Amerikanen laten kever vliegen met antenne en breinchip

Amerikaanse wetenschappers zijn er voor het eerst in geslaagd om kevers op commando gecontroleerde vluchten uit te laten voeren. Dit gebeurde met implantaten in hersens en spieren. Ze konden de richting, hoogte en snelheid van de kevervlucht sturen. Op de duur ervan hadden de onderzoekers weinig invloed. De stand van de kevers in de lucht werd niet beïnvloed. Hiervoor zorgde het evenwichtsorgaan van de insecten zelf (Frontiers in Integrative Neurosciences, oktober 2009).

Hirotaka Sato van de universiteit van Californië in Berkeley en zijn collega’s werkten met Cotinis texana (ca. 1 gram) en met Mecynorhina torquata, die met zijn 8 gram behoort tot de grotere keversoorten. Beide kunnen vliegen met ongeveer 25 procent extra gewicht. Dit ‘laadvermogen’ is nodig voor de elektronica. Deze werd aan de bovenkant op de kevers gelijmd. De signalen werden afgegeven door elektroden in de hersens en spieren.

Cotinis werd uitgerust met een chip waarin het vliegpatroon was ingeprogrammeerd. De stuurcommando’s werden gegeven in zowel de hersens als de spieren die de slagen van de vleugels veroorzaken. Signalen naar de hersens beïnvloedden het begin en einde van de vleugelslagen alsmede het tempo. Deze factor bepaalt de horizontale en verticale vliegsnelheid. Een verschil in sterkte van de signalen naar de twee vleugelspieren zorgde ervoor dat de kevers bochten konden maken. De elektronica woog 0,23 gram. Mecynorhina kon tevens worden voorzien van een radio-ontvanger. Deze kever kon daardoor op afstand worden bestuurd. Het experiment liet zien dat lange vluchten mogelijk zijn. De langste vlucht van een Mecynorhina was 38 minuten. De meeste vluchten duurden niet veel langer dan driekwart minuut.

De volgende stap is om meer inzicht te krijgen in de banen die de signalen in de neurale netwerken van de kevers afleggen.

Een van de toepassingen van het experiment is het onderzoek naar hoe insecten vliegen. Deze kennis is nuttig voor het ontwikkelen van minivliegtuigen voor inspectie of spionage in gebouwen. Het onderzoek is ook een stap op weg naar het gebruik van insecten voor dit doel. Naast de besturingselektronica kunnen ze een camera dragen.

Jan van den Berg