Organene som lar slanger "se" termisk stråling gir et ekstremt uskarpt bilde. Likevel danner slangen et klart termisk bilde av verden rundt i hjernen. Tyske forskere har funnet ut hvordan dette kan være.
Noen arter av slanger har en unik evne til å fange termisk stråling, slik at de kan "se" verden rundt seg i fullstendig mørke. Riktignok "ser" de termisk stråling ikke med øynene, men med spesielle varmefølsomme organer (se figur).
Strukturen til et slikt organ er veldig enkel. Ved siden av hvert øye er et hull på omtrent en millimeter i diameter, som fører inn i et lite hulrom av omtrent samme størrelse. På veggene i hulrommet er det en membran som inneholder en matrise av termoreseptorceller som måler omtrent 40 ganger 40 celler. I motsetning til stavene og kjeglene i netthinnen, reagerer disse cellene ikke på "lysstyrken" av varmestråler, men på lokal temperatur membraner.
Dette orgelet fungerer som et camera obscura, en prototype av kameraer. Et lite varmblodig dyr mot en kald bakgrunn avgir "varmestråler" i alle retninger - langt infrarød stråling med en bølgelengde på omtrent 10 mikron. Når de passerer gjennom hullet, varmer disse strålene lokalt opp membranen og skaper et "termisk bilde". Takket være den høyeste følsomheten til reseptorceller (det registreres temperaturforskjeller på tusendeler av en grad celsius!) og god vinkeloppløsning, kan en slange legge merke til en mus i absolutt mørke på ganske lang avstand.
Fra et fysikksynspunkt er det nettopp god vinkeloppløsning som utgjør et mysterium. Naturen har optimalisert dette organet for å bedre "se" selv svake varmekilder, det vil si at det ganske enkelt har økt størrelsen på innløpet - blenderåpningen. Men jo større blenderåpning, jo mer uskarpt blir bildet (vi snakker, understreker vi, om det mest vanlige hullet, uten linser). I en slangesituasjon, der kameraets blenderåpning og dybde er omtrent like, er bildet så uskarpt at ingenting mer enn "det er et varmblodig dyr et sted i nærheten" kan trekkes ut fra det. Forsøk med slanger viser imidlertid at de kan bestemme retningen til en punktvarmekilde med en nøyaktighet på rundt 5 grader! Hvordan klarer slanger å oppnå så høy romlig oppløsning med en så forferdelig kvalitet på "infrarød optikk"?
Siden det virkelige "termiske bildet", sier forfatterne, er veldig uskarpt, og det "romlige bildet" som vises i dyrets hjerne er ganske klart, betyr det at det er en slags mellomliggende nevrale apparat på vei fra reseptorene til hjernen, som så å si justerer skarpheten i bildet. Dette apparatet bør ikke være for komplekst, ellers ville slangen "tenke på" hvert bilde som ble mottatt i svært lang tid og ville reagere på stimuli med en forsinkelse. Dessuten, ifølge forfatterne, bruker denne enheten knapt flertrinns iterative kartlegginger, men er snarere en slags rask ett-trinns omformer som fungerer i henhold til et program som er permanent koblet til nervesystemet.
I sitt arbeid beviste forskerne at en slik prosedyre er mulig og ganske realistisk. De utførte matematisk modellering av hvordan et "termisk bilde" oppstår og utviklet en optimal algoritme for gjentatte ganger å forbedre dets klarhet, og kalte det en "virtuell linse."
Til tross for det store navnet, er tilnærmingen de brukte, selvfølgelig, ikke noe fundamentalt nytt, men bare en type dekonvolusjon - gjenoppretting av et bilde som er ødelagt av detektorens ufullkommenhet. Dette er det motsatte av uskarphet og er mye brukt i databehandling.
Det var imidlertid en viktig nyanse i analysen: dekonvolusjonsloven trengte ikke å gjettes den kunne beregnes basert på geometrien til det følsomme hulrommet. Det var med andre ord kjent på forhånd hvilket spesifikt bilde en punktlyskilde i en hvilken som helst retning ville produsere. Takket være dette kunne et fullstendig uskarpt bilde gjenopprettes med svært god nøyaktighet (vanlige grafiske redaktører med en standard dekonvolusjonslov ville ikke ha klart å takle denne oppgaven i nærheten). Forfatterne foreslo også en spesifikk nevrofysiologisk implementering av denne transformasjonen.
Hvorvidt dette verket sa noe nytt ord i teorien om bildebehandling er et omstridt poeng. Imidlertid førte det absolutt til uventede funn angående nevrofysiologien til "infrarødt syn" hos slanger. Faktisk virker den lokale mekanismen for "vanlig" syn (hver visuell nevron tar informasjon fra sitt eget lille område på netthinnen) så naturlig at det er vanskelig å forestille seg noe veldig annerledes. Men hvis slanger virkelig bruker den beskrevne dekonvolusjonsprosedyren, mottar hvert nevron som bidrar til hele bildet av verden rundt i hjernen data ikke fra et punkt i det hele tatt, men fra en hel ring av reseptorer som går over hele membranen. Man kan bare lure på hvordan naturen klarte å konstruere et slikt "ikke-lokalt syn", som kompenserer for defektene til infrarød optikk med ikke-trivielle matematiske transformasjoner av signalet.
Vis kommentarer (30)
Skjul kommentarer (30)
Jeg svarer punkt for punkt.
1. Invers transformasjon er produksjonen av et skarpt bilde (som et objekt med en linse som et øye ville lage) basert på det eksisterende uskarpe bildet. Dessuten er begge bildene todimensjonale, det er ingen problemer med dette. Hvis det ikke er irreversible forvrengninger under uskarphet (som en fullstendig ugjennomsiktig skjerm eller signalmetning i noen piksler), kan uskarphet betraktes som en reversibel operatør som opererer i todimensjonale bilder.
Det er tekniske problemer med å ta hensyn til støy, så dekonvolusjonsoperatøren ser litt mer komplisert ut enn beskrevet ovenfor, men den er likevel utledet entydig.
2. Dataalgoritmer forbedrer skarpheten, forutsatt at uskarphet var Gaussisk. De vet ikke i detalj hvilke aberrasjoner osv. som kameraet som filmet hadde. Spesialprogrammer er imidlertid i stand til mer. For eksempel hvis, når du analyserer bilder av stjernehimmelen
Hvis en stjerne kommer inn i rammen, kan du med dens hjelp gjenopprette skarpheten bedre enn med standardmetoder.3. Kompleks prosesseringsalgoritme - dette betydde flertrinn. I prinsippet kan bilder behandles iterativt, og kjøre bildet langs den samme enkle kjeden om og om igjen. Asymptotisk kan det da konvergere mot et "ideelt" bilde. Så forfatterne viser at slik behandling i det minste ikke er nødvendig.
4. Jeg kjenner ikke detaljene i eksperimenter med slanger, jeg må lese den.
Svar
1. Jeg visste ikke dette. Det virket for meg at uskarphet (utilstrekkelig skarphet) var en irreversibel transformasjon. La oss si at det objektivt sett er en uskarp sky i bildet. Hvordan vet systemet at denne skyen ikke bør skjerpes og at dette er dens sanne tilstand?
3. Etter min mening kan iterativ transformasjon implementeres ved ganske enkelt å lage flere sekvensielt koblede lag med nevroner, og da vil transformasjonen skje i ett trinn, men være iterativ. Hvor mange iterasjoner er nødvendig, så mange lag å lage.
Svar
Her er et enkelt eksempel på uskarphet. Gitt et sett med verdier (x1,x2,x3,x4).
Øyet ser ikke dette settet, men settet (y1,y2,y3,y4), noe som resulterer på denne måten:
y1 = x1 + x2
y2 = x1 + x2 + x3
y3 = x2 + x3 + x4
y4 = x3 + x4Det er klart, hvis du kjenner uskarphetloven på forhånd, dvs. lineær operator (matrise) for overgang fra X-er til Y-er, så kan du beregne den inverse overgangsmatrisen (dekonvolusjonsloven) og gjenopprette X-ene fra de gitte Y-ene. Hvis, selvfølgelig, matrisen er inverterbar, dvs. det er ingen irreversible forvrengninger.
Om flere lag - selvfølgelig kan dette alternativet ikke avvises, men det virker så uøkonomisk og så lett brytes at man neppe kan forvente at evolusjonen vil velge denne veien.
Svar
"Selvfølgelig, hvis du på forhånd kjenner loven om uskarphet, dvs. den lineære operatoren (matrisen) for overgang fra X-er til Y-er, så kan du beregne den inverse overgangsmatrisen (dekonvolusjonsloven) og gjenopprette X-ene fra de gitte Y-ene. Hvis, selvfølgelig er matrisen inverterbar, dvs. det er ingen irreversible forvrengninger." Ikke forveksle matematikk med målinger. Maskering av den laveste ladningen med feil er ikke-lineært nok til å ødelegge resultatet av omvendt operasjon.
Svar
Av en eller annen grunn virker det for meg at omvendt transformasjon av et uskarpt bilde, forutsatt at det bare er en todimensjonal rekke piksler, er matematisk umulig. Så vidt jeg forstår, skaper algoritmer for skarphet på datamaskiner rett og slett den subjektive illusjonen av et skarpere bilde, men de kan ikke avsløre hva som er uskarpt i bildet.
Er det ikke?
I tillegg er logikken som det følger av at en kompleks algoritme ville tvinge en slange til å tenke uforståelig. Så vidt jeg vet er hjernen en parallell datamaskin. En kompleks algoritme i den fører ikke nødvendigvis til økte tidskostnader.
Det virker for meg som om foredlingsprosessen bør være annerledes. Hvordan ble nøyaktigheten til infrarøde øyne bestemt? Sannsynligvis på grunn av en eller annen handling fra slangen. Men enhver handling er langvarig og gir mulighet for korrigering i prosessen. Etter min mening kan en slange "infrase" med den nøyaktigheten som forventes og begynne å bevege seg basert på denne informasjonen. Men så, i bevegelsesprosessen, foredle det hele tiden og kom til slutten som om den generelle nøyaktigheten var høyere.
Svar
"3. Etter min mening kan en iterativ transformasjon implementeres ved ganske enkelt å lage flere sekvensielt koblede lag med nevroner, og deretter vil transformasjonen finne sted i ett trinn, men hvor mange iterasjoner som trengs, så mange lag kan gjøres ." Nei. Det neste laget begynner å behandle ETTER det forrige. Transportøren tillater ikke å fremskynde behandlingen av en bestemt informasjon, bortsett fra i tilfeller der den brukes til å overlate hver operasjon til en spesialisert utøver. Den lar deg begynne å behandle NESTE FRAME før den forrige behandles.
Svar
"1. Invers transformasjon er skarp produksjon av et bilde (som ville bli skapt av et objekt med en linse som et øye) basert på det eksisterende uskarpe bildet. Dessuten er begge bildene todimensjonale, det er ingen problemer med dette. Hvis det ikke er irreversible forvrengninger under uskarphet (for eksempel fullstendig ugjennomsiktig skjerm eller signalmetning i noen piksler), kan uskarphet betraktes som en inverterbar operatør som opererer i rommet til todimensjonale bilder." Nei. Uskarphet er en reduksjon i mengden informasjon det er umulig å lage det igjen. Du kan øke kontrasten, men hvis dette ikke kommer ned til å justere gamma, så bare på bekostning av støy. Ved uskarphet beregnes gjennomsnittet av enhver piksel over naboene. FRA ALLE SIDER. Etter dette er det ikke kjent hvor nøyaktig noe ble lagt til lysstyrken. Enten fra venstre, eller fra høyre, eller ovenfra, eller nedenfra, eller diagonalt. Ja, retningen på gradienten forteller oss hvor hovedtilsetningen kom fra. Det er nøyaktig like mye informasjon i dette som i det mest uskarpe bildet. Det vil si at oppløsningen er lav. Og småting er bare bedre maskert av støy.
Svar
Det virker for meg at forfatterne av eksperimentet ganske enkelt "produserte unødvendige enheter." Er det absolutt mørke i det virkelige habitatet til slanger? - så vidt jeg vet, nei. Og hvis det ikke er absolutt mørke, er selv det mest uskarpe "infrarøde bildet" mer enn nok, hele "funksjonen" er å gi kommandoen om å begynne å jakte "omtrent i en slik og en slik retning," og deretter den mest vanlige visjon spiller inn. Forfatterne av eksperimentet viser til den for høye nøyaktigheten av retningsvalget - 5 grader. Men er dette virkelig stor nøyaktighet? Etter min mening vil en jakt under ingen forhold - verken i et virkelig miljø eller i et laboratorium - være vellykket med en slik "presisjon" (hvis slangen bare er orientert på denne måten). Hvis vi snakker om umuligheten av selv en slik "presisjon" på grunn av den for primitive enheten for behandling av infrarød stråling, så kan man tilsynelatende være uenig med tyskerne: slangen har to slike "enheter", og dette gir den muligheten til å "on the fly" "definer "høyre", "venstre" og "straight" med ytterligere konstant korrigering av retning frem til øyeblikket av "visuell kontakt". Men selv om slangen bare har en slik "enhet", vil den i dette tilfellet lett bestemme retningen - ved temperaturforskjellen i forskjellige deler av "membranen" (det er ikke for ingenting at den oppdager endringer i tusendeler av en grad Celsius, for hvilket - da er dette nødvendig!) Åpenbart vil et objekt som befinner seg "direkte" bli "vist" av et bilde med mer eller mindre lik intensitet, et plassert "til venstre" - av et bilde med større intensitet av høyre "del", og plassert "til høyre" - ved et bilde med større intensitet av venstre del. Det er alt. Og det er ikke behov for noen komplekse tyske innovasjoner i slangenaturen som har utviklet seg over millioner av år :)
Svar
"Det ser ut til at presisjonsprosessen bør være annerledes. Hvordan ble nøyaktigheten til de infrarøde øynene etablert, men enhver handling er langvarig og gir mulighet for korrigering i prosessen , en slange kan "infra-se" med den nøyaktigheten, som forventes, og starte bevegelsen basert på denne informasjonen, men deretter, i bevegelsesprosessen, konstant foredle den og komme til slutten som om den generelle nøyaktigheten var høyere. " Men blandingen av en balometer med en lysopptaksmatrise er allerede veldig treg, og varmen fra musen bremser den oppriktig ned. Og slangens kast er så raskt at kjegle- og stangsynet ikke kan følge med. Vel, kanskje det ikke er feilen til kjeglene selv, der innkvarteringen av linsen bremser ned og behandler. Men selv hele systemet fungerer raskere og klarer fortsatt ikke følge med. Den eneste mulige løsningen med slike sensorer er å ta alle beslutninger på forhånd, ved å bruke det faktum at det er nok tid før kastet.
Svar
«I tillegg er logikken uforståelig, hvorav det følger at en kompleks algoritme vil få en slange til å tenke Så vidt jeg vet, er hjernen en parallell datamaskin kostnader.» For å parallellisere en kompleks algoritme, trenger du mange noder, de er av anstendig størrelse og bremser ned på grunn av langsom passasje av signaler. Ja, dette er ikke en grunn til å gi opp parallellitet, men hvis kravene er veldig strenge, så er den eneste måten å overholde fristen når man behandler store arrays parallelt, å bruke noder som er så enkle at de ikke kan utveksle mellomresultater med hver annen. Og dette krever herding av hele algoritmen, siden de ikke lenger vil kunne ta beslutninger. Og det vil også være mulig å behandle mye informasjon sekvensielt i det eneste tilfellet – hvis den eneste prosessoren jobber raskt. Og dette krever også herding av algoritmen. Implementeringsnivået er vanskelig og så videre.
Svar
>Tyske forskere har funnet ut hvordan dette kan være.
men vognen ser ut til at den fortsatt er der.
Du kan umiddelbart foreslå et par algoritmer som kan løse problemet. Men vil de være relevante for virkeligheten?
Svar
> Jeg ønsker i det minste indirekte bekreftelse på at det er akkurat slik og ikke ellers.
Forfatterne er selvfølgelig forsiktige i sine uttalelser og sier ikke at de har bevist at det er akkurat slik infravision fungerer hos slanger. De beviste bare at å løse "infravisjonsparadokset" ikke krever for mye dataressurser. De håper bare at orgelet til slanger fungerer på en lignende måte. Om dette er sant eller ikke må bevises av fysiologer.
Svar
> Det er en såkalt bindingsproblem, som er hvordan en person og et dyr forstår at sensasjoner i forskjellige modaliteter (syn, hørsel, varme osv.) refererer til samme kilde.
Etter min mening er det en helhetlig modell av den virkelige verden i hjernen, og ikke separate modale fragmenter. I hjernen til uglen er det for eksempel et «mus»-objekt, som så å si har tilsvarende felt som lagrer informasjon om hvordan musen ser ut, hvordan den høres ut, hvordan den lukter, og så videre. Under persepsjon blir stimuli konvertert til termer av denne modellen, det vil si at et "mus"-objekt opprettes, dets felt er fylt med knirking og utseende.
Det vil si at spørsmålet ikke stilles om hvordan uglen forstår at både knirking og lukt tilhører samme kilde, men hvordan uglen KORREKT forstår individuelle signaler?
Gjenkjennelsesmetode. Selv signaler av samme modalitet er ikke så enkle å tilordne det samme objektet. For eksempel kan en musehale og en muses ører lett være separate objekter. Men uglen ser dem ikke separat, men som deler av en hel mus. Saken er at hun har en prototype av en mus i hodet, som hun matcher delene med. Hvis delene "passer" inn på prototypen, utgjør de helheten hvis de ikke passer, så gjør de det ikke.
Dette er lett å forstå med ditt eget eksempel. Tenk på ordet "ANKJENNING". La oss se nøye på det. Faktisk er det bare en samling av bokstaver. Til og med bare en samling piksler. Men vi kan ikke se det. Ordet er kjent for oss og derfor fremkaller kombinasjonen av bokstaver uunngåelig et solid bilde i hjernen vår, som rett og slett er umulig å bli kvitt.
Det samme er uglen. Hun ser halen, hun ser ørene, omtrent i en bestemt retning. Ser karakteristiske bevegelser. Han hører rasling og knirking fra omtrent samme retning. Kjenner en spesiell lukt fra den siden. Og denne kjente kombinasjonen av stimuli, akkurat som en kjent kombinasjon av bokstaver for oss, fremkaller bildet av en mus i hjernen hennes. Bildet er integrert, plassert i det integrerte bildet av det omkringliggende rommet. Bildet eksisterer uavhengig og kan, som uglen observerer, bli sterkt raffinert.
Jeg tror det samme skjer med en slange. Og hvordan det i en slik situasjon er mulig å beregne nøyaktigheten til bare en visuell eller infrasensorisk analysator er ikke klart for meg.
Svar
Det virker for meg at det å gjenkjenne et bilde er en annen prosess. Dette handler ikke om slangens reaksjon på bildet av en mus, men om transformasjonen av flekker i infra-øyet til bildet av en mus. Teoretisk sett kan man forestille seg en situasjon der en slange ikke ser musen infra i det hele tatt, men umiddelbart skynder seg i en bestemt retning hvis infra-øyet ser ringsirkler av en bestemt form. Men dette virker usannsynlig. Tross alt, med VANLIGE øyne ser jorden nøyaktig profilen til musen!
Svar
Det ser ut til at følgende kan skje. Et dårlig bilde vises på infraretina. Den forvandles til et vagt bilde av en mus, tilstrekkelig til at slangen gjenkjenner musen. Men det er ikke noe "mirakuløst" i dette bildet, det er tilstrekkelig for infra-øyets evner. Slangen begynner et omtrentlig utfall. Under kastet beveger hodet hennes, infra-øyet beveger seg i forhold til målet og kommer generelt nærmere det. Bildet i hodet suppleres hele tiden og dets romlige posisjon avklares. Og bevegelsen justeres hele tiden. Som et resultat ser det siste kastet ut som om kastet var basert på utrolig nøyaktig informasjon om målets posisjon.
Dette minner meg om å se på meg selv, når jeg noen ganger kan fange et falt glass akkurat som en ninja :) Og hemmeligheten er at jeg bare kan fange glasset som jeg selv har mistet. Det vil si at jeg vet med sikkerhet at glasset må fanges og jeg starter bevegelsen på forhånd, og korrigerer det i prosessen.
Jeg leste også at lignende konklusjoner ble trukket fra observasjoner av en person i null tyngdekraft. Når en person trykker på en knapp med null tyngdekraft, må han bomme oppover, siden kreftene som er vanlige for en veiende hånd er feil for vektløshet. Men en person savner ikke (hvis han er oppmerksom), nettopp fordi muligheten for korreksjon "i farten" er konstant innebygd i bevegelsene våre.
Svar
«Det er et såkalt bindingsproblem, som er hvordan en person og et dyr forstår at sansninger i ulike modaliteter (syn, hørsel, varme osv.) refererer til samme kilde.
Det er mange hypoteser http://www.dartmouth.edu/~adinar/publications/binding.pdf
men vognen ser ut til at den fortsatt er der.
Du kan umiddelbart foreslå et par algoritmer som kan løse problemet. Men vil de være relatert til virkeligheten?" Men dette er likt. Ikke reager på kalde blader, uansett hvordan de beveger seg eller ser ut, men hvis det er en varm mus et sted der, angrip noe som ser ut som en mus i optikk og This faller inn i området eller en slags veldig vill prosessering ikke i betydningen en lang sekvensiell algoritme, men i betydningen av evnen til å tegne mønstre på spiker med en vaktmesterkost slik at de klarer å lage milliarder av transistorer.
Svar
>i hjernen er det en helhetlig modell av den virkelige verden, og ikke separate fragmenter-modaliteter.
Her er en annen hypotese.
Vel, hva med uten modell? Det er ingen måte uten en modell Selvfølgelig er enkel gjenkjennelse i en kjent situasjon også mulig. Men for eksempel, når en person først går inn i et verksted hvor tusenvis av maskiner opererer, er en person i stand til å skille ut lyden fra en bestemt maskin.
Problemet kan være at forskjellige mennesker bruker forskjellige algoritmer. Og til og med én person kan bruke forskjellige algoritmer i forskjellige situasjoner. Med slanger er dette forresten også mulig. Riktignok kan denne opprørske tanken bli en gravstein for statistiske metoder for forskning. Det psykologien ikke tåler.
Etter min mening har slike spekulative artikler en rett til å eksistere, men det er nødvendig å i det minste bringe det til utformingen av et eksperiment for å teste hypotesen. For eksempel, basert på modellen, beregne de mulige banene til slangen. La fysiologer sammenligne dem med ekte. Hvis de forstår hva vi snakker om.
Ellers er det et bindende problem. Når jeg leser enda en hypotese uten støtte, får den meg bare til å smile.
Svar
> Her er en annen hypotese.
Merkelig, jeg trodde ikke denne hypotesen var ny.I alle fall har hun bekreftelse. For eksempel hevder personer med amputerte lemmer ofte at de fortsetter å føle dem. For eksempel hevder gode bilister at de "føler" kantene på bilen deres, plasseringen av hjulene osv.
Dette tyder på at det ikke er noen forskjell mellom de to sakene. I det første tilfellet er det en medfødt modell av kroppen din, og opplevelser fyller den bare med innhold. Når et lem fjernes, eksisterer modellen av lemmet fortsatt en stund og forårsaker følelse. I det andre tilfellet er det en kjøpt bilmodell. Kroppen mottar ikke direkte signaler fra bilen, men indirekte signaler. Men resultatet er det samme: modellen eksisterer, er fylt med innhold og føles.
Her er forresten et godt eksempel. La oss be bilisten kjøre over en rullestein. Han vil slå deg veldig nøyaktig og vil til og med fortelle deg om han slo deg eller ikke. Dette betyr at han kjenner på hjulet ved vibrasjoner. Følger det av dette at det er en slags "virtuell vibrerende linse"-algoritme som rekonstruerer bildet av hjulet basert på vibrasjoner?
Svar
Det er ganske merkelig at hvis det bare er en lyskilde, og ganske sterk, så er retningen mot den lett å bestemme selv med lukkede øyne - du må snu hodet til lyset begynner å skinne likt i begge øynene, og da er lyset foran. Det er ikke nødvendig å komme opp med noen super-duper nevrale nettverk i bildegjenoppretting - alt er rett og slett fryktelig enkelt, og du kan sjekke det selv.
Svar
Skriv en kommentar
For å være rettferdig er ikke slanger så blinde som man ofte tror. Synet deres varierer veldig. For eksempel har treslanger ganske akutt syn, mens de som fører en underjordisk livsstil bare er i stand til å skille lys fra mørke. Men for det meste er de virkelig blinde. Og i smelteperioden kan de generelt bomme under jakten. Dette forklares av det faktum at overflaten av slangens øye er dekket med en gjennomsiktig hornhinne og på tidspunktet for smelting skiller den seg også, og øynene blir uklare.
Men det slanger mangler i årvåkenhet, kompenserer de med et termisk følsomhetsorgan som lar dem overvåke varmen som sendes ut av byttet deres. Og noen representanter for krypdyr er til og med i stand til å spore retningen til varmekilden. Dette orgelet ble kalt en termolokator. I hovedsak lar det slangen "se" byttedyr i det infrarøde spekteret og med suksess jakte selv om natten.
Slangerykter
Når det gjelder hørsel, er påstanden om at slanger er døve sann. De mangler ytre og mellomøre og bare det indre er nesten ferdig utviklet.
I stedet for et hørselsorgan ga naturen slanger høy vibrasjonsfølsomhet. Siden de er i kontakt med bakken med hele kroppen, føler de veldig skarpt de minste vibrasjoner. Imidlertid oppfattes slangelyder fortsatt, men i et svært lavt frekvensområde.
Slange luktesans
Det viktigste sanseorganet til slanger er deres utrolig subtile luktesans. En interessant nyanse: når de senkes i vann eller begraves i sand, lukkes begge neseborene tett. Og det som er enda mer interessant er at en lang tunge, klaffet i enden, er direkte involvert i lukteprosessen.
Når munnen er lukket, stikker den ut gjennom et halvsirkelformet hakk i overkjeven, og under svelging gjemmer den seg i en spesiell muskelskjede. Med hyppige vibrasjoner av tungen, fanger slangen mikroskopiske partikler av luktende stoffer, som om den tar en prøve, og sender dem inn i munnen. Der presser hun tungen mot to groper på den øvre ganen – Jacobsons organ, som består av kjemisk aktive celler. Det er dette organet som gir slangen kjemisk informasjon om hva som skjer rundt den, hjelper den med å finne byttedyr eller legge merke til et rovdyr i tide.
Det skal bemerkes at slanger som lever i vann har tunger som fungerer like effektivt under vann.
Dermed bruker ikke slanger tungen for å oppdage smak i bokstavelig forstand. Det brukes av dem som et tillegg til organet for å oppdage lukt.
Det er omtrent tre tusen slanger på jorden. De tilhører den skjellete ordenen og lever gjerne på steder med varmt klima. Mange som går gjennom skogen i et område hvor slanger kan leve, lurer på om de kan se oss? Eller bør vi se på føttene våre for ikke å forstyrre krypdyret? Faktum er at blant mangfoldet i dyreverdenen er det bare øynene til en slange som er i stand til å bestemme nyanser og farger, men deres synsstyrke er svak. For en slange er synet selvfølgelig viktig, men ikke like viktig som lukten. I gamle tider ga folk oppmerksomhet til slangens øye, og betraktet det kaldt og hypnotisk.
Hvordan fungerer et slangeøye?
Reptiler har veldig matte øyne. Dette er fordi de er dekket med en film som endres under molting sammen med resten av huden. På grunn av dette har slanger dårlig synsstyrke. Så snart reptiler kaster huden, øker synsstyrken umiddelbart. I denne perioden ser de best. De har det slik i flere måneder.
De fleste tror at alle slanger er giftige uten unntak. Dette er feil. De fleste arter er helt ufarlige. Giftige krypdyr bruker gift kun i tilfelle fare og på jakt. Det skjer både om dagen og om natten. Avhengig av dette endrer pupillen form. Så om dagen er den rund, og om natten strekkes den til et gap. Det er piskeslanger med en omvendt nøkkelhullspupill. Hvert øye er i stand til å danne et helt bilde av verden.
For slanger er hovedorganet luktesansen. De bruker det som termolokalisering. Så, i fullstendig stillhet, føler de varmen som genereres av et mulig offer og indikerer plasseringen. Ikke-giftige arter kaster seg på byttet sitt og kveler det, noen av dem begynner å svelge det levende. Alt avhenger av størrelsen på selve krypdyret og byttet. I gjennomsnitt er kroppen til en slange omtrent en meter. Det finnes både små og store arter. Retter blikket mot offeret og fokuserer det. På dette tidspunktet plukker tungen deres opp den minste lukt i verdensrommet.
Introduksjon................................................. ...................................................... ............................ 3
1. Det er mange måter å se på - alt avhenger av målene................................... ..4
2. Reptiler. Generell informasjon................................................ ............................................8
3. Organer for infrarødt syn av slanger........................................... ................................12
4. "Heat-visioning" slanger................................... ........................................................17
5. Slanger slår byttet blindt.......................................... ........................................20
Konklusjon................................................. ................................................................ ..........22
Bibliografi................................................ . ................................................24
Introduksjon
Er du sikker på at verden rundt oss ser ut akkurat slik den ser ut for oss? Men dyr ser det helt annerledes.
Hornhinnen og linsen hos mennesker og høyerestående dyr har samme struktur. Netthinnens struktur er lik. Den inneholder lysfølsomme kjegler og stenger. Kjegler er ansvarlige for fargesyn, stenger for syn i mørket.
Øyet er et fantastisk organ i menneskekroppen, en levende optisk enhet. Takket være det ser vi dag og natt, skiller farger og volumet på bildet. Øyet er utformet som et kamera. Hornhinnen og linsen, som en linse, bryter og fokuserer lys. Netthinnen i øyets fundus fungerer som en følsom fotografisk film. Den består av spesielle lysmottakende elementer - kjegler og stenger.
Hvordan fungerer øynene til våre «mindre brødre»? Dyr som jakter om natten har flere stenger i netthinnen. De representantene for faunaen som foretrekker å sove om natten har bare kjegler i netthinnen. De mest årvåkne i naturen er daglige dyr og fugler. Dette er forståelig: uten akutt syn vil de rett og slett ikke overleve. Men nattdyr har også sine fordeler: selv med minimal belysning merker de de minste, nesten umerkelige bevegelsene.
Generelt ser mennesker klarere og bedre enn de fleste dyr. Faktum er at i det menneskelige øyet er det en såkalt gul flekk. Den er plassert i midten av netthinnen på øyets optiske akse og inneholder kun kjegler. De mottar lysstråler som er minst forvrengt når de passerer gjennom hornhinnen og linsen.
Den "gule flekken" er et spesifikt trekk ved det menneskelige visuelle apparatet; alle andre arter mangler det. Det er nettopp på grunn av mangelen på denne viktige enheten at hunder og katter ser dårligere enn oss.
1. Det er mange måter å se på – alt avhenger av målene dine
Hver art har utviklet sine egne visuelle evner som et resultat av evolusjonen. så mye som kreves for dens habitat og levesett. Hvis vi forstår dette, kan vi si at alle levende organismer har "ideell" visjon på hver sin måte.
En person ser dårlig under vann, men en fisks øyne er utformet på en slik måte at den, uten å endre posisjonen, skiller gjenstander som for oss forblir "utenfor" synet vårt. Bunnlevende fisk som flyndre og steinbit har øyne plassert på toppen av hodet for å se fiender og byttedyr som vanligvis dukker opp ovenfra. Forresten, øynene til en fisk kan snu i forskjellige retninger uavhengig av hverandre. Rovfisk ser under vann tydeligere enn andre, så vel som innbyggere i dypet som lever av de minste skapningene - plankton og bunnorganismer.
Dyrenes syn er tilpasset deres kjente miljø. Føflekker er for eksempel nærsynte - de ser bare på nært hold. Men andre syn er ikke nødvendig i det fullstendige mørket i deres underjordiske huler. Fluer og andre insekter har vanskeligheter med å skille konturene til objekter, men på ett sekund er de i stand til å fange et stort antall individuelle "bilder". Omtrent 200 sammenlignet med 18 hos mennesker! Derfor blir en flyktig bevegelse, som vi oppfatter som knapt merkbar, for en flue "dekomponert" til mange individuelle bilder - som rammer på en film. Takket være denne egenskapen finner insekter umiddelbart veien når de trenger å fange byttet sitt på flukt eller rømme fra fiender (inkludert folk med en avis i hånden).
Insektøyne er en av naturens mest fantastiske kreasjoner. De er godt utviklet og okkuperer det meste av overflaten av insektets hode. De består av to typer - enkle og komplekse. Det er vanligvis tre enkle øyne, og de er plassert på pannen i form av en trekant. De skiller mellom lys og mørke, og når et insekt flyr, følger de horisontlinjen.
Sammensatte øyne består av mange små øyne (fasetter) som ser ut som konvekse sekskanter. Hvert øye er utstyrt med en unik, enkel linse. Sammensatte øyne produserer et mosaikkbilde - hver fasett "passer" bare til et fragment av et objekt i synsfeltet.
Interessant nok er individuelle fasetter i sammensatte øyne forstørret hos mange insekter. Og plasseringen deres avhenger av insektets livsstil. Hvis det er mer "interessert" i hva som skjer over det, er de største fasettene i den øvre delen av det sammensatte øyet, og hvis det er under det, i den nedre delen. Forskere har gjentatte ganger forsøkt å forstå hva insekter ser. Dukker virkelig verden rundt dem opp foran øynene deres i form av en magisk mosaikk? Det er ikke noe klart svar på dette spørsmålet ennå.
Spesielt mange forsøk ble utført med bier. Under forsøkene viste det seg at disse insektene trenger syn for orientering i rommet, gjenkjennelse av fiender og kommunikasjon med andre bier. Bier kan ikke se (eller fly) i mørket. Men de skiller noen farger veldig godt: gul, blå, blågrønn, lilla og en spesifikk "bi"-farge. Sistnevnte er resultatet av å "blande" ultrafiolett, blått og gult. Generelt kan bier lett konkurrere med mennesker i deres synsstyrke.
Vel, hvordan kommer skapninger som har veldig dårlig syn eller de som er fullstendig fratatt det overens? Hvordan navigerer de i verdensrommet? Noen mennesker "ser" også - bare ikke med øynene. De enkleste virvelløse dyrene og manetene, bestående av 99 prosent vann, har lysfølsomme celler som perfekt erstatter deres vanlige synsorganer.
Visjonen om faunaen som bor på planeten vår har fortsatt mange fantastiske hemmeligheter, og de venter på forskerne sine. Men én ting er klart: alt mangfoldet av øyne i levende natur er et resultat av den lange utviklingen av hver art og er nært knyttet til dens livsstil og habitat.
Mennesker
Vi ser tydelig gjenstander på nært hold og skiller de fineste fargenyansene. I midten av netthinnen er kjeglene til "makulaen", som er ansvarlige for synsskarphet og fargeoppfatning. Utsikt - 115-200 grader.
På netthinnen i øyet vårt tas bildet opp ned. Men hjernen vår korrigerer bildet og forvandler det til det "riktige".
Katter
Bredt ansatt katteøyne gir et 240-graders synsfelt. Netthinnen i øyet er hovedsakelig utstyrt med stenger, kjeglene samles i midten av netthinnen (området med akutt syn). Nattesyn er bedre enn dagssyn. I mørket ser en katt 10 ganger bedre enn oss. Pupillene hennes utvider seg, og det reflekterende laget under netthinnen skjerper synet hennes. Og katten skiller farger dårlig - bare noen få nyanser.
Hunder
I lang tid trodde man at en hund ser verden i svart og hvitt. Imidlertid kan canids fortsatt skille farger. Denne informasjonen er rett og slett ikke særlig meningsfull for dem.
Hundens syn er 20-40 % dårligere enn menneskers. En gjenstand som vi kan skille på 20 meters avstand «forsvinner» for en hund hvis den er mer enn 5 meter unna. Men nattsyn er utmerket – tre til fire ganger bedre enn vårt. Hunden er en nattjeger: den ser langt i mørket. I mørket kan en vakthund se en gjenstand i bevegelse på 800-900 meters avstand. Utsikt - 250-270 grader.
Fugler
Fugler har rekorden for synsskarphet De skiller farger godt. De fleste rovfugler har synsstyrke flere ganger høyere enn menneskers. Høker og ørner oppdager byttedyr i bevegelse fra en høyde på to kilometer. Ikke en eneste detalj unnslipper oppmerksomheten til en hauk som svever i 200 meters høyde. Øynene hans "forstørrer" den sentrale delen av bildet med 2,5 ganger. Det menneskelige øyet har ikke en slik "forstørrelsesglass": jo høyere vi er, jo verre ser vi det som er under.
Slanger
Slangen har ingen øyelokk. Øyet hennes er dekket med en gjennomsiktig membran, som erstattes av en ny ved smelting. Slangen fokuserer blikket ved å endre formen på linsen.
De fleste slanger skiller farger, men konturene av bildet er uskarpe. Slangen reagerer hovedsakelig på en gjenstand i bevegelse, og bare hvis den er i nærheten. Så snart offeret beveger seg, oppdager krypdyret det. Hvis du fryser, vil ikke slangen se deg. Men den kan angripe. Reseptorer i nærheten av slangens øyne fanger opp varmen som kommer fra en levende skapning.
Fisk
Fiskens øye har en sfærisk linse som ikke endrer form. For å fokusere blikket, flytter fisken linsen nærmere eller lenger bort fra netthinnen ved hjelp av spesielle muskler.
I klart vann ser fisken i gjennomsnitt 10-12 meter, og tydelig - i en avstand på 1,5 meter. Men synsvinkelen er uvanlig stor. Fiskene fikserer gjenstander i en sone på 150 grader vertikalt og 170 grader horisontalt. De skiller farger og oppfatter infrarød stråling.
Bier
"Bees of day vision": hva skal du se på om natten i bikuben?
Biens øye oppdager ultrafiolett stråling. Hun ser en annen bie i lilla farge og som gjennom optikk som har "komprimert" bildet.
Biens øye består av 3 enkle og 2 komplekse sammensatte ocelli. Komplekse skiller mellom bevegelige objekter og konturene til stasjonære objekter under flyging. Enkelt - bestemme graden av lysintensitet. Bier har ikke nattsyn»: hva skal man se på om natten i bikuben?
2. Reptiler. Generell informasjon
Reptiler har et dårlig rykte og få venner blant mennesker. Det er mange misforståelser knyttet til deres kropp og livsstil som har vedvart til i dag. Faktisk betyr selve ordet "krypdyr" "et dyr som kryper" og ser ut til å huske den populære ideen om dem, spesielt slanger, som motbydelige skapninger. Til tross for den rådende stereotypen, er ikke alle slanger giftige og mange krypdyr spiller en betydelig rolle i å regulere antall insekter og gnagere.
De fleste reptiler er rovdyr med et velutviklet sansesystem som hjelper dem å finne byttedyr og unngå fare. De har utmerket syn, og slanger har i tillegg en spesifikk evne til å fokusere blikket og endre formen på linsen. Nattaktive krypdyr, som gekkoer, ser alt i svart-hvitt, men de fleste andre har godt fargesyn.
Hørsel er ikke spesielt viktig for de fleste reptiler, og de indre strukturene i øret er vanligvis dårlig utviklet. De fleste mangler også det ytre øret, unntatt trommehinnen, eller "tympanum", som registrerer vibrasjoner som overføres gjennom luften; Fra trommehinnen overføres de gjennom beinene i det indre øret til hjernen. Slanger har ikke et ytre øre og kan bare oppfatte vibrasjoner som overføres langs bakken.
Reptiler karakteriseres som kaldblodige dyr, men dette er ikke helt nøyaktig. Kroppstemperaturen deres bestemmes hovedsakelig av miljøet, men i mange tilfeller kan de regulere den og holde den på et høyere nivå om nødvendig. Noen arter er i stand til å generere og beholde varme i sitt eget kroppsvev. Kaldt blod har noen fordeler fremfor varmt blod. Pattedyr må holde kroppstemperaturen på et konstant nivå innenfor svært trange grenser. For å gjøre dette trenger de hele tiden mat. Reptiler, tvert imot, tolererer en reduksjon i kroppstemperatur veldig godt; deres levetid er mye bredere enn for fugler og pattedyr. Derfor er de i stand til å bebo steder som ikke er egnet for pattedyr, for eksempel ørkener.
Når de er matet, kan de fordøye mat mens de hviler. Hos noen av de største artene kan det gå flere måneder mellom måltidene. Store pattedyr ville ikke overleve på denne dietten.
Tilsynelatende, blant reptiler, er det bare øgler som har godt utviklet syn, siden mange av dem jakter raskt byttedyr. Vannkrypdyr er sterkt avhengige av sanser som lukt og hørsel for å spore byttedyr, finne en ektefelle eller oppdage en fiendes nærme seg. Synet deres spiller en hjelperolle og fungerer bare på nært hold, visuelle bilder er uskarpe, og de mangler evnen til å fokusere på stasjonære objekter i lang tid. De fleste slanger har ganske dårlig syn, vanligvis bare i stand til å oppdage bevegelige objekter som er i nærheten. Reaksjonen av torpor hos frosker når for eksempel en slange nærmer seg dem er en god forsvarsmekanisme, siden slangen ikke vil innse froskens tilstedeværelse før den gjør en plutselig bevegelse. Hvis dette skjer, vil visuelle reflekser tillate slangen å håndtere det raskt. Bare treslanger, som snirkler seg rundt greiner og griper fugler og insekter på flukt, har godt kikkertsyn.
Slanger har et annet sansesystem enn andre hørende krypdyr. Tilsynelatende kan de ikke høre i det hele tatt, så lydene fra slangetjarmerens pipe er utilgjengelige for dem, de går inn i en tilstand av transe fra bevegelsene til dette røret fra side til side. De har ikke et ytre øre eller trommehinne, men kan være i stand til å oppdage noen svært lavfrekvente vibrasjoner ved å bruke lungene som sanseorganer. I utgangspunktet oppdager slanger byttedyr eller et rovdyr som nærmer seg ved vibrasjoner fra bakken eller annen overflate de befinner seg på. Hele slangens kropp i kontakt med bakken fungerer som én stor vibrasjonsdetektor.
Noen arter av slanger, inkludert klapperslanger og hoggormer, oppdager byttedyr ved infrarød stråling fra kroppen. Under øynene har de følsomme celler som oppdager de minste endringer i temperaturen ned til brøkdeler av en grad og dermed orienterer slangene til stedet for byttet. Noen boaer har også sanseorganer (på leppene langs munnåpningen) som kan oppdage endringer i temperaturen, men disse er mindre følsomme enn klapperslanger og pitslanger.
Smaks- og luktesansene er svært viktige for slanger. Slangens dirrende, klaffede tunge, som noen tenker på som et «slangestikk», samler faktisk spor av ulike stoffer som raskt forsvinner i luften og fører dem til følsomme fordypninger på innsiden av munnen. Det er en spesiell enhet i ganen (Jacobsons organ), som er koblet til hjernen med en gren av luktnerven. Stadig forlengelse og tilbaketrekking av tungen er en effektiv metode for prøvetaking av luften for viktige kjemiske komponenter. Når den trekkes tilbake, er tungen nær Jacobsons organ, og nerveender oppdager disse stoffene. Hos andre krypdyr spiller luktesansen en viktig rolle, og den delen av hjernen som er ansvarlig for denne funksjonen er meget godt utviklet. Smaksorganene er vanligvis mindre utviklet. Som slanger brukes Jacobson-organet til å oppdage partikler i luften (hos noen arter bruker tungen) som bærer en luktesans.
Mange krypdyr lever på veldig tørre steder, så det er veldig viktig for dem å holde vann i kroppen. Øgler og slanger holder på vannet bedre enn noen andre, men ikke på grunn av deres skjellete hud. De mister nesten like mye fuktighet gjennom huden som fugler og pattedyr.
Mens hos pattedyr fører den høye respirasjonsfrekvensen til høy fordampning fra overflaten av lungene, hos reptiler er respirasjonsfrekvensen mye lavere, og følgelig er tapet av vann gjennom lungevevet minimalt. Mange arter av krypdyr er utstyrt med kjertler som kan rense salter fra blod og kroppsvev, frigjøre dem i form av krystaller, og dermed redusere behovet for å separere store mengder urin. Andre uønskede salter i blodet omdannes til urinsyre, som kan fjernes fra kroppen med minimale mengder vann.
Reptilegg inneholder alt som er nødvendig for et embryo i utvikling. Dette er en tilførsel av mat i form av en stor eggeplomme, vann som finnes i proteinet, og et flerlags beskyttende skall som ikke lar farlige bakterier passere, men lar luft puste.
Den indre membranen (amnion) umiddelbart rundt embryoet ligner på den samme membranen hos fugler og pattedyr. Allantois er en tykkere membran som fungerer som et lunge- og utskillelsesorgan. Det sikrer penetrering av oksygen og frigjøring av avfallsstoffer. Chorion er membranen som omgir hele innholdet i egget. Det ytre skallet til øgler og slanger er læraktig, men hos skilpadder og krokodiller er det hardere og forkalket, som eggeskallet til fugler.
4. Infrarøde synsorganer til slanger
Infrarødt syn av slanger krever ikke-lokal bildebehandling
Organene som lar slanger "se" termisk stråling gir et ekstremt uskarpt bilde. Likevel danner slangen et klart termisk bilde av verden rundt i hjernen. Tyske forskere har funnet ut hvordan dette kan være.
Noen arter av slanger har en unik evne til å fange termisk stråling, slik at de kan se på verden rundt dem i absolutt mørke. Imidlertid "ser" de termisk stråling ikke med øynene, men med spesielle varmefølsomme organer.
Strukturen til et slikt organ er veldig enkel. Ved siden av hvert øye er et hull på omtrent en millimeter i diameter, som fører inn i et lite hulrom av omtrent samme størrelse. På veggene i hulrommet er det en membran som inneholder en matrise av termoreseptorceller som måler omtrent 40 ganger 40 celler. I motsetning til stavene og kjeglene i netthinnen, reagerer disse cellene ikke på "lysstyrken" av varmestråler, men på den lokale temperaturen i membranen.
Dette orgelet fungerer som et camera obscura, en prototype av kameraer. Et lite varmblodig dyr mot en kald bakgrunn avgir "varmestråler" i alle retninger - langt infrarød stråling med en bølgelengde på omtrent 10 mikron. Når de passerer gjennom hullet, varmer disse strålene lokalt opp membranen og skaper et "termisk bilde". Takket være den høyeste følsomheten til reseptorceller (det registreres temperaturforskjeller på tusendeler av en grad celsius!) og god vinkeloppløsning, kan en slange legge merke til en mus i absolutt mørke på ganske lang avstand.
Fra et fysikksynspunkt er det nettopp god vinkeloppløsning som utgjør et mysterium. Naturen har optimalisert dette organet for å bedre "se" selv svake varmekilder, det vil si at det ganske enkelt har økt størrelsen på innløpet - blenderåpningen. Men jo større blenderåpning, jo mer uskarpt blir bildet (vi snakker, understreker vi, om det mest vanlige hullet, uten linser). I en slangesituasjon, der kameraets blenderåpning og dybde er omtrent like, er bildet så uskarpt at ingenting mer enn "det er et varmblodig dyr et sted i nærheten" kan trekkes ut fra det. Forsøk med slanger viser imidlertid at de kan bestemme retningen til en punktvarmekilde med en nøyaktighet på rundt 5 grader! Hvordan klarer slanger å oppnå så høy romlig oppløsning med en så forferdelig kvalitet på "infrarød optikk"?
En fersk artikkel av de tyske fysikerne A. B. Sichert, P. Friedel, J. Leo van Hemmen, Physical Review Letters, 97, 068105 (9. august 2006) ble viet studiet av denne spesielle problemstillingen.
Siden det virkelige "termiske bildet", sier forfatterne, er veldig uskarpt, og det "romlige bildet" som vises i dyrets hjerne er ganske klart, betyr det at det er en slags mellomliggende nevrale apparat på vei fra reseptorene til hjernen, som så å si justerer skarpheten i bildet. Dette apparatet bør ikke være for komplekst, ellers ville slangen "tenke på" hvert bilde som ble mottatt i svært lang tid og ville reagere på stimuli med en forsinkelse. Dessuten, ifølge forfatterne, bruker denne enheten knapt flertrinns iterative kartlegginger, men er snarere en slags rask ett-trinns omformer som fungerer i henhold til et program som er permanent koblet til nervesystemet.
I sitt arbeid beviste forskerne at en slik prosedyre er mulig og ganske realistisk. De utførte matematisk modellering av hvordan et "termisk bilde" oppstår og utviklet en optimal algoritme for gjentatte ganger å forbedre dets klarhet, og kalte det en "virtuell linse."
Til tross for det store navnet, er tilnærmingen de brukte, selvfølgelig, ikke noe fundamentalt nytt, men bare en type dekonvolusjon - gjenoppretting av et bilde som er ødelagt av detektorens ufullkommenhet. Dette er det motsatte av uskarphet og er mye brukt i databehandling.
Det var imidlertid en viktig nyanse i analysen: dekonvolusjonsloven trengte ikke å gjettes den kunne beregnes basert på geometrien til det følsomme hulrommet. Det var med andre ord kjent på forhånd hvilket spesifikt bilde en punktlyskilde i en hvilken som helst retning ville produsere. Takket være dette kunne et fullstendig uskarpt bilde gjenopprettes med svært god nøyaktighet (vanlige grafiske redaktører med en standard dekonvolusjonslov ville ikke ha klart å takle denne oppgaven i nærheten). Forfatterne foreslo også en spesifikk nevrofysiologisk implementering av denne transformasjonen.
Hvorvidt dette verket sa noe nytt ord i teorien om bildebehandling er et omstridt poeng. Imidlertid førte det absolutt til uventede funn angående nevrofysiologien til "infrarødt syn" hos slanger. Faktisk virker den lokale mekanismen for "vanlig" syn (hver visuell nevron tar informasjon fra sitt eget lille område på netthinnen) så naturlig at det er vanskelig å forestille seg noe veldig annerledes. Men hvis slanger virkelig bruker den beskrevne dekonvolusjonsprosedyren, mottar hvert nevron som bidrar til hele bildet av verden rundt i hjernen data ikke fra et punkt i det hele tatt, men fra en hel ring av reseptorer som går over hele membranen. Man kan bare lure på hvordan naturen klarte å konstruere et slikt "ikke-lokalt syn", som kompenserer for defektene til infrarød optikk med ikke-trivielle matematiske transformasjoner av signalet.
Infrarøde detektorer er selvfølgelig vanskelige å skille fra termoreseptorene diskutert ovenfor. Triatoma termisk veggedyrdetektor kan diskuteres i denne delen. Noen termoreseptorer er imidlertid så spesialiserte på å oppdage fjerne varmekilder og bestemme retningen mot dem at de er verdt å vurdere separat. De mest kjente av disse er ansikts- og labialgropene til noen slanger. De første indikasjonene er at familien av pseudopoder Boidae (boa constrictors, pytonslanger, etc.) og underfamilien av pit huggorm Crotalinae (klapperslanger, inkludert den ekte klapperslangen Crotalus og bushmaster (eller surukuku) Lachesis) har infrarøde sensorer, ble hentet fra en analyse av deres oppførsel når de søker etter ofre og bestemmer angrepsretningen. Infrarød deteksjon brukes også til forsvar eller rømning, som er forårsaket av utseendet til et varmeavgivende rovdyr. Deretter bekreftet elektrofysiologiske studier av trigeminusnerven som innerverer labiale fossae hos propopoder og ansiktsfossae av pitslanger (mellom øynene og neseborene) at disse fordypningene faktisk inneholder infrarøde reseptorer. Infrarød stråling gir en tilstrekkelig stimulans til disse reseptorene, selv om en respons også kan genereres ved å vaske fossa med varmt vann.
Histologiske studier har vist at gropene ikke inneholder spesialiserte reseptorceller, men umyelinerte ender av trigeminusnerven, og danner en bred, ikke-overlappende forgrening.
I gropene til både pseudopoder og gropslanger reagerer overflaten av bunnen av gropen på infrarød stråling, og reaksjonen avhenger av plasseringen av strålingskilden i forhold til kanten av gropen.
Aktivering av reseptorer i både pseudopoder og pitslanger krever en endring i strømmen av infrarød stråling. Dette kan oppnås enten som et resultat av bevegelsen av et varmeavgivende objekt i "synsfeltet" i forhold til de kaldere omgivelsene, eller ved skanningsbevegelsen til slangens hode.
Følsomheten er tilstrekkelig til å oppdage strålingsfluksen fra en menneskelig hånd som beveger seg i "synsfeltet" i en avstand på 40 - 50 cm, noe som betyr at terskelstimulusen er mindre enn 8 x 10-5 W/cm2. Basert på dette er temperaturøkningen detektert av reseptorene i størrelsesorden 0,005 ° C (dvs. omtrent en størrelsesorden bedre enn menneskets evne til å oppdage temperaturendringer).
5. Varmesynende slanger
Eksperimenter utført av forskere på 30-tallet av 1900-tallet med klapperslanger og beslektede pitslanger (krotalider) viste at slanger faktisk kan se varmen som sendes ut av en flamme. Reptiler var i stand til å oppdage på store avstander den subtile varmen som sendes ut av oppvarmede gjenstander, eller, med andre ord, de var i stand til å fornemme infrarød stråling, hvis lange bølger er usynlige for mennesker. Grupslangers evne til å føle varme er så stor at de kan føle varmen som sendes ut av en rotte på betydelig avstand. Slanger har varmesensorer i små groper på snuten, derav navnet deres - pitheads. Hver liten, forovervendt grop som ligger mellom øynene og neseborene har et lite, nålestikk-lignende hull. På bunnen av disse hullene er det en membran, som i struktur ligner øyets netthinnen, som inneholder de minste termoreseptorene i mengder på 500-1500 per kvadratmillimeter. Termoreseptorer har 7000 nerveender koblet til en gren av trigeminusnerven som ligger på hodet og snuten. Fordi de sensoriske sonene til begge gropene overlapper hverandre, kan gropslangen oppfatte varme stereoskopisk. Stereoskopisk oppfatning av varme lar slangen, ved å oppdage infrarøde bølger, ikke bare finne byttedyr, men også estimere avstanden til den. Fantastisk termisk følsomhet er kombinert i pitslanger med en rask respons, slik at slanger umiddelbart kan reagere på et termisk signal på mindre enn 35 millisekunder. Det er ikke overraskende at slanger med denne reaksjonen er veldig farlige.
Evnen til å oppdage infrarød stråling gir pit huggorm betydelige muligheter. De kan jakte om natten og forfølge hovedbyttedyret sitt, gnagere, i underjordiske huler. Selv om disse slangene har en høyt utviklet luktesans, som de også bruker for å finne byttedyr, styres deres dødelige angrep av varmefølsomme groper og ekstra termoreseptorer som ligger inne i munnen.
Selv om infrarød sans i andre grupper av slanger er mindre godt forstått, er boa constrictors og pytonslanger også kjent for å ha varmefølsomme organer. I stedet for groper har disse slangene mer enn 13 par termoreseptorer rundt leppene.
Det er mørke i dypet av havet. Solens lys når ikke dit, og bare lyset som sendes ut av dyphavsinnbyggerne i havet flimrer der. Som ildfluer på land er disse skapningene utstyrt med organer som genererer lys.
Den svarte malacosten (Malacosteus niger) har en enorm munn og lever i fullstendig mørke på dyp fra 915 til 1830 m og er et rovdyr. Hvordan kan han jakte i fullstendig mørke?
Malacost er i stand til å se det som kalles langt rødt lys. Lysbølger i den røde delen av det såkalte synlige spekteret har den lengste bølgelengden, rundt 0,73-0,8 mikrometer. Selv om dette lyset er usynlig for det menneskelige øyet, kan noen fisk, inkludert den svarte malacosten, se det.
På sidene av en malacosts øyne er et par bioluminescerende organer som sender ut et blågrønt lys. De fleste andre selvlysende skapninger i dette mørkets rike sender også ut et blåaktig lys og har øyne som er følsomme for de blå bølgelengdene til det synlige spekteret.
Den svarte malacostens andre par av selvlysende organer er plassert under øynene og produserer et fjernt rødt lys som er usynlig for andre som bor i havets dyp. Disse organene gir den svarte malacosten en fordel fremfor sine rivaler, ettersom lyset den sender ut hjelper den til å se byttedyr og lar den kommunisere med andre individer av arten uten å gi bort dets tilstedeværelse.
Men hvordan ser den svarte malacosten langt rødt lys? Ifølge ordtaket "Du er hva du spiser," får den faktisk denne muligheten ved å spise små copepoder, som igjen lever av bakterier som absorberer langt rødt lys. I 1998 oppdaget et team av forskere i Storbritannia, inkludert Dr. Julian Partridge og Dr. Ron Douglas, at netthinnen til den svarte malacostens øyne inneholder en modifisert versjon av bakteriell klorofyll, et fotopigment som kan oppdage stråler av langt rødt. lys.
Takket være langt rødt lys kan noen fisk se i vann som ville virke svart for oss. Den blodtørstige pirajaen i det grumsete vannet i Amazonas oppfatter for eksempel vannet som mørkerødt, en farge som er mer gjennomskinnelig enn svart. Vannet virker rødt på grunn av rødfargede vegetasjonspartikler som absorberer synlig lys. Bare de langt røde lysstrålene passerer gjennom det grumsete vannet og kan sees av pirajaen. Infrarøde stråler lar den se byttedyr, selv om den jakter i fullstendig mørke, som piraja, har karpe i deres naturlige habitater ofte grumsete ferskvann, overfylt med vegetasjon. Og de tilpasser seg dette ved å kunne se langt rødt lys. Faktisk overstiger deres visuelle rekkevidde (nivå) det til pirajaen, siden de ikke bare kan se i langt rødt lys, men også i ekte infrarødt lys. Så kjæledyrets gullfisk kan se mye mer enn du tror, inkludert de "usynlige" infrarøde strålene som sendes ut av vanlig husholdningselektronikk som TV-fjernkontrollen og sikkerhetsalarmsystemets stråler.
5. Slanger slår byttet blindt
Det er kjent at mange arter av slanger, selv når de er fratatt synet, er i stand til å slå sine ofre med uhyggelig nøyaktighet.
Den rudimentære naturen til deres termiske sensorer gjør det vanskelig å argumentere for at evnen til å oppfatte varmestrålingen fra byttedyr alene kan forklare disse fantastiske evnene. En studie utført av forskere fra det tekniske universitetet i München viser at det sannsynligvis handler om at slanger har en unik «teknologi» for å behandle visuell informasjon, melder Newscientist.
Mange slanger har sensitive infrarøde detektorer, som hjelper dem med å navigere i verdensrommet. Under laboratorieforhold ble slangers øyne dekket med teip, og det viste seg at de klarte å drepe en rotte med et øyeblikkelig slag av giftige tenner i nakken eller bak ørene til offeret. Slik nøyaktighet kan ikke forklares utelukkende med slangens evne til å se varmeflekken. Hele poenget er åpenbart i evnen til slanger til på en eller annen måte å behandle det infrarøde bildet og "rense" det fra forstyrrelser.
Forskere har utviklet en modell som tar hensyn til og filtrerer både termisk "støy" som kommer fra byttedyr i bevegelse, så vel som eventuelle feil knyttet til funksjonen til selve detektormembranen. I modellen forårsaker et signal fra hver av de 2 tusen termiske reseptorene eksitasjonen av nevronen, men intensiteten av denne eksitasjonen avhenger av inngangen til hver av de andre nervecellene. Ved å integrere signaler fra interagerende reseptorer i modellene, var forskerne i stand til å oppnå veldig klare termiske bilder selv med høye nivåer av fremmed støy. Men selv relativt små feil knyttet til driften av membrandetektorer kan ødelegge bildet fullstendig. For å minimere slike feil bør tykkelsen på membranen ikke overstige 15 mikrometer. Og det viste seg at membranene til pitslanger har akkurat denne tykkelsen, melder cnews.ru.
Dermed var forskere i stand til å bevise slangers fantastiske evne til å behandle selv bilder som er veldig langt fra perfekte. Nå gjelder det å bekrefte modellen med studier av ekte slanger.
Konklusjon
Det er kjent at mange arter av slanger (spesielt fra gruppen av pit-slanger), til og med fratatt synet, er i stand til å slå sine ofre med overnaturlig "nøyaktighet". Den rudimentære naturen til deres termiske sensorer gjør det vanskelig å argumentere for at evnen til å oppfatte varmestrålingen fra byttedyr alene kan forklare disse fantastiske evnene. En studie utført av forskere fra det tekniske universitetet i München viser at kanskje det hele skyldes tilstedeværelsen av en unik "teknologi" for å behandle visuell informasjon i slanger, rapporterer Newscientist.
Det er kjent at mange slanger har sensitive infrarøde detektorer, som hjelper dem med å navigere i verdensrommet og oppdage byttedyr. Under laboratorieforhold ble slanger midlertidig fratatt synet ved å dekke øynene med et plaster, og det viste seg at de klarte å treffe en rotte med et øyeblikkelig slag av giftige tenner rettet mot offerets nakke, bak ørene - der rotten klarte ikke å slå tilbake med sine skarpe fortenner. Slik nøyaktighet kan ikke bare forklares med slangens evne til å se en vag varmeflekk.
På sidene av fronten av hodet har pitslanger fordypninger (som gir gruppen navnet) der varmefølsomme membraner er plassert. Hvordan "fokuserer" en termisk membran? Det ble antatt at dette orgelet fungerer etter prinsippet om en camera obscura. Imidlertid er diameteren på hullene for stor til å implementere dette prinsippet, og som et resultat kan bare et veldig uskarpt bilde oppnås, som ikke er i stand til å gi den unike nøyaktigheten til et slangekast. Hele poenget er åpenbart i evnen til slanger til på en eller annen måte å behandle det infrarøde bildet og "rense" det fra forstyrrelser.
Forskere har utviklet en modell som tar hensyn til og filtrerer både termisk "støy" som kommer fra byttedyr i bevegelse, så vel som eventuelle feil knyttet til funksjonen til selve detektormembranen. I modellen forårsaker et signal fra hver av de 2 tusen termiske reseptorene eksitasjonen av nevronen, men intensiteten av denne eksitasjonen avhenger av inngangen til hver av de andre nervecellene. Ved å integrere signaler fra interagerende reseptorer i modellene, var forskerne i stand til å oppnå veldig klare termiske bilder selv med høye nivåer av fremmed støy. Men selv relativt små feil knyttet til driften av membrandetektorer kan ødelegge bildet fullstendig. For å minimere slike feil bør tykkelsen på membranen ikke overstige 15 mikrometer. Og det viste seg at membranene til pitslanger har akkurat denne tykkelsen.
Dermed var forskere i stand til å bevise slangers fantastiske evne til å behandle selv bilder som er veldig langt fra perfekte. Alt som gjenstår er å bekrefte modellen med studier av ekte, ikke "virtuelle" slanger.
Bibliografi
1. Anfimova M.I. Slanger i naturen. - M, 2005. - 355 s.
2. Vasiliev K.Yu. Reptilsyn. - M, 2007. - 190 s.
3. Yatskov P.P. Slangerase. - St. Petersburg, 2006. - 166 s.
Kommentar fra YariniCeteri
Etter at du har passert broen som bremser deg etter den tredje sjefen går du inn i "basaren"-området hvor du vil se nesten 100 snekdudes som patruljerer hele veien. For å komme videre må du gripe to øyne, ett på hver side av rommet, og sett dem inn i skallen i den andre enden av rommet. Selv om denne prestasjonen er semi-rar, trenger du ganske enkelt å sette begge øynene inn i skallen innen 10 sekunder etter den første, og du trenger ikke å kjøre dem begge fra dem. står til skallen innen 10 sekunder (som var vår opprinnelige forståelse).Hvis du har en kule og blir møtt av en mobb, vil den miste øyet. I tillegg til den generiske snekmoben er det spesielle snekmobs kalt "Orb Guardians". De fleste av disse er stjålet, men det er 1 i nærheten av hver øye, 1 i mellom hvert øye og skallen, og 1-3 i midten av rommet. Hvis kulene blir plukket opp vil de glemme ALT ANDRE I VERDEN og gå rett etter personen som holder kulene. Hvis de når personen, vil de slå kulen ut av hendene deres og deretter ta den opp, og deretter løpe sakte tilbake til stativet øyet kom fra. Den eneste måten å få dem til å miste øyet er å drepe dem. Vi brukte dette til vår fordel, selv om vår strat er sterkt kompavhengig.
Det som fungerte for oss var å plukke opp ett øye, la det bli grepet av en Orb Guardian, og så fikk DK-en vår til å legge til så langt han kunne få det. Vi fortsatte å gripe grepet (tok ca. 3 grep) til det var rett ved siden av hodeskallen, så hadde en av druidene våre spam Entangling Roots på den for å hindre den i å bevege seg (i hovedsak holdt det ene øyet ved siden av hodeskallen) og så resten av gruppen gikk bort til det andre øyet og fikk det sakte over rommet med grep også. Når begge øynene var nær hodeskallen, drepte vi alle Orb Guardians, og så tok vi begge øynene og slapp dem inn sammen. Før du setter inn det første øyet, sørg for at det andre er klart, for Org Guardians gjenoppstår, og hvis du kaster en inn og får det andre stjålet av en splitter ny Orb Guardian, vil du sannsynligvis ikke drepe den innen 10 sekunder .
Skulle gjerne hørt hvordan grupper med andre komp klarte seg, siden vi i utgangspunktet hadde flaks med et veldig bra komp (vi endte faktisk opp med å bruke Blood DK, Veng DH, Prot Pally, Feral Druid Resto Druid).
Også når hodeskallen åpner seg og du ikke får det til, ikke vær bekymret umiddelbart. Vår dukket ikke opp i 5-10 sekunder etter at døren var åpen.
Min btag er FrostyShot#1667 hvis du har spørsmål om metaene. (US-servere)
Kommentar fra Nightswifty
For denne prestasjonen vil du bruke klasseverktøy for å kontrollere Orb Guardian mens du kommer begge øynene nærmere. Legg merke til at det er flere Guardian of the Sphere i hele rommet som vil forsøke å stjele øyet ditt tilbake, det er en i nærheten av hvert øye, en mellom øynene og hodeskallen, og noen flere i midten av rommet.Kommentar fra St3f
Vi brukte WL-porten og kulen bugnet i bakken. Vi kunne ikke åpne døren og gå videre og måtte hoppe over den siste sjefen. Stort sett alle prestasjonene i dette fangehullet er fullstendig *!@#ed.Kommentar fra Tatahe
Denne prestasjonen er avlyttet, vi har 2 foresatte med kuler ved siden av døren, vi drepte begge, og så når vi klikker kulene for å plassere den inn i døren, kom bare den ene dit og den andre forsvant, så vi må tilbakestille årsaken kulen manglet fullstendig, den ble aldri gjenoppstått igjen...Kommentar fra Errno
Gruppen min fikk dette etter å ha tilbakestilt forekomsten én gang på grunn av en interessant feil.Vi tok venstre kule til høyre side slik at vi kan håndtere mobs bedre. Vi begynte deretter å flytte begge kulene på høyre side. På et tidspunkt bestemte jeg meg for å kaste kulen, men den krysset den andre spilleren som holdt den andre kulen. I stedet for å få 2 debuffs / orbs på ham eller bare ikke krysse ham, kulen forsvant fullstendig. Så vi var en kule kort, og vi kunne ikke engang gå videre til neste sjef. Vi måtte nullstille instansen og slette hele veien tilbake. Vi var da veldig forsiktige da vi kastet kulene for ikke å krysse dem med den andre kuleholderen så det vil ikke feile. Vi prøvde også å holde kulene litt adskilt. Etter at vi fikk dem nær slangehodet, gjorde vi bare en nedtelling og brukte dem på hodet samtidig. Prestasjonen dukket opp etter rundt 10 sekunder, selv om vi alle klør oss i hodet og trodde at vi på en eller annen måte mislyktes.
Så strategien vi brukte var:
1.Slett den ene siden
2. Ta den første kulen til den andre siden
3. Flytt kuler til hodet mens du dreper/overvelder mobber (for å være sikker, ikke kast kulen, eller hvis du gjør forsiktig at den ikke krysser andre kuleholdere).
4. Bruk på samme tid og profitt.
Kommentar fra drlinux
Denne prestasjonen er fullstendig avlyttet!Vi måtte tilbakestille forekomsten 3 ganger, fortsatt uten hell: Orbs fortsetter å bugge inn, en forsvinner og bare en vil være igjen. Ingenting kan fikse problemet, ikke engang å dø for så å løpe tilbake til øynene, de dukker ikke bare opp på magisk vis (ved 3. forsøk ba vi Gud om at kulene måtte være der, buuuuuut nei).
Så ja, du må faktisk tilbakestille hele forekomsten og drepe alt underveis, inkludert tre første sjef (fordi *fnise*...så klart, du kan ikke bare hoppe over dem, hvorfor i all verden kunne du det) - å kaste bort tid, og åpenbart ikke få noe bytte på grunn av tilbakestillingen.
Profftips: Hvis du flytter ååå for nærme til hodeskallen, vil kulen automatisk kastes inn i hodeskallen (uten egentlig å klikke på den)... og resulterer dermed i en tidtakerfeil, hvis den andre kameraten din er for langt unna - ved å "profitere" en annen ekkel instans tilbakestilling ( vi måtte lære dette ved våre egne feil). Nå vet jeg ikke om det er en feil eller ikke, men det er greit å vite ting.
Ikke misforstå, jeg har ingen problemer med mekanikken, ikke engang den raske gjenoppstarten, og ikke engang at kulen vil bli tilbakestilt hvis den er på bakken for lenge.. Men kom igjen, 2 orbs bugging i 1 ... Det er latterlig. Et øyeblikk tenkte jeg at kanskje, bare KANSKJE hvis 2 kuler kom inn i 1, kanskje at en kule ville telle som to (det gir mening, ikke sant?).. men gjett hva: Nei! :)
PS: har allerede åpnet en billett fordi dette er den mest irriterende avlytte prestasjonen i min wow-karriere...
Laster inn...
