Insekter är beroende av optiska flöden för att kunna ge mycket av sin information om världens tredimensionella struktur. Många insekter använder översättningsflöde för att mäta avståndet mellan föremål från sig själva. En färsk undersökning har gett nya insikter i hur Drosophila använder optiskt flöde för att välja ut ett nära mål att närma sig. Virtuell verklighet är ett kraftfullt verktyg för att undersöka mekanismerna för visuellt väglett beteende hos insekter. Promenader Drosophila utforskar sin omgivning och närmar sig stationära föremål som möjliga källor till mat, husrum eller par. Om ett föremål visar sig olönsamt eller otillgängligt, närmar sig flugan ett annat. När en fluga hålls fast inom ett litet område tillsammans med en samling värdelösa föremål, kan den köras upprepade gånger mellan föremålen i flera timmar. När flugan lämnar ett föremål, undviker den återbesök och väljer mellan återstoden på grundval av deras relativa närhet [1]. Som de rapporterar i detta nummer av Current Biology, Schuster et al. [2] har använt teknik för virtuell verklighet som de utvecklat [3] för att upptäcka hur en fluga bestämmer vilket mål som är närmast. Som en fluga ögon är nära tillsammans och deras linser har en kort och fast fokal längd, de primära djup signaler tillgängliga för flugan kommer från optiskt flöde - näthinnan bildrörelse som produceras som en följd av insektens rörelser. Av de två möjliga rörelseparallax köer, flugor befanns ägna sig åt translationell hastighet men att ignorera bildexpansion (looming). Användningen av optiskt flöde innebär ofta prestanda av speciella mönster av rörelse för att generera den speciella bildrörelse som behövs för en given uppgift. Locusts eller mantider hoppar på ett stationärt objekt bedöma hur långt de behöver för att hoppa genom att vända sig mot målet och flytta sina huvuden från sida till sida innan de hoppar [4] [5] [6] [7]. Denna informationssamlande "peering" beteende har intressanta design funktioner. Uppgiften att extrahera avståndet till målet underlättas genom att göra rörelser från sida till sida av huvudet strikt translationell, utan rotationskomponent för att försämra avståndssignalen. När mål är avlägsna och bildrörelserna i motsvarande grad är mindre förstärks avståndssignalen genom att amplituden och rörelsehastigheten ökar. Men när Drosophila väljer ett mål, är de intresserade av den mer kvalitativa uppgiften att välja ut det närmaste och verkar göra det spontant när de går. För att se hur Drosophila mäter målavstånd [2] var en vinglös fluga begränsad till en plattform som omgavs av en hög cylinder av närförpackade lysdioder. Alla dioder tändes med undantag för vertikala stänger av obelysta dioder som flugan lockades till. Positionen och bredden på varje mörk bar var kopplade till flugans registrerade rörelser. Genom att justera vinsten av denna självgenererade rörelse parallax, bar kunde göras för att representera en fast virtuell objekt placeras på något avstånd från plattformen. Ju större rörelse i näthinnan som flugan ser, desto närmare är ribban. De första testerna jämförde en flugas val mellan virtuella och verkliga objekt (delar av svart kort). Flugor föredrog att närma sig det närbelägna objektet oavsett om det var verkligt eller virtuellt. Ingen preferens upptäcktes när verkliga och virtuella objekt var likvärdiga. Dessa resultat tyder på att flugan, som väntat, helt grundar sitt beslut på motion parallax. För att reta isär vilken del av rörelseparallax som bestämmer flugans val av mål, användes slutsatsen att flugans förmåga att skilja avstånd är nedsatt om en fördröjning införs mellan flugans rörelser och deras omvandling till omvandlingar av stången. Prestanda försämras gradvis med ökande fördröjning, förblir över chans för förseningar på minst 2 sekunder. Förseningar av vilken omfattning som helst som var begränsade till den annalkande komponenten var ofarliga, medan förseningar begränsade till translationell rörelse av stången försämrade flugans rätta val, precis som om båda komponenterna i flödet försenades. Looming signaler ignoreras således i denna uppgift, även om flugor är mycket känsliga för dem under landning och de annalkande signaler som Schuster et al. [2] tillhandahållna var stora. Under normal framåt rörelse, bilderna av objekt flytta från framsidan till baksidan av näthinnan. När återkopplingens riktning vändes, misslyckades distansdiskrimineringen, vilket tyder på att flugan för denna uppgift endast kan ägna sig åt bakåt rörelse och skärma ut alla rörelser framåt över näthinnan. En svårighet i att få en exakt uppskattning av objektet avstånd från optiska flöde under locomotion är att translationell bildhastighet och mängden hotande beror inte bara på insektens hastighet och avståndet av objektet, men också på vinkeln mellan objektets siktlinje och riktningen för rörelse av insekten (Figur 1). Den vävande komponenten är maximal för rörelse längs siktlinjen, och faller med cosinus av vinkeln mellan siktlinjen och insektens rörelseriktning. Omvänt, translationell bildhastighet är maximal när siktlinjen är vinkelrät mot rörelseriktningen, och sjunker med sinus av denna vinkel. Locusts, när peering från sida till sida, maximerar den translationella komponenten av optiska flödet genom att möta sitt mål. Fläckar, när du väljer mellan objekt, gör ingenting likvärdigt och det är oklart om de tolererar en slarvig process, eller har mekanismer som normaliserar bildrörelsesignaler för olika infallsvinklar, eller använder beteendestrategier för att lösa denna tvetydighet. Avsändning
REF visar att uppgiften att utvärdera avstånd mellan objekt underlättas genom att göra rörelser från sida till sida av huvudet strikt translationella och bortse från eventuella rotationskomponenter som kan påverka avståndet till objekten.
Insect Vision: Controlling Actions through Optic Flow
{'venue': 'Current Biology', 'journal': 'Current Biology', 'mag_field_of_study': ['Biology', 'Medicine']}