蜻蜓大腦可預測獵物運動軌跡

澳大利亞和瑞典的新研究表明蜻蜓的大腦能預測獵物的運動，使其能成功捕獵。這一知識有助於引導機器人視覺等領域的創新。

7月25日發表在eLife上的文章中，阿德萊德大學和隆德大學的研究者們提供了蜻蜓大腦過程複雜性的新知識。

來自阿德萊德大學的阿德萊德醫學院的項目合伙人Steven Wiederman博士說道：「此前，國際研究界主要研究人類等哺乳動物如何預測運動物體在接下來所處位置。」

credit: 煎蛋畫師BC

「可以理解，哺乳動物的很多方面都比昆蟲更為複雜，但我們發現蜻蜓具有敏銳的視覺和神經處理流程，可以很理想地轉換為技術進步。」

該澳大利亞-瑞典合作小組發現Hemicordulia蜻蜓大腦細胞(神經元)使得他們能有預謀地追逐和捕捉他們的飛行獵物。這些神經元使他們能專註於複雜背景中運動的小物體，就好比人類可以跟蹤和抓住歡呼觀眾背景中運動的球。

隆德大學生物學教授David O"Carroll說道：「蜻蜓的神經元可以從大腦接收到的大量視覺信息中選擇單個目標，比如另一個昆蟲的運動，並隨後預測其方向和未來位置。蜻蜓就與人類一樣，都是基於物體移動的路徑做出了這一評估。」

「換言之，蜻蜓所做的非常類似於我們跟蹤運動球體時所做的。雖然大腦的複雜性方面存在重大差異，但進化使得昆蟲利用大腦實現能與哺乳動物相差無幾的先進視覺處理。」

阿德萊德大學博士生Joseph Fabian和其他團隊成員記錄了蜻蜓大腦中目標檢測的神經元。這些神經元增強了他們對被跟蹤運動物體位置前面的一小塊「焦點」區域的響應。如果目標隨後消失在視野中，焦點就隨著時間推移而擴展，使得大腦能預測目標最可能出現在哪裡。神經元預測是基於獵物先前飛過的路徑。

Wiederman博士說道：「這是個賽艇的發現，幫助我們理解單個神經元是如何基於過去歷史作出超前預測的。」

「我們團隊相信這些成果將具有現實的應用，特別是人工控制和視覺系統的發展，比如自操縱車輛和仿生視覺。」

論文原文：DOI: 10.7554/eLife.26478

本文譯自 phys，由譯者 CliffBao 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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