英国纽卡斯尔大学的科学家们发现了计算3D距离和方向的昆虫大脑中的神经元。了解这些可以帮助机器人的视野。

在第一次在显微镜下拍摄的令人惊叹的图像中，神经元被发现在祈祷螳螂中。这项工作今天发表在Nature Communications上。

在一个特别设计的昆虫电影院中，螳螂配有3D眼镜，并在监测大脑活动时显示模拟虫的3D电影。当虫子的图像进入掠夺性攻击的惊人范围时，科学家Ronny Rosner博士能够记录个体神经元的活动。

罗斯纳博士是纽卡斯尔大学神经科学研究所的研究助理，也是该论文的第一作者。他说：“这有助于我们回答昆虫如何通过如此微小的大脑实现令人惊讶的复杂行为，并且理解这可以帮助我们开发更简单的算法来开发更好的机器人和机器视觉。”

“3D神经元”祈祷螳螂使用3D感知，科学上称为立体视觉，用于狩猎。通过使用两个视网膜之间的差异，他们能够计算距离并在猎物到达时触发其前肢的打击。记录的神经元被染色，显示它们的形状，这使得该团队能够识别可能参与螳螂立体视觉的四类神经元。

使用强大的显微镜拍摄的图像显示神经细胞的树突树 - 神经细胞接收来自大脑其他部分的输入 - 被认为能够实现这种行为。

罗斯纳博士解释说：“尽管它们的体积很小，但螳螂脑中含有惊人数量的神经元，这些神经元似乎专门用于3D视觉。这表明螳螂深度感知比我们想象的更复杂。虽然这些神经元计算距离，但我们仍然没有知道究竟如何。“尽管如此，由于它们比我们自己的大脑小得多，我们希望螳螂可以帮助我们开发更简单的机器视觉算法。”

由Leverhulme Trust资助的更广泛的研究计划由纽卡斯尔大学视觉科学教授Jenny Read教授领导。她说：“在某些方面，螳螂的属性与我们在灵长类动物的视觉皮层中看到的相似。当我们看到两个非常不同的物种已经独立进化出类似的解决方案时，我们知道这必须是一个非常好的方法解决3D视觉问题。

“但是我们在3D视觉电路中也发现了一些以前没有在脊椎动物中报告的反馈回路。我们的3D视觉可能包括类似的反馈回路，但它们更容易在不太复杂的昆虫大脑中识别为我们提供了新的探索途径。“

这是第一次有人在无脊椎动物的大脑中识别出特定的神经元类型，这些类型被调整到3D空间中的位置。纽卡斯尔团队打算进一步发展他们的研究，以更好地理解螳螂相对简单的大脑的计算，目的是开发更简单的机器和机器人视觉算法。