(PhysOrg.com) — I løbet af de sidste to årtier er Michael Dickinson blevet interviewet af journalister hundredvis af gange om sin forskning i biomekanikken ved insekters flugt. Et spørgsmål fra pressen har altid forfulgt ham: Hvorfor er fluer så svære at slå?

“Nu kan jeg endelig svare,” siger Dickinson, der er Esther M. og Abe M. Zarem Professor of Bioengineering ved California Institute of Technology (Caltech).

Med højopløselige, digitale billeder med høj hastighed af frugtfluer (Drosophila melanogaster), der står over for en truende svaber, har Dickinson og kandidatstuderende Gwyneth Card fundet hemmeligheden bag fluens undvigemanøvre. Længe før fluen springer, beregner dens lille hjerne placeringen af den forestående trussel, udtænker en flugtplan og placerer sine ben i en optimal position, så den kan hoppe ud af vejen i den modsatte retning. Alt dette sker inden for ca. 100 millisekunder efter, at fluen først har fået øje på svirrefluen.

“Dette illustrerer, hvor hurtigt fluens hjerne kan behandle sensoriske oplysninger til en passende motorisk reaktion”, siger Dickinson.

For eksempel viste videoerne, at hvis den nedadgående svirreflue – i virkeligheden en sort skive med en diameter på 14 centimeter, der falder i en vinkel på 50 grader mod en flue, der står i midten af en lille platform – kommer fra foran fluen, bevæger fluen sine midterste ben fremad og læner sig tilbage, hvorefter den hæver og strækker benene for at skubbe sig bagud. Når truslen derimod kommer bagfra, bevæger fluen (som har et næsten 360 graders synsfelt og kan se bag sig selv) sine midterste ben en lille smule bagud. Ved en trussel fra siden holder fluen sine midterste ben stationære, men læner hele kroppen i den modsatte retning, før den hopper.

“Vi fandt også ud af, at når fluen foretager planlægningsbevægelser før afsætningen, tager den hensyn til sin kropsposition på det tidspunkt, hvor den først ser truslen”, siger Dickinson. “Når den først opdager en trussel, der nærmer sig, kan en flues krop være i en hvilken som helst kropsholdning, afhængigt af hvad den lavede på det tidspunkt, f.eks. at pudse, fodre, gå eller gøre kur. Vores eksperimenter viste, at fluen på en eller anden måde ‘ved’, om den skal foretage store eller små holdningsændringer for at nå den korrekte stilling før flyvningen. Det betyder, at fluen skal integrere visuel information fra øjnene, som fortæller den, hvorfra truslen nærmer sig, med mekanosensorisk information fra benene, som fortæller den, hvordan den skal bevæge sig for at nå den rette stilling før flyvningen.”

Resultaterne giver ny indsigt i fluens nervesystem og tyder på, at der i fluens hjerne findes et kort, hvor positionen af den truende trussel “omdannes til et passende mønster af ben- og kropsbevægelser før afgang”, siger Dickinson. “Det er en ret sofistikeret transformation fra sansning til motorik, og vi er i gang med at finde det sted i hjernen, hvor det sker”, siger han.

Dickinsons forskning tyder også på en optimal metode til at slå en flue. “Det er bedst ikke at slå på fluens startposition, men snarere at sigte lidt fremad for at foregribe, hvor fluen vil hoppe, når den først ser din svaber,” siger han.

Afhandlingen, “Visually Mediated Motor Planning in the Escape Response of Drosophila,” vil blive offentliggjort den 28. august i tidsskriftet Current Biology.