Eine Fruchtfliege in der Größe eines Sesamkorns kann über einen Raum einen geraden Kurs halten, eine Richtung im Dunkeln halten und sich erinnern, wo Zuhause ist. Sie tut dies mit einer Struktur in ihrem Gehirn namens Zentralkomplex, wo ein Neuronenring im Ellipsoidkörper — die E-PG- oder Kompass-Zellen — einen einzelnen lokalisierten Aktivitätsbuckel trägt. Die Position dieses Buckels rund um den Ring ist der interne Orientierungssinn der Fliege. Wenn die Fliege sich dreht, bewegen Partner-Shifter-Neuronen den Buckel mit genau der richtigen Geschwindigkeit rund um den Ring und integrieren die Winkelgeschwindigkeit in eine laufende Richtungsschätzung. Diese Verdrahtung ist keine Vermutung: sie wurde Zelle für Zelle im Drosophila-Konnektom nachverfolgt (das Hemibrain 2020 und die Ganzhirn-FlyWire-Rekonstruktion 2023–24).
Diese Ausstellung betreibt diesen Schaltkreis als echten Ring-Attraktor — sechsunddreißig Ratenneuronen, deren lokale Erregung und globale Hemmung die Population zwingen, genau einen Buckel zu halten, nie zwei und nie keinen. Die Fliege mit dem Regler oder den Pfeiltasten drehen und beobachten, wie der Buckel folgt. Der Punkt trifft, wenn Sie das Licht ausschalten: ohne Orientierungspunkt zum Korrigieren verfolgt der Buckel nur die Eigenbewegung weiter, aber ein kleiner, ehrlicher Gewinnfehler lässt ihn langsam driften — der interne Kompass der Fliege und ihre wahre Richtung driften auseinander, genau wie eine echte Fliege es im Dunkeln tut. Das Licht wieder einschalten und der Orientierungspunkt rastet den Buckel zurück zur Wahrheit. Das ist der Unterschied zwischen Koppelnavigation und einer festen Referenz, sichtbar gemacht.
Ein Ring-Attraktor ist eine der schönsten Ideen in den Neurowissenschaften: ein Netzwerk, das eine kontinuierliche Variable — einen Winkel — als stabiles Aktivitätsmuster darstellt, das seinen Wert ohne Eingabe halten kann und ihn glatt aktualisiert, wenn sich die Welt bewegt. Dasselbe Motiv taucht in Ihren eigenen Kopfrichtungszellen tief im Säugetiergehirn auf. Von den Reflexen einer Wespe zur Karte einer Maus zum Kompass einer Fliege ist der Faden derselbe wie der, der durch jedes DigiSim-Lab läuft: Berechnung ist das, was Aktivitätsmuster tun.
Technische Daten
- Schaltkreis
- Ellipsoidkörper E-PG-Ring + P-EN-Shifter-Zellen (Zentralkomplex)
- Modell
- 36-Einheiten-Ring-Attraktor — lokale Erregung, globale Hemmung, ein Buckel
- Verhalten
- Verfolgt Richtung, hält im Dunkeln, driftet, Vision verankert neu
- Quelle
- Verdrahtung durch das Drosophila-Konnektom bestätigt (Hemibrain, FlyWire)
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