在祈禱螳螂中研究3D視覺
今天發(fā)表在Nature Communications上的新研究展示了祈禱螳螂中3D視覺所需神經(jīng)元的驚人圖像。在一個特別設(shè)計(jì)的昆蟲影院中,螳螂配有3D眼鏡,并在監(jiān)測大腦活動時(shí)顯示模擬蟲的3D電影。
“這有助于我們回答昆蟲如何通過如此微小的大腦實(shí)現(xiàn)令人驚訝的復(fù)雜行為,并且理解這可以幫助我們開發(fā)更簡單的算法來開發(fā)更好的機(jī)器人和機(jī)器視覺,”紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的第一作者Ronny Rosner說。
祈禱螳螂使用3D感知,科學(xué)上稱為立體視覺,用于狩獵。通過利用兩個視網(wǎng)膜之間的差異,他們能夠計(jì)算距離并在獵物觸手可及時(shí)觸發(fā)前肢的撞擊。記錄的神經(jīng)元被染色,顯示它們的形狀,這使得該團(tuán)隊(duì)能夠識別可能參與螳螂立體視覺的四類神經(jīng)元。
紐卡斯?fàn)栄芯咳藛T打算進(jìn)一步發(fā)展他們的研究,以更好地理解螳螂相對簡單的大腦的計(jì)算,目的是開發(fā)更簡單的機(jī)器和機(jī)器人視覺算法。“在某些方面,螳螂的屬性與我們在靈長類動物的視覺皮層中看到的相似。當(dāng)我們看到兩個非常不同的物種已經(jīng)獨(dú)立進(jìn)化出這樣的類似解決方案時(shí),我們知道這必須是解決3D視覺的一種非常好的方法,“紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的資深作者Jenny Read說。“但我們還在3D視覺電路中發(fā)現(xiàn)了一些以前沒有在脊椎動物中報(bào)道的反饋回路。我們的3D視覺可能包括類似的反饋回路,但它們更容易在不太復(fù)雜的昆蟲大腦中識別,這為我們提供了新的探索途徑。“
“盡管它們體積很小,但螳螂腦中含有驚人數(shù)量的神經(jīng)元,這些神經(jīng)元似乎專門用于3D視覺。這表明螳螂深度感知比我們想象的更復(fù)雜。雖然這些神經(jīng)元計(jì)算距離,但我們?nèi)匀徊恢谰烤故嵌嗌伲?ldquo;羅斯納說。“盡管如此,由于它們比我們自己的大腦小得多,我們希望螳螂可以幫助我們開發(fā)更簡單的機(jī)器視覺算法。”
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