Projektbeschreibung
Entschlüsselung des komplexen Mechanismus, mit dem Insekten ihren Weg nach Hause finden
Viele Tiere kehren nach der Nahrungssuche nach Hause zurück, indem sie eine Navigationsstrategie namens Pfadintegration (PI) anwenden. Während der Pfadintegration werden sensorische Informationen zur Richtung und Entfernungsmessung verwendet, um den direktesten Weg zurück nach Hause zu berechnen. Obwohl das Verhalten von Pfadintegration gut erforscht ist, ist die neuronale Grundlage der Bildung des Vektorgedächtnisses noch unbekannt. Das EU-finanzierte Projekt PI_Memory_Circuits wird Pfadintegration untersuchen und Licht in die Bildung des Vektorgedächtnisses bei Hummeln bringen. Zu diesem Zweck soll der Aufbau des PI-Gedächtnisses gemessen und beobachtet werden, wie es zur Steuerung auf dem Rückflug von der Futtersuche verwendet wird, um erstmals die neuronale Grundlage von Pfadintegration aufzudecken. Die Projektergebnisse werden möglicherweise für Anwendungen wie die Robotik von Nutzen sein.
Ziel
Many animals make direct trips back to their homes after tortuous foraging trips using a navigational strategy called path integration (PI). During PI, sensory information for direction and distance measurements are used to calculate the straightest path back to home. While PI has been well studied behaviorally, the neural basis of vector memory formation is unknown in any animal. Here, I will combine behavior and physiology to demonstrate PI and the neural basis for vector memory formation in bumblebees. First I will develop real-world behavioral arenas to demonstrate that walking bees use PI. Next, I will use virtual reality to mimic the real-world arenas, demonstrating PI behavior in stationary bees. I will also develop electrophysiological methods to record from neural centers of interest in the brains of restrained bees. Finally I will combine the physiology refined in restrained bees and the PI behaviors in virtual reality to physiologically record from the brains of bees actively performing PI. From these experiments, I will ideally be able to measure the buildup of PI memory and observe how PI memory is used for steering during the homebound part of the foraging trip. From the proposed work, the neural basis of PI will be uncovered for the first time. Navigational feats extending past acquiring and following a home vector may be investigated in the future using the same methods. Results from this work have the potential for gains in applications such as robotics. Finally, during my fellowship, I will gain neuroanatomical and functional tools that will aid in my future research plans to investigate the neural basis of navigation behaviors of mantis shrimp, animals which exhibit similar navigational strategies to those of insects, such as bees, while underwater, with the end goal of uncovering the evolutionary origins of complex, widespread navigational strategies in arthropods and potentially other animals as well.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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