美國弗吉尼亞大學(xué)通過研究果蠅幼蟲的視覺系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),，在“觀看”時，視力的重要性可能遠不如大腦把光點加工處理成復(fù)雜圖像的能力,。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然·通訊》雜志網(wǎng)站上,。
果蠅幼蟲的眼睛只有24個光受體（人眼包含的光受體超過1.25億），從它們眼睛輸入的光勉強夠大腦把這些光點加工成像,。弗吉尼亞大學(xué)文理學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)家巴利·康德倫領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在研究果蠅幼蟲的神經(jīng)系統(tǒng)時,，發(fā)現(xiàn)了一個有趣的現(xiàn)象：當(dāng)把一條幼蟲控制在培養(yǎng)皿底部時，它會用力扭動以擺脫控制,，而其他幼蟲就會被吸引到它身邊,。這一現(xiàn)象令人吃驚，因為它們幾乎是瞎子,，視力極其有限,。
顯然其他幼蟲是看到了受困幼蟲的扭動才爬過去。研究人員發(fā)現(xiàn),，這些幼蟲會來回搖擺它們的頭,，以一種類似于掃描的方式來探測事物，并非只能通過聽聲音,、聞氣味或感受震動的方式來感知同伴,。
為進一步研究幼蟲是怎樣看見這種小動作的，他們讓幼蟲觀看一段受困幼蟲扭動的視頻,，以排除震動,、聲音和氣味的影響。他們發(fā)現(xiàn),，幼蟲仍能探測并找到在視頻里掙扎的幼蟲,。但如果放慢或加快視頻的速度，幼蟲就會更少地或根本不會被吸引到視頻里幼蟲旁邊,。死亡的真實幼蟲或另一種動物的被困幼蟲,，也不能吸引它們。它們發(fā)現(xiàn)昏暗中的受困幼蟲也很困難,。
“這讓我們重新思考,，對于能否‘看見’，視覺輸入可能不如其背后的大腦那么重要,。”康德倫說,，“果蠅幼蟲能只用24個光點，并把這些光點處理成可以認知的圖像,。”
康德倫認為,，果蠅幼蟲靠快速擺動頭部來掃描審視，如此能收集更多光點，讓大腦構(gòu)建出一幅活動的全景圖,，清晰到足以“看見”事物,。搖頭掃描能幫幼蟲把更多視覺輸入收集在一起，那些嚴重視力下降的人在光線昏暗時也常常來回擺動他們的頭,，以此采集足夠的光線來形成大腦圖像,。
康德倫表示，果蠅可以是一種研究神經(jīng)元的絕佳模型,，它們只有20000個神經(jīng)元,，人類有近1000億個，但二者的神經(jīng)工作原理卻有很多相似之處,。他們正在繪制果蠅的完整神經(jīng)系統(tǒng),，將幫助人們更好地理解動物，包括人類的神經(jīng)元在處理信息,、加工圖像時所起的作用,。（生物谷Bioon.com）
doi: 10.1038/ncomms2174
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The simple fly larval visual system can process complex images
Justice ED, Macedonia NJ, Hamilton C, Condron B.
Animals that have simple eyes are thought to only detect crude visual detail such as light level. However, predatory insect larvae using a small number of visual inputs seem to distinguish complex image targets. Here we show that Drosophila melanogaster larvae, which have 12 photoreceptor cells per hemisphere, are attracted to distinct motions of other, tethered larvae and that this recognition requires the visual system but not the olfactory system. In addition, attraction to tethered larvae still occurs across a clear plastic barrier, does not occur significantly in the dark and attraction occurs to a computer screen movie of larval motion. By altering the artificial attractant movie, we conclude that visual recognition involves both spatial and temporal components. Our results demonstrate that a simple but experimentally tractable visual system can distinguish complex images and that processing in the relatively large central brain may compensate for the simple input.
