昆蟲立體視覺的運作
神經科學和機器人技術的難題是昆蟲如何通過如此微小的大腦實現令人驚訝的複雜行為。一個例子是通過螳螂中的雙目立體視覺進行深度感知。螳螂使用立體視覺，計算兩個視網膜圖像之間的距離，以便在獵物到達時觸發前肢的猛烈撞擊。這種能力的神經元基礎是完全未知的。在螳螂大腦中的個體神經元被調整到特定的差異和偏心率，從而調整到3D空間中的位置。
在人類中，立體視覺支持對視覺場景的深度感知。這需要一個複雜的網絡跨越多個腦區，涉及數以千萬計的神經元。螳螂實現了一種立體視覺形式，大腦小了五個數量級，他們的立體視覺可能只是估計已經固定的獵物項目在捕獲範圍內的概率，因此，很自然地假設昆蟲立體視覺必須以截然不同且更簡單的方式計算。昆蟲立體視覺確實不同於人類使用亮度變化而不是直接亮度，然而，這並沒有解釋螳螂大腦如何組合關於兩隻眼睛中亮度變化位置的信息。在靈長類動物中，來自兩隻眼睛的信息被組合在初級視覺皮層中的各個神經元中，這些神經元被調諧到不同的視網膜差異（雙眼看到的相應圖像特徵的水平移位）以及因此3D空間中的不同位置。
以下四種神經元是昆蟲立體視覺的相關神經元：
1. 視神經的切向投射神經元TAOpro：雙眼視差
2. 柱狀連合神經元COcom：左眼和右眼棒刺激反應
3. 差異敏感的神經元TAcen神經元：對強烈光亮敏感
4. 差異敏感的神經元TMEcen -神經元：捕捉範圍或遠處中的暗物體和不同距離處的明亮物體的偏好
電路設計是假設是在COX神經元的LOX中建立了視差靈敏度，通過同側視神經眼中的一隻眼睛和來自另一隻眼睛的接收視覺輸入。對側COcom神經元，類似的電路用於螃蟹中的腦跨越神經元。TAOpro在解剖學上很好地用於傳遞獵物到達時觸發前肢的猛烈撞擊的信號，因為它突出到前運動區域，其中，在其它昆蟲下行神經元接收輸入，轉發到胸部運動中心。生理學上，興奮性中心/抑制環繞在COcom和TAOpro感受域觀察到的結構與尺寸調諧為在行為實驗所示獵物對象一致的。TAcen和TMEcen-神經元向視神經葉提供視差反饋，可能是為了調製視覺信息處理。發現TAcen神經元對寬視野運動敏感，它們對遠距離的明亮刺激反應最好：與獵物出現的背景相關的所有屬性。因此，TAcen神經元可以幫助物體與背景隔離。TMEcen-神經元將視差信息從中央大腦傳遞到髓質，即早期視覺神經纖維。TMEcen-神經元可以在相關刺激發生時促進整體神經元處理，或者甚至可以引導3D空間中的注意力。
撰寫人：王任權
原始論文：Ronny Rosner, Joss von Hadeln, Ghaith Tarawneh & Jenny C. A. Read, A neuronal correlate of insect stereopsis, Nature Communications, volume 10, Article number: 2845 (2019)
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10721-z
在人類中，立體視覺支持對視覺場景的深度感知。這需要一個複雜的網絡跨越多個腦區，涉及數以千萬計的神經元。螳螂實現了一種立體視覺形式，大腦小了五個數量級，他們的立體視覺可能只是估計已經固定的獵物項目在捕獲範圍內的概率，因此，很自然地假設昆蟲立體視覺必須以截然不同且更簡單的方式計算。昆蟲立體視覺確實不同於人類使用亮度變化而不是直接亮度，然而，這並沒有解釋螳螂大腦如何組合關於兩隻眼睛中亮度變化位置的信息。在靈長類動物中，來自兩隻眼睛的信息被組合在初級視覺皮層中的各個神經元中，這些神經元被調諧到不同的視網膜差異（雙眼看到的相應圖像特徵的水平移位）以及因此3D空間中的不同位置。
以下四種神經元是昆蟲立體視覺的相關神經元：
1. 視神經的切向投射神經元TAOpro：雙眼視差
2. 柱狀連合神經元COcom：左眼和右眼棒刺激反應
3. 差異敏感的神經元TAcen神經元：對強烈光亮敏感
4. 差異敏感的神經元TMEcen -神經元：捕捉範圍或遠處中的暗物體和不同距離處的明亮物體的偏好
電路設計是假設是在COX神經元的LOX中建立了視差靈敏度，通過同側視神經眼中的一隻眼睛和來自另一隻眼睛的接收視覺輸入。對側COcom神經元，類似的電路用於螃蟹中的腦跨越神經元。TAOpro在解剖學上很好地用於傳遞獵物到達時觸發前肢的猛烈撞擊的信號，因為它突出到前運動區域，其中，在其它昆蟲下行神經元接收輸入，轉發到胸部運動中心。生理學上，興奮性中心/抑制環繞在COcom和TAOpro感受域觀察到的結構與尺寸調諧為在行為實驗所示獵物對象一致的。TAcen和TMEcen-神經元向視神經葉提供視差反饋，可能是為了調製視覺信息處理。發現TAcen神經元對寬視野運動敏感，它們對遠距離的明亮刺激反應最好：與獵物出現的背景相關的所有屬性。因此，TAcen神經元可以幫助物體與背景隔離。TMEcen-神經元將視差信息從中央大腦傳遞到髓質，即早期視覺神經纖維。TMEcen-神經元可以在相關刺激發生時促進整體神經元處理，或者甚至可以引導3D空間中的注意力。
撰寫人：王任權
原始論文：Ronny Rosner, Joss von Hadeln, Ghaith Tarawneh & Jenny C. A. Read, A neuronal correlate of insect stereopsis, Nature Communications, volume 10, Article number: 2845 (2019)
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10721-z
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