2025-02-22 15:11来源:本站
慕尼黑和图宾根的研究人员开发了一种开源摄像系统,可以拍摄啮齿类动物眼中的自然栖息地。
在进化过程中,动物已经适应了当地环境的特殊需求,从而增加了它们生存和繁殖的机会。使物种能够感知周围环境的感觉系统的各个方面也是如此。以视觉系统为例,这些适应形成了诸如眼睛的位置和视网膜不同区域的相对敏锐度等特征。
然而,我们对哺乳动物视觉系统的功能进化的了解仍然相对较少。
然而,已知哺乳动物的色觉对寻找食物、躲避捕食者和选择交配对象的能力有影响。
“我们突然想到,我们并不真正知道老鼠是如何在视觉上感知自然环境的,”Busse说,他是跨区域合作研究中心(CRC) 1233“稳健视觉”项目的成员。在这里,“健壮”一词指的是动物(包括人类)能够从有限的视觉信息中得出推论,即使是在不断变化的环境中。Busse决定通过研究小鼠的视觉输入和神经元信号的处理来缩小这一差距”,他与图宾根大学的Thomas Euler教授合作,该大学是CRC的协调大学。
老鼠是重铬酸盐——换句话说,它们的视网膜上有两种视锥细胞(负责色觉的光感受器)。这些细胞检测光谱中绿色和紫外线区域的电磁辐射,分别集中在波长510纳米(nm)和350纳米。Busse解释说:“我们想知道老鼠在自然栖息地可以获得的颜色信息的范围,以及这些颜色的流行是否可以解释老鼠视网膜中神经回路的功能特征。”
慕尼黑和图宾根的研究小组共同着手开发一种低成本、开源的相机,与传统相机不同的是,这种相机专门设计用于覆盖小鼠视网膜敏感的绿色和紫外线光谱区域。为了便于在野外使用,手持相机配备了一个万向架,可以自动定位相框,从而避免突然的、无意的视角变化。
研究人员用这台摄像机拍摄了老鼠在一天中不同时间的环境图像,这些环境显示出它们存在的明显迹象。
Busse说:“我们知道老鼠视网膜的上半球对紫外线特别敏感,因为它们可以看到天空。”“老鼠视网膜的下半部分,通常面向地面,在绿色区域显示出更高的灵敏度。研究小组证实,这两个光谱范围与自然环境的颜色统计数据非常吻合,而自然环境是老鼠种群所喜欢的。这种适应可能是进化过程的结果——例如,帮助动物感知天空中的猛禽——并采取躲避行动。利用人工神经网络模拟老鼠视网膜中视锥细胞的处理特征的实验证实了这一猜想。