在祈祷螳螂中研究3D视觉
今天发表在Nature Communications上的新研究展示了祈祷螳螂中3D视觉所需神经元的惊人图像。在一个特别设计的昆虫影院中,螳螂配有3D眼镜,并在监测大脑活动时显示模拟虫的3D电影。
“这有助于我们回答昆虫如何通过如此微小的大脑实现令人惊讶的复杂行为,并且理解这可以帮助我们开发更简单的算法来开发更好的机器人和机器视觉,”纽卡斯尔大学的第一作者Ronny Rosner说。
祈祷螳螂使用3D感知,科学上称为立体视觉,用于狩猎。通过利用两个视网膜之间的差异,他们能够计算距离并在猎物触手可及时触发前肢的撞击。记录的神经元被染色,显示它们的形状,这使得该团队能够识别可能参与螳螂立体视觉的四类神经元。
纽卡斯尔研究人员打算进一步发展他们的研究,以更好地理解螳螂相对简单的大脑的计算,目的是开发更简单的机器和机器人视觉算法。“在某些方面,螳螂的属性与我们在灵长类动物的视觉皮层中看到的相似。当我们看到两个非常不同的物种已经独立进化出这样的类似解决方案时,我们知道这必须是解决3D视觉的一种非常好的方法,“纽卡斯尔大学的资深作者Jenny Read说。“但我们还在3D视觉电路中发现了一些以前没有在脊椎动物中报道的反馈回路。我们的3D视觉可能包括类似的反馈回路,但它们更容易在不太复杂的昆虫大脑中识别,这为我们提供了新的探索途径。“
“尽管它们体积很小,但螳螂脑中含有惊人数量的神经元,这些神经元似乎专门用于3D视觉。这表明螳螂深度感知比我们想象的更复杂。虽然这些神经元计算距离,但我们仍然不知道究竟是多少,“罗斯纳说。“尽管如此,由于它们比我们自己的大脑小得多,我们希望螳螂可以帮助我们开发更简单的机器视觉算法。”
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