Greg Gage: If I asked you to think of a ferocious killer animal,

グレッグ・ゲージ獰猛な殺人動物のことを考えろと言ったら

you'd probably think of a lion,

あなたはライオンを思い浮かべるでしょう。

and for all the wonderful predatory skills that a lion has,

ライオンが持っている素晴らしい捕食能力のためにも

it still only has about a 20 percent success rate at catching a meal.

それでも食事のキャッチボールの成功率は２０％くらいしかありません。

Now, one of the most successful hunters

今、最も成功したハンターの一人が

in the entire animal kingdom is surprising:

動物界全体では驚くべきことです。

the dragonfly.

トンボが

Now, dragonflies are killer flies,

さて、トンボはキラーフライです。

and when they see a smaller fly,

と、小さいハエを見ると

they have about a 97 percent chance of catching it for a meal.

彼らは約97％の確率でそれを食べるためにそれをキャッチしています。

And this is in mid-flight.

そして、これは飛行中のものです。

But how can such a small insect be so precise?

しかし、こんな小さな虫がどうしてあんなに精密にできるのでしょうか？

In this episode, we're going to see

このエピソードでは、私たちは、次のことを見ようとしています。

how the dragonfly's brain is highly specialized to be a deadly killer.

トンボの脳がいかに殺傷能力に特化しているか。

[DIY Neuroscience]

脳神経科学をDIYしてみた

So what makes the dragonfly one of the most successful predators

では、トンボが最も成功した捕食者の一人である理由は何でしょうか？

in the animal kingdom?

動物界では？

One, it's the eyes.

一つは、それは目です。

It has near 360-degree vision.

それは、ほぼ360度の視野を持っています。

Two, the wings.

2つ目は、翼。

With individual control of its wings,

翼の個別制御で

the dragonfly can move precisely in any direction.

トンボはどの方向にも正確に動くことができます。

But the real secret to the dragonfly's success

しかし、トンボの成功の本当の秘密は

is how its brain coordinates this complex information

脳がこの複雑な情報をどのように調整しているのか

between the eyes and the wings

目と羽の間

and turns hunting into a simple reflex.

と、狩猟を単純な反射神経に変えてしまう。

To study this, Jaimie's been spending a lot of time

これを研究するために、Jaimieは多くの時間を費やしてきました。

socializing with dragonflies.

トンボとのお付き合い

What do you need to do your experiments?

実験に必要なものは何ですか？

Jaimie Spahr: First of all, you need dragonflies.

ジェイミー・スパールまず、トンボが必要です。

Oliver: I have a mesh cage to catch the dragonflies.

オリバーです。トンボを捕まえるためのメッシュケージを持っています。

JS: The more I worked with them, the more terrified I got of them.

JS: 一緒に仕事をすればするほど、怖くなってきました。

They're actually very scary, especially under a microscope.

彼らは実際には非常に怖いです、特に顕微鏡で見ると。

They have really sharp mandibles, are generally pretty aggressive,

鋭い大あごを持っていて、一般的にはかなり攻撃的です。

which I guess also helps them to be really good predators.

それは彼らが良い捕食者になるのに役立つと思います。

GG: In order to learn what's going on inside the dragonfly's brain

GG: トンボの脳の中で何が起こっているのかを知るためには、トンボの脳の中で何が起こっているのかを知る必要があります。

when it sees a prey,

獲物を見ると

we're going to eavesdrop in on a conversation

会話を盗み聞きする

between the eyes and the wings,

目と羽根の間に

and to do that, we need to anesthetize the dragonfly on ice

そのためには 氷の上のトンボに麻酔をかける必要がある

and make sure we protect its wings so that we can release it afterwards.

と、羽を保護してからリリースできるようにしておきましょう。

Now, the dragonfly's brain is made up of specialized cells called neurons

さて、トンボの脳はニューロンと呼ばれる特殊な細胞で構成されています。

and these neurons are what allow the dragonfly

このニューロンのおかげで トンボは

to see and move so quickly.

を見て、すぐに移動します。

The individual neurons form circuits by connecting to each other

個々のニューロンは、互いに接続することで回路を形成しています。

via long, tiny threads called axons

軸索と呼ばれる長い小さな糸を介して

and the neurons communicate over these axons using electricity.

そして神経細胞は電気を使ってこれらの軸索を介して通信しています。

In the dragonfly, we're going to place little metal wires, or electrodes,

トンボの中には、小さな金属のワイヤーや電極を配置します。

along the axon tracks,

軸索に沿って

and this is what's really cool.

そして、これが本当にかっこいいんです。

In the dragonfly, there's only 16 neurons;

トンボでは、ニューロンは16個しかありません。

that's eight per eye

目に八つ

that tell the wings exactly where the target is.

翼に目標の位置を正確に教えてくれる

We've placed the electrodes so that we can record from these neurons

私たちは、これらのニューロンから記録することができるように電極を配置しました。

that connect the eyes to the wings.

目と翼を繋いでいる

Whenever a message is being passed from the eye to the wing,

目から翼にメッセージが伝わるたびに

our electrode intercepts that conversation in the form of an electrical current,

私たちの電極は、電流の形で会話を遮断します。

and it amplifies it.

そしてそれを増幅させます。

Now, we can both hear it and see it in the form of a spike,

今では、それを聞くことも、トゲの形で見ることもできるようになりました。

which we also call an action potential.

これは行動電位とも呼ばれています。

Now let's listen in.

では、耳を傾けてみましょう。

Right now, we have the dragonfly flipped upside down,

今は、トンボを逆さにしています。

so he's looking down towards the ground.

地面に向かって下を向いています。

We're going to take a prey, or what we sometimes call a target.

私たちは、獲物、つまりターゲットと呼ばれるものを取ることになります。

In this case, the target's going to be a fake fly.

この場合、ターゲットは偽物のババエになりそうです。

We're going to move it into the dragonfly's sights.

トンボの照準に移動させます。

(Buzzing)

（ブザー）

Oh!

うわああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああああ

Oh, look at that.

見てみろよ

Look at that, but it's only in one direction.

それを見て、しかし、それは一方向にしかない。

Oh, yes!

そうなんだ！

You don't see any spikes when I go forward,

前進してもスパイクが見えない。

but they're all when I come back.

でも、私が帰ってきた時には全部です。

In our experiments,

私たちの実験では

we were able to see that the neurons of the dragonfly

トンボの神経細胞が

fired when we moved the target in one direction but not the other.

ターゲットを一方向に移動させた時に発砲したが、他の方向に移動させなかった。

Now, why is that?

さて、それはなぜでしょうか？

Remember when I said that the dragonfly

憶えていますか、トンボは

had near 360-degree vision.

は360度に近い視野を持っていました。

Well, there's a section of the eye called the fovea

目の中には葉面と呼ばれる部分があります。

and this is the part that has the sharpest visual acuity,

で、この部分が一番視力が鋭いです。

and you can think of it as its crosshairs.

と、その十字架と考えることができます。

Remember when I told you the dragonfly had individual precise control of its wings?

トンボは翼を個別に正確に制御していると言ったのを覚えていますか？

When a dragonfly sees its prey, it trains its crosshairs on it

獲物を見たトンボは十字線の訓練をする

and along its axons it sends messages only to the neurons

軸索に沿って、ニューロンにのみメッセージを送信します。

that control the parts of the wings

翼の部分を制御する

that are needed to keep that dragonfly on target.

そのトンボを目標に保つために必要なものです。

So if the prey is on the left of the dragonfly,

なので、獲物がトンボの左にある場合は

only the neurons that are tugging the wings to the left are fired.

翼を左に引っ張っているニューロンだけが発射されます。

And if the prey moves to the right of the dragonfly,

そして、獲物がトンボの右に移動したら

those same neurons are not needed, so they're going to remain quiet.

これらの同じニューロンは必要とされていないので、彼らは静かにしています。

And the dragonfly speeds toward the prey

そしてトンボは獲物に向かってスピードを上げ

at a fixed angle that's communicated by this crosshairs to the wings,

この十字線が翼に伝わる一定の角度で。

and then boom, dinner.

そしてドカンと夕食。

Now, all this happens in a split second, and it's effortless for the dragonfly.

さて、これは一瞬の出来事ですが、トンボにとっては楽勝ですね。

It's almost like a reflex.

それはほとんど反射的なものです。

And this whole incredibly efficient process is called fixation.

そして、この信じられないほど効率的なプロセスを固定化といいます。

But there's one more story to this process.

しかし、このプロセスにはもう一つの物語があります。

We saw how the neurons respond to movements,

ニューロンがどのように動きに反応するかを見ました。

but how does the dragonfly know that something really is prey?

しかし、トンボは何かが本当に獲物であることをどうやって知っているのでしょうか？

This is where size matters.

ここがサイズの問題です。

Let's show the dragonfly a series of dots.

トンボに点の連なりを見せてみましょう。

Oh, yeah!

あ、そうなんだ！

JS: Yeah, it prefers that one.

JS: そうですね。

GG: Out of all the sizes,

GG：すべてのサイズの中で。

we found that the dragonfly responded to smaller targets over larger ones.

トンボは大きいものよりも小さいものに反応することがわかりました。

In other words, the dragonfly was programmed to go after smaller flies

つまり、トンボは小さいハエを狙うようにプログラムされていたのです。

versus something much larger, like a bird.

鳥のようなはるかに大きなものに対して

And as soon as it recognizes something as prey,

そして、何かを獲物と認識するとすぐに

that poor little fly only has seconds to live.

哀れなハエは数秒しか生きられない

Today we got to see how the dragonfly's brain works

今日は、トンボの脳の働きを見ることができました。

to make it a very efficient killer.

にすることで、非常に効率の良いキラーにすることができます。

And let's be thankful that we didn't live 300 million years ago

3億年前に生きていなかったことに感謝しよう

when dragonflies were the size of cats.

トンボが猫の大きさだった頃