Se samtliga publikationer

Forskning kring nerver för rörelsesyn

OBS! Här finns en mer uppdaterad hemsida.

Docent Karin Nordström är med sin grupp unika i Sverige med att forska kring rörelsesyn. I labbet arbetas med forskning av nerver som kallas small target movement detectors (STMD). Dessa nerver är specialanpassade för att detektera små objekt som rör sig i förhållande till bakgrunden. Det är bara 2-3 grupper i världen som forskar på target detection. STMD nerver är mycket små och svåra att göra elektrofysiologi på.

Många djur och insekter, men även vi människor, är beroende av synen för att navigera och hitta i omgivningen. T ex använder vi oss av s k optiskt flöde för att kunna cykla rakt fram, och undvika att krocka med träd el dyl. En annan typ av rörelser som många djur kan urskilja är objekt som rör sig relativt mot den övriga bakgrunden. Tänk dig t ex då du spelar brännboll, även om du springer och hela omgivning rör sig över ditt synfält, så kan du ändå lätt urskilja bollen som rör sig relativt mot bakgrunden. Denna typ av ‘target detection’ är svår för artificiella synsystem att klara av, trots att vi har snabba datorer tillgängliga, och även om våra ögon uppenbarligen klarar av det.

Likartad rörelseryn på flughjärnan som på människans hjärnbark

Intressant nog så processas rörelsesyn på liknande sätt i flughjärnan och vår hjärnbark, vilket betyder att flugan fungerar som utmärkt forskningsmodell för att förstå processerna som tar plats i vårt eget synsystem. Insekters facettögon är optiskt sämre än våra, men de ser snabbare. Trots detta kan insekter uppenbarligen se små objekt, vilket är uppenbart då man studerar deras fantastiska förmåga att till exempel hitta byten (exempelvis är trollsländor rovdjur). Detta är helt fantastiskt med tanke på att insekter utför detta med en hjärna som är mindre än ett riskorn, använder mindre än 1 mW kraft, och har mindre än en miljon nervceller. Eftersom hjärnan är så pass liten är den mycket mer överkomlig att forska på än exempelvis vår egen hjärnbark.

STMDs nerver (small target movement detectors)

Insekter och däggdjur skickar ögonen syninformationen via nerver till hjärnan där signalerna processas i flera omkopplingsstationer. I hjärnan finns nerver som är specialdesignade för att analysera omgivningens rörelser, som det optiska flöde som tidigare beskrivits. Här finns även nerver som är specialanpassade för att detektera små objekt som rör sig i förhållande till bakgrunden, s k STMDs nerver (small target movement detectors).
 

Vi utför vår forskning genom att mäta från enskilda STMDs. Vi stoppar in en fin elektrod i enskilda nerver så att vi kan mäta hur de reagerar på synintryck då de tittar på film eller andra rörliga bilder. Vi kan sedan undersöka hur nervceller är designade för en mycket specifik uppgift. Det vi framför allt fokuserar på är hur nervceller som granskar sinnesintryck i hjärnan genererar sina selektiva svar. Rent specifikt undersöker vi om vi kan manipulera synintryck så att de ser likadana ut i tiden, men olika i rummet, och vice versa, för att på så sätt separera de två mekanismerna.

Vi använder oss främst av blomflugor i vår forskning. De definieras av sin förmåga att sväva stillastående, som små helikoptrar. Detta regleras nästan helt av synen. Under tidigare år har vi fångat blomflugor på fältet framför BMC. I somras arbetade vi med att utveckla en ny metod för insamling och uppfödning av blomflugor. I källaren har vi startat en odling av dessa larver, och vi hoppas nu att de framkläckta vuxna flugorna ska lägga nya ägg, så att vi får fram flera generationer med flugor, under hela året avslutar Karin Nordström.


 

Frank Lee, Olga Dyakova, Jozi Huotari, Malin Thyselius, Karin Nordström. Photo by Frank Lee.