
這跳蜘蛛長期以來,以其出色的願景和發音技巧而聞名,一直是神經生物學家的謎團。蛛網的身體充滿了加壓液體,可以幫助其移動,每當好奇的科學家試圖用手術器械凝視大腦時,蜘蛛就會爆炸。
現在,利用新技術,科學家記錄了這些迷人的電氣活動蜘蛛,沒有卡布姆。
康奈爾大學神經生物學與行為學教授羅恩·霍伊(Ron Hoy)說:“我們所做的就是打開非常不尋常的動物的大腦基礎。” [查看更多跳躍蜘蛛實驗的照片]
青少年大腦
跳躍蜘蛛(跳大膽)具有罌粟種子大小的大腦,但是視力幾乎與人類相當,這使其視覺系統吸引了從自然中汲取靈感的研究人員和機器人工程師。
霍伊實驗室神經生物學和行為的博士後研究員吉爾·門達(Gil Menda)意識到,如果他在蜘蛛的頭上打了一個小孔,傷口可能會在鎢絲填充電極周圍自我修剪,就像頭髮一樣薄。他小心地將微電極插入了33個蜘蛛的大腦中,並觀察了他們的視覺網絡中的腦細胞如何響應白噪聲,蒼蠅和其他跳躍蜘蛛的照片。
用八隻眼睛跳蜘蛛對周圍環境有幾乎完整的360度景觀。 Hoy告訴Live Science,大多數蜘蛛的視力差,可以捕獲獵物,但跳躍的蜘蛛狩獵很像貓或狼纏擾他們的獵物。
他確實注意到了一個很小的差異。與貓不同,蜘蛛不會追趕獵物。霍伊說:“他們跳躍並抓住了獵物。” “就像貓的彈頭。 ”
為了在實驗過程中保持蜘蛛的靜止狀態,研究小組與3D打印機。他們覆蓋了蜘蛛的四隻眼睛,並將電極插入大腦中,以幫助他們尋找與每個蜘蛛的視覺系統相關的腦細胞。當研究人員向蜘蛛展示蒼蠅的圖像時,它們的自然獵物在屏幕上時,蜘蛛的腦細胞與視覺系統相關的腦細胞顯示出一大堆電活動。 [查看跳躍蜘蛛和其他蛛網的照片這是給出的
在中文中,蜘蛛的名字轉化為“飛虎”。但是它們對人們並不危險。 “他們有毒液,但這是為他們的獵物而保留的。 ”霍伊說。
門達說:“當[蜘蛛]發現他們所識別的東西時,您會聽到大腦的強烈[電氣]反應。”
為了確保蜘蛛對蒼蠅的某些部位(例如翅膀或頭部)沒有反應,研究人員向蜘蛛展示了蒼蠅的混亂圖片。分散的圖像沒有引起響應。門達說:“他們根本沒有對[混亂的]圖片做出回應。” “這不是圖片的小部分,而是[整個]蒼蠅的形象。”
根據電極記錄,跳躍蜘蛛還顯示出對“白噪聲”靜態的神經響應,但對其他蜘蛛的圖像卻不對其他蜘蛛的圖像。研究人員說,大腦中未附著在電極上的其他神經元可能顯示出對蜘蛛圖像的反應。
專門的眼睛
與人類的眼睛既可以檢測到敏銳度和運動”,而蜘蛛的大眼睛的敏銳度則是敏銳的,其小眼睛的眼睛很小。由於研究人員到目前為止無法研究蜘蛛的神經活動,因此他們不確定蜘蛛的眼睛是如何一起工作的。
“您可以想像,您有四隻眼睛都在看同一件事,您得到了輸入,然後將它們添加在一起,然後將它們添加在一起,” Hoy's Lab中神經生物學和行為的研究生Paul Shamble推測。 “事實證明,對於某些神經元而言,事實並非如此。這要復雜得多。”
在實驗中,研究人員遮住了蜘蛛的前眼,然後遮住了側眼。如果覆蓋了兩組眼睛,蜘蛛對圖像幾乎沒有神經視覺響應。
研究人員發現,蜘蛛需要大眼睛和小眼睛來處理視覺信息。門達說:“他們需要所有的眼睛來檢測獵物。”
這項研究可能會開放一個新的領域基本神經科學,霍伊說。它還可以激發建造小型生物傳感器的工程師,因為跳躍蜘蛛的眼睛和大腦很小。
門達說:“那些只有十萬個神經元的微小(大腦)可以看到與大腦巨大的人相同的東西。”
研究人員還希望這項研究能夠提高人們對跳躍蜘蛛精確的視覺和狩獵能力的認識。
霍伊說:“如果你只是揮手,這是少數會轉過身來回頭看著你的動物之一。” “對我來說,這使他們很討人喜歡,這讓我認為也許我不想擠壓那隻動物。”
該研究於10月9日在線發表在《期刊》上當前的生物學。
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