Forskare har upptäckt hur kabeldragningen i bins hjärnor hjälper dem att planera den mest direkta vägen tillbaka till sin bikupa.

Forskare har belyst det komplexa navigationssystem som insekter använder för att ta sig hem i en rak linje efter långa, komplexa resor.

De har avslöjat hur ett nätverk av neuroner integrerar varje detalj av förändringar i riktning och avstånd som tillryggaläggs på utgående resor, och gör det möjligt för bin att återvända direkt hem.

Bin använder sin vision för att navigera, men hittills var lite känt om vad som händer i deras hjärnor - som är mindre än ett riskorn - när de utför denna uppgift.

Upptäckten av neuroner som upptäcker hastighet och riktning - och en exakt beskrivning av hur dessa kopplas samman - har hjälpt forskare att för första gången visa hur ett bis hjärna fungerar för att vägleda det hem.

Neuronerna finns i en del av insektshjärnan som kallas det centrala komplexet. Forskare fann att denna region spelar en avgörande roll för att kontrollera navigationssystemet - känt som vägintegration eller "dead reckoning" - som används av många djur, inklusive bin, myror och människor.

Dessa celler används för att lägga ihop alla delar av den utgående resan, skapa ett minne som bin använder för att flyga hem den mest direkta vägen, säger forskare.

Ett team av forskare, inklusive forskare vid University of Edinburgh, reda ut systemets komplexa funktion genom att studera hjärnorna hos nattliga regnskogsbin.

De övervakade nervfunktionen genom att fästa små elektroder på bins huvuden när insekterna visades virtuell verklighetssimuleringar av vad de ser när de flyger framåt eller roterar.

Deras resultat, tillsammans med mikroskopstudier av hur nervcellerna hänger ihop, användes för att utveckla en detaljerad datormodell av biets hjärna. Modellen testades på ett simulerat bi och på en robot.

Fynden kan leda till utvecklingen av nya algoritmer för navigering i autonoma robotar som inte kräver GPS eller dyra datorsystem.

Studien, publiceras i tidskriften Aktuell biologi , genomfördes i samarbete med Lunds universitet, Sverige. Det finansierades av svenska, brittiska och europeiska forskningsråd.

Professor Barbara Webb, vid University of Edinburghs School of Informatics, som var inblandad i studien, sa:"Den mest spännande delen av den här forskningen var när datormodellering av 'spagetti' av kopplingar mellan nervceller avslöjade den eleganta principen genom vilken bin håller reda på sin position och styr tillbaka hem. Att förstå ett så komplext beteende på nivån av enstaka neuroner är ett viktigt steg framåt för vetenskapen om hjärnans funktion."