(PhysOrg.com) — 過去20年間にわたり、マイケル・ディキンソンは昆虫飛行のバイオメカニクスに関する研究に関して何度も記者に取材されてきた。 記者たちからのある質問は、いつも彼を悩ませてきました。 なぜハエは叩くのが難しいのか」

「今ようやく答えることができます」と、カリフォルニア工科大学のバイオエンジニアリングのEsther M. and Abe M. Zarem教授であるDickinson氏は述べています。

迫り来るハエ叩きに直面したショウジョウバエ (Drosophila melanogaster) の高解像度高速デジタル画像を使って、Dickinson と大学院生の Gwyneth Card は、ハエが回避行動をとる秘訣を突き止めました。 ハエが飛び立つずっと前に、その小さな脳は迫り来る脅威の位置を計算し、逃げ道を考え、反対方向に飛び出すのに最適な位置に脚を置くのです。 この行動はすべて、ハエが最初にハエたたきを見つけてから約100ミリ秒以内に行われます。

「これは、ハエの脳がいかに速く感覚情報を適切な運動反応に処理できるかを示しています」とディキンソンは言います。

たとえば、動画では、小さなプラットフォームの中央に立つハエに向かって、直径14cmの黒い円盤が50度の角度で落下するスワッターがハエの前方からやってくると、ハエは中脚を前に動かして体を傾け、脚を上げて伸ばし、後方に押し出すことを示しています。 一方、背後からの脅威に対しては、ほぼ360度の視野を持ち、自分の背後を見ることができるフライは、中脚をほんの少し後方に移動させる。

「また、ハエが離陸前に計画的な動きをするとき、最初に脅威を見たときの体勢を考慮していることがわかりました」と、Dickinson 氏は言います。 「脅威が近づいていることに最初に気づいたとき、ハエの体は、毛づくろい、摂食、歩行、求愛など、そのときに何をしていたかによって、あらゆる姿勢になる可能性があります。 私たちの実験では、正しい飛行前姿勢になるために必要な姿勢変化が大きいか小さいかを、ハエが何らかの方法で「知っている」ことが示されました。 つまり、ハエは、脅威がどこから近づいてくるかを伝える目からの視覚情報と、適切な飛行前の姿勢になるためにどう動くべきかを伝える脚からの機械感覚情報とを統合しなければなりません」

この結果は、ハエの神経系に新しい洞察をもたらし、ハエの脳の中に、迫り来る脅威の位置を「離陸前に脚と体の運動の適切なパターンに変換するマップ」があることを示唆しているとDickinson教授は述べています。 「これはかなり洗練された感覚から運動への変換であり、これが起こる脳の場所を見つけるための探索が進められています」と彼は言います。 この論文「Visually Mediated Motor Planning in the Escape Response of Drosophila」は、8月28日付の学術誌「Current Biology」に掲載される予定です。