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本文来自窗敲雨的个人微信公众号“酷炫科学”

修剪出两小片不同颜色的滤光片,在螳螂的眼睛中间加上一小滴蜂蜡,再小心地把滤光片固定在它的眼前……这样一来,我们就得到了——一只戴3D眼镜的螳螂:

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是的,在Vivek Nityananda等研究者的实验室里,螳螂们都有自己专属的3D眼镜(原理类似人的红蓝眼镜),而且研究者还为它们量身打造了各种“3D电影”,而这一切,都是为了研究这种昆虫的立体视觉。

我们人类会利用双眼视差作为感知空间距离的线索:两只眼睛看到的画面会稍微有些偏倚,而利用同一个物体在两眼画面中的偏移程度,就可以感知它的距离远近。很多我们所熟悉的动物同样用这种方式感知空间,但在昆虫当中,双眼立体视觉存在的证据还很少。而研究者们通过特制的迷你3D眼镜证明,螳螂确实具有基于双眼视差的立体视觉:如果播放2D视频图案,物体就会显得比较远,螳螂对此没啥反应,而当播放设计好的3D影片时,戴着3D眼镜的螳螂会感觉物体仿佛就浮现在离自己很近的地方,它们会对此作出反应。

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而就在最近,这组研究者又在戴3D眼镜的螳螂身上有了新的发现。这一次,它们使用了比较复杂“3D电影”,其中包含了不同明暗、向不同方向运动的小圆点。结果,研究者发现螳螂的脑子处理立体视觉的“算法”与人类相当不同。

研究者和他的螳螂被试

研究者和他的螳螂被试

视觉中枢要想利用双眼视差计算出物体的远近,第一步是要把两眼看到的同一个物体匹配起来。在人类身上,这样的匹配依赖画面的明暗线索。假如明暗线索配不上(比如说两只眼睛分别看到明暗相反的画面),画面就无法匹配,也无法产生相应的立体感。

但是,这种明暗不匹配却不会干扰到螳螂。对于螳螂来说,匹配两边画面的关键在于运动。它们会将在运动的地方进行匹配,以此“算出”运动部分的空间距离。即使两边的明暗是反的,甚至局部小点的移动方向有些不一样都没关系,照样也能匹配得上。

研究者推测,这种画面匹配并不精确的“算法”或许更适合昆虫的脑子。相比人类,组成螳螂中枢神经系统的神经元要少得多。它们的双眼立体视觉感知系统不像人类那样在很多方面进行仔细的画面匹配,而是专注于观察哪里有运动的目标,以及估计运动的目标离自己有多远,其他的细节就忽略了。这种略显粗糙的“算法”对昆虫而言是更高效的,而且在捕食中也够用了。

这个有趣的发现也让人不禁好奇,其他的昆虫是否也有类似的立体视觉机制呢?不过,这一点我们恐怕得找到合适它们的3D眼镜,并且把它们固定在屏幕前才能知道了……

信源:
https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/02/praying-mantises-3d-glasses/552791/
http://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(18)30014-9.pdf

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One Response to “还记得那只戴3D眼镜的螳螂吗?研究者们又有新发现了!”

  1. 王子说道:

    无聊的边缘科学实验!

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