Istraživanje mozga medonosne pčele

Što ljudi i medonosne pčele imaju zajedničko? Ples – ali dok se ljudi obično kreću iz zabave, ples medonosne pčele ima važnu funkciju. Njime pčela prenosi informacije o smjeru i udaljenosti do bogatog izvora hrane svojim kolegicama, oslanjajući se pritom na prostornu memoriju.

Ponašanje medonosnih pčela u tom smislu dobro je istraženo. Međutim, manje su proučeni procesi koji se odvijaju u mozgu tijekom plesa.

Ovdje dolazi projekt dr. Jeromea Beetza s Katedre za fiziologiju ponašanja i sociobiologiju Sveučilišta u Würzburgu (JMU): „Znamo da pčela tijekom plesanja emitira akustične signale koji se mogu koristiti za dekodiranje informacija o udaljenosti. Neke živčane stanice u mozgu koje obrađuju te signale već su opisane“, kaže biolog. To je otkrio Hiroyuki Ai, profesor na Sveučilištu Fukuoka u Japanu i suradnik na Beetzovu projektu.

„Posebno je fascinantno da se prostorne informacije u plesu prenose u potpunom mraku, dok izvan košnice vizualni signali igraju ključnu ulogu u orijentaciji“, objašnjava znanstvenik s JMU-a. „Optički tok – usporediv s pogledom kroz prozor vlaka u pokretu – omogućava pčeli da tijekom leta mjeri prijeđenu udaljenost.“

Cilj biologa je otkriti gdje se u mozgu pčele integriraju oba izvora mjerenja udaljenosti. „Pretpostavljamo da postoje živčane stanice koje obrađuju i vizualne i akustične signale“, kaže Beetz.

Od svibnja 2025. Beetz će na raspolaganju imati tim istraživača: njegov projekt bit će financiran s gotovo dva milijuna eura u okviru programa Emmy Noether Njemačke istraživačke zaklade (DFG). Time će u sljedećih šest godina moći osnovati istraživačku grupu koja će se sastojati od dva doktoranda i jednog postdoktoranda.

Medonosna pčela u simuliranom letu

Kako bi izmjerio što se događa u mozgu kada se aktivira prostorna memorija, Beetz je tijekom svog postdoktorskog istraživanja u grupi profesora Basila el Jundija, bivšeg voditelja mlade istraživačke grupe na JMU-u, razvio vlastitu mjernu tehniku: tetrodnu elektrodu. Ovom metodom bilježe se živčani signali pomoću tetroda dok se insekt slobodno rotira u letačkom simulatoru. Za to istraživač pčeli ugrađuje četiri ultratanke elektrode u mozak, koje mjere aktivnost pojedinih živčanih stanica.

„Ova metoda nam omogućuje neurološka mjerenja dok se životinja aktivno orijentira. Takvo bi mjerenje bilo nemoguće kod slobodno letećih insekata, jer ne bi mogli nositi težinu elektroda i odašiljača. Zato se fokusiramo na stvaranje što prirodnijeg okruženja u letačkom simulatoru“, objašnjava budući voditelj istraživačke grupe.

Ali kako radilica zna kamo leti, ako se zapravo ne miče s mjesta? Ovdje dolazi virtualna stvarnost (VR).

Tim će dronom snimiti područje oko košnice. Softver će od tih snimaka stvoriti 3D okruženje koje oponaša stvarni prostor. Tako će se medonosna pčela moći slobodno kretati unutar virtualnog prostora. 

Ovaj projekt provodi se u suradnji s profesorom Timom Landgrafom s Instituta za informatiku Slobodnog sveučilišta u Berlinu i profesoricom Karin Nordström sa Sveučilišta Flinders u Australiji, koja je već razvila VR sustav za leteće insekte.