果蠅的凍結行為表現之視覺機制
自然生態中的生物為了躲避掠食者，演化出各種行為機制來保護自己，例如偽裝、裝死、凍結等等。就果蠅為例，實驗上觀測果蠅對於小物件的行為表現，發現在果蠅視野範圍給予小方形物體的時候果蠅出現凍結 (freeze) 的行為，但對於大物件果蠅反而不太會有凍結行為的表現。這看上去不太直觀，但合理的解釋是大物件的平移或許對於果蠅來說是背景的移動，而小物件可能是遠處的掠食者而導致果蠅凍結的行為。對於這樣的行為，科學家發現了一組存在 Lobula 的 LC11 神經元，與果蠅凍結的行為有正相關。
在沉寂 LC11 神經元之後，果蠅對於小物件的凍結行為也相對減弱許多，而同時如果沉寂 T4 和 T5 神經元 (負責果蠅偵測視覺動態的神經元) 之後，則果蠅幾乎不會對小物件有凍結的行為表現。文獻中對目前適合的視覺計算神經模型 STMD (small target motion detector) 和 OMS (object motion sensitive) 套用於 LC11 神經元迴路上，發現並不完全能夠表現出 LC11 對於凍結行為的反應，經過兩種模型的結合和改良之後做出一個新的 DD 模型 (displacement detector) 則有辦法部分重現實驗上記錄到的 LC11 神經元反應。
文獻當中有探討 DD 模型中的上游神經元 T2 和 T3 神經元如何處理原始視覺訊號，並且討論對於 T3 相對狹隘的 receptive field, LC11 神經元理應無法從當中獲取空間資訊，並提出假設 T3 的上游可能還有更複雜的迴路而非直接從視覺輸入。最後科學家也發現其他同類型的神經元對小物件有反應，如 LC10 神經元，但 receptive field 並不如 LC11 那麼精確，而且沉寂 LC10 卻不會對凍結的行為造成影響。
這樣的模型或機制有什麼應用呢？在建構無人車或無人機的時候，一般的做法會是利用演算法偵測物體以方便進行避障的行為，如果能找到生物上偵測物件的方式，並且有恰當的鏡片進行處理，應該可以達到節省資源卻有著高辨識度的效果。這在未來很多機器視覺上會有很大的幫助和進展。
撰稿：薛又齊
原文：Object-Displacement-Sensitive Visual Neurons Drive Freezing in Drosophila. Ryosuke Tanaka, Damon A. Clark. (2020)
網址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982220305844?via%3Dihub
在沉寂 LC11 神經元之後，果蠅對於小物件的凍結行為也相對減弱許多，而同時如果沉寂 T4 和 T5 神經元 (負責果蠅偵測視覺動態的神經元) 之後，則果蠅幾乎不會對小物件有凍結的行為表現。文獻中對目前適合的視覺計算神經模型 STMD (small target motion detector) 和 OMS (object motion sensitive) 套用於 LC11 神經元迴路上，發現並不完全能夠表現出 LC11 對於凍結行為的反應，經過兩種模型的結合和改良之後做出一個新的 DD 模型 (displacement detector) 則有辦法部分重現實驗上記錄到的 LC11 神經元反應。
文獻當中有探討 DD 模型中的上游神經元 T2 和 T3 神經元如何處理原始視覺訊號，並且討論對於 T3 相對狹隘的 receptive field, LC11 神經元理應無法從當中獲取空間資訊，並提出假設 T3 的上游可能還有更複雜的迴路而非直接從視覺輸入。最後科學家也發現其他同類型的神經元對小物件有反應，如 LC10 神經元，但 receptive field 並不如 LC11 那麼精確，而且沉寂 LC10 卻不會對凍結的行為造成影響。
這樣的模型或機制有什麼應用呢？在建構無人車或無人機的時候，一般的做法會是利用演算法偵測物體以方便進行避障的行為，如果能找到生物上偵測物件的方式，並且有恰當的鏡片進行處理，應該可以達到節省資源卻有著高辨識度的效果。這在未來很多機器視覺上會有很大的幫助和進展。
撰稿：薛又齊
原文：Object-Displacement-Sensitive Visual Neurons Drive Freezing in Drosophila. Ryosuke Tanaka, Damon A. Clark. (2020)
網址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982220305844?via%3Dihub
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