハチドリは何十回もその翼を打ち負かし、視界から飛び出し、空中で飛ぶ昆虫を捕まえることさえできます。 これらの小さな生き物は、自分の周りを移動する世界をどのように追跡することができますか?

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新しい研究によれば、彼らの脳は、あらゆる方向から来る視覚情報により良く適応するように異なって設定されるかもしれません。これは、精密飛行ドローンとロボットの開発に影響を与える可能性があります。 ブリティッシュコロンビア大学の神経生物学研究者である主執筆者のアンドレア・ゲーデは、ハチドリの脳の動きを検出する部分(他の鳥類よりも大幅に大きい)のニューロンは異なって「調整」されているようだと述べています。

「彼らはこれまでに研究された他のすべての動物とは異なる方法で視覚運動を処理しています」とゲーデは言います。

他の小鳥類を含む他のすべての鳥類、両生類、爬虫類、および哺乳類では、「脳中脳」として知られるこの脳領域のニューロンは、他のタイプの動きよりも後ろから来る動きを検出するように調整されています。 これはほとんどの動物にとって理にかなっていると、ゲーデは言います。視界の周辺の動きをよりよく感知できる動物は、後ろから近づいてくる潜在的な捕食者から逃げることができます。

ハチドリではありません。 ゲーデと彼女のチームは、麻酔をかけたアンナのハチドリ6 Calypte anna )を部屋に入れ、画面上でドットがさまざまな方向に動くのを見ることができました。 その後、異なる種類の動きに反応して埋め込まれた電極を使用して脳からの信号を記録し、Zebraのフィンチとハトで同じ方法で行われたテストと比較しました。

この研究に関与しなかったチリ大学の鳥類神経学研究者ゴンザロ・マリンは、研究者たちはハチドリの小さなサイズと繊細さに脳記録技術を適応させることができるという重大な困難を克服しました。

フィンチやハトとは異なり、ハチドリの運動を感知する脳領域のニューロンは、 Current Current Biology誌に本日発表された研究によると、あらゆる方向からの運動をかなり均等に好むように調整されているようです。

なぜ小さなハチドリはこんなにユニークなことをするのでしょうか? Gaedeによると、彼らはそうしなければならないからです。

「彼らは他の動物とは異なる方法で周囲を意識する必要があります」とゲーデは言います。 考えてみてください。小さな花の前でホバリングするのに多くの時間を費やす場合、その動きを正確に制御する必要があります。その間、翼を毎秒約50回叩きます。 ハヤブサのような他の鳥は、狩りをしている間と同じくらい速く動くかもしれませんが、彼らは通常、近くに障害物なしで戸外を動きます。 「彼らは散らかった環境の中で花をホバリングしている[...]彼らはノックアウトしたくない」と彼女は言う。

すべての方向の動きを均等に感知できることは、ハチドリが高速で飛んでいるときに有利になり、捕食者を回避し、強烈な交尾ダイブを行って雌を印象づけることができます。 しかし、他の動物が持っている潜在的な捕食者を後ろから見るのと同じ利点を彼らに与えないでしょう。

Gaedeは次に、ハチドリが動いているときにハチドリを調べて、脳がどのように情報を処理しているかを調べたいと考えています。 「それはさらに興味深い写真かもしれません」と彼女は言いますが、鳥の小さなサイズとダイナミズムのために、それがどのように行われるかはまだ不明です。 マリンは、ホバリング昆虫の同様の研究により、視覚刺激に対する反応が見つかりましたが、これは固定された状態でテストを行った場合には見られませんでした。

人間の場合、人のバランスを損なう麻痺の形態などの神経変性障害は、脳の動きを感知する人間の動きを損なう可能性がある、とゲーデは言います。 これらの領域がハチドリの動きをどのように処理するかをさらに研究することで、この領域が人間でもどのように機能するのか、どのように動作を停止して修正できるのかについての理解が深まります ハチドリのホバリングについて詳しく知ることは、正確にホバリングする必要がある別の飛行物を助けることもできると、ゲーデは言います:ドローン。

「これにより、視覚ガイダンスの新しいアルゴリズムを決定するための情報が得られる可能性があります」とゲーデ氏は言います。 たとえば、企業は、ドローンがカメラを使用して、移動やホバリング中の障害物を回避する方法をより適切にプログラムできる場合があります。 ある日、ドローンでAmazonパッケージを受け取ったとき、ハチドリに感謝するかもしれません。

ハチドリの場合、世界は彼らと同じ速さで動きます