螽斯光感受器结构变化的定量研究

螽斯(Gampsocleis gratiosa)是一种昼行性直翅目昆虫,其复眼具有融合型感杆。目前,对其视觉系统光感受器的研究尚未见到报道。在本工作中,我们首先利用电镜和光镜的方法,对螽斯复眼光感受器在中午和子夜两个时刻和明暗两种适应状态下的超微结构变化进行了观     

家蝇复眼性特化光感受器的进一步研究

家蝇复眼性特化光感受器是蝇视觉信息加工研究中一个有重要意义的问题,因为它与蝇的追逐行为密切相关。近几年来,Franceschini等、Hardie等、Hardie及吴卫国等先后观察到雄性家蝇复眼背区中包含一种性特化的中央小网膜细胞R_7。但是以前的研究没有发现雌性家蝇复眼中也包含性特化的中央小网膜细胞R_7。Wehrhahn 在研究家蝇的追逐     

北京萤火虫复眼的梯度折射率光学和光线追迹

Exner论述了昆虫复眼的重叠原理.70年代,Horridge等人提出了光学重叠眼的特征是必须存在宽的透明带,把小眼的角膜透镜和晶锥与复眼的光感受器层分开.光学重叠眼中的透明带允许多个小眼的光线通过并一直到达光感受器层.在理想的重叠眼中,一束平行光线最后被聚焦在小眼光轴与光线的初始方向一致的那个小眼的光感受器细胞上.但对于萤火虫复眼的研究现在仍存在有不同的结论,有研究认为它是光学重叠型复眼,但     

飞秒激光仿生复眼制造进展

复眼系统是自然界中普遍存在的一种视觉成像系统,与单眼相比,它具有体积小、视场角大、景深大以及对快速运动物体灵敏度高等优点.人工仿生的复眼结构在机器人视觉、三维成像、目标跟踪、导航、监测、医学等领域具有极其重要的应用价值.与传统复眼透镜制备技术相比,飞秒激光微纳加工技术在三维制备、高精度加工、可程序化设计等方面具有突出的优势,使得飞秒激光技术成为重要的仿生复眼制备方式.本文总结了飞秒激光加工仿生复眼透镜的最新研究进展,对激光增材和减材两种制备方式分别进行了阐述和分析,对仿生复眼透镜的应用进行了简单的介绍,最后探讨了飞秒激光制备复眼透镜领域存在的一些挑战,并对该领域的未来发展方向进行了展望.     

不同适应状态下神经重叠复眼接收视觉信息的模式

双翅目昆虫复眼的每一个小眼包含8个光感受器细胞,其中6个大的外周小网膜细胞(R_(1-6))为第一亚视觉系统。6个相邻小眼的6个不同的外周小网膜细膜接收视觉信息后传递并叠加在第一视神经节的同一个弹药筒内。另外,2个中心小网膜细胞(R(7-8))为第二亚视     

拟合复杂穆斯堡尔谱的通用方法

对于分立谱或超精细参数呈连续分布的重叠谱,均已提出成熟的拟合方法。但有许多相结构复杂的材料,如部分晶化的非晶态合金,呈现由分立谱和重叠谱组成的复杂穆斯堡尔谱.对于这种复杂谱,目前主要有两种拟合方法.一种较为简单的方法是将重叠谱视为具有平均超精细参数的Lorentz或Gauss型展宽谱,再加上原有的分立谱组分,同时进行迭代拟合。这种方法的缺点之一是丢失了超精细参数分布的信息。另一种常用方法是将重叠谱离散化成若干分立亚谱,并加以光滑处理,再连同原有的分立谱,同时进行拟合。这种方法可以克服前一种方法的缺点,但在重叠谱离散化的某个亚谱与原分立亚谱具有较强相关性时,拟合的峰     

同步化响应:视-脑信息处理的新进展

１９８９年猫的初级视皮层上,发现了刺激诱发的神经元群活动的γ同步振荡现象,在这之后,视－脑研究进入了一个新时期,如何理解视觉系统自然就成为一个至关重要的科学方法论问题,从信息处理,非线性动力学和神经网络的观点出发,对当前视觉研究中的由神经元群对外部世界客体的同步化响应所涉及到的几个主要方面进入深入评述,强调指出,神经表象是视觉系统作为智能信息处理的独有特点,是视觉计算理论的核心概念,子波变换是多尺     

长吻虻和长管花的故事

据最新报道,生活在南部非洲的一种叫“长吻虻”的虻科动物,由于失去了赖以生存的湿地和其幼虫寄生的昆虫,某些种类已经灭绝。与此同时,一些与长吻虻有着依存关系的植物也厄运临头。“长吻虻”与这些植物之间究竟存在什么样的依存关系呢?     

从信息处理的观点谈视觉研究

一、视觉研究的主要目的和途径眼睛是人类最重要的感觉器官。由眼和脑组成的视觉系统所处理的信息约占人的全部感觉信息的90％。研究人类视觉的目的,简单地说,就是要理解人是怎样通过观看完成认知任务的,从而为解释大脑究竟是怎样工作的这个最吸引人的神经科学问题提供一个正确的答案,为制造具有人的视觉功能的新型机器提供必要的生物学依据。在神经生理学和神经解剖学方面,人们建立了神经网络的“侧抑制”概念,建立了视网膜神经节细胞、外侧膝状体细胞、初级视皮层神经元的“感受野”     

虻复眼薄板神经节突触传递机制的研究

虻视觉系统的网膜细胞R1—6的轴突只投射到第一视神经节(薄板)。薄板由视觉弹药筒构成,“注视”空间同一方向的六个不同小眼的六个网膜细胞的轴突会聚到一个弹药筒。L1—2为弹药筒中大单极神经元,为突触后成分。二者与弹药筒中六个感受器轴突中的每一个都构成突触联接。这里是化学突触。突触前末端去极化引起递质释放,导致突触后细胞膜电位的超极化。R1—6/L1—2神经网络可作为研究突触传递机制的模型系统。本文将简要地给出R1—6/L1—2的传递机制的研究结果及其与突触形态的相关性。     

视觉的神经基础

视觉系统是人类获取外界信息的最主要的感觉通道。从单个神经细胞到系统水平简要地介绍了迄今为止数十年来神经科学家对视觉神经机制研究的重要成果,让读者对视觉的神经基础有一个清晰和全面的了解。     

切除大白鼠一侧交感颈上节后对侧节后纤维对去交感神经虹膜再支配的研究

如果某一靶器官失去神经支配,通过某种未知诱因可诱导附近同样功能的神经出芽,对其形成再支配连系(Reinnervation)。这个现象在中枢、外周及交感神经系统都已有报道。特别是交感神经活跃的发芽机制已早为大量在体实验所证实。近年有关交感神经节移植及离体培养的研究对此又提出了不少证据。然而,神经发芽能否远距离地生长并对远处去传入的靶     

蝇视觉系统的图形-背景及模式辨别模型的神经学新证明

蝇仅依靠相对运动信息就能分辨物体(“图形”)与背景。至今,人们采用行为实验及电生理实验研究这样的信息处理问题。本篇研究旨在缩小行为水平与神经水平之间的差距。若F(x S(t))为一维的视觉反差刺激模式,按S(t)运动,则运动检测器的输出分布如下式:     

计算视觉和正则化理论

计算视觉理论是当前世界视觉研究的主流,是计算神经科学的基础,它促进了心理物理学、神经生理学、计算机科学、数学、物理学、系统科学、工程学等联合起来研究视觉——大脑的信息处理过程与机制。波吉欧(Poggio)等人提出的正则化理论是计算视觉的一个重大进展,通过算法将计算理论与生物硬件联系起来,为人工智能中的自动图象分析系统,视觉专家系统的研究奠定了理论基础,并成为研究脑信息加工的前沿领域。霍普菲尔德(Hopfield)提出的神经网络集合运算的理论框架成功地求解了一类最优化问题,并研制出相应的硬件芯片,这对当前正在兴起的新一代计算机或智能机的研制具有重大指导意义。波吉欧与霍普菲尔德的工作已引起人们普遍的关注和国际各智能学术机构的重视。为使读者对这些前沿课题的发展近况有所了解,特编译了波吉欧与霍普菲尔德分别在Nature与science上发表的论文,供读者参考。     

对侧延迟活动:视觉工作记忆信息存储的ERP指标

视觉工作记忆与人的众多基本认知能力有密切关系,是当前认知心理学、认知神经科学等多个领域的研究焦点之一.运用事件相关电位技术获得的对侧延迟活动(contralateral delay activity,CDA),是目前已知唯一可实时追踪视觉工作记忆中存储的客体信息的神经指标,能有效反映视觉工作记忆存储的客体数目.近10年来,众多研究者运用CDA在揭示视觉工作记忆的机制与作用的研究中取得了丰硕成果.本文就CDA的来源、基本特性(幅值、时间进程、神经基础、产生机制)进行系统总结阐述,然后就CDA在研究、临床中的应用予以简要总结,最后对CDA研究中需进一步探明的一些关键问题进行了展望.     

首只无线飞行机器昆虫自带“大脑”

正据美国趣味科学网站报道,第一只无线飞行机器昆虫振翅起飞了!美国科学家首次让其研制出的"机器蝇"(Robofly)独立振翅飞行,这或许只是微型机器人的一次小振动,却是整个机器人领域的一个大飞跃。"机器蝇"由华盛顿大学科研团队研制,其体重与牙签相当。该团队称,该"机器蝇"由激光驱动,自带"大脑"。研究人员把激光束对准位于"机器蝇"顶部的一块光伏电池,其能将激光转化为电能。但     

中置式超声波振动车削系统二级增幅的研究

超声波振动切削系统设计的主要目的是使刀尖具有较大的振幅,这一增大振幅的任务一直是由振动系统中的变幅杆承担的。我们在研究中发现:不仅变幅杆具有增幅功能(本文称为一级增幅),刀杆也具有增幅功能(本文称为二级增幅)。在传统观念中,刀杆在振动系统中只是起支承刀片和传递能量两种作用,而对它的二级增幅作用却无人问津。本文就新型中置式超声波振动车削系统(图1)中刀杆的二级增幅问题进行了理论分析和实验研究。     

昆虫复眼紫外光敏感峰随光强度位移

陈和马曾报道,昆虫复眼对紫外光的敏感性不仅会随刺激光强度的增加而下降,而且其敏感峰值还从波长355nm向377—400hm位移,该现象提示我们,在实际生活中利用“黑光灯”捕捉昆虫时,若注意适当控制光的强度,则将可能显著提高诱捕效率,本文进一步测定具深暗颜色复眼和白眼复眼昆虫的视网膜电位反应振幅和刺激光强度关系(V-I function),并     

神经振荡在人类视觉工作记忆表征维持中的作用

人类的视觉系统可以同时接收外界环境中的多种视觉信息,并以记忆表征的形式暂时存储于工作记忆之中,以便指导后续的认知活动.但大脑只能维持有限数量的记忆表征,表现出工作记忆的容量有限性.同时,我们对视觉刺激的内部表征是充满噪音的,即对记忆表征的维持存在精确度的变化.本文从大脑神经活动的神经振荡特性角度出发,系统阐述了人类视觉工作记忆的表征维持阶段、记忆容量和记忆精确度的神经振荡特征,以及相关的理论建模,并对该研究领域的发展做了展望.     

动物特殊感知系统的研究进展

亿万年的进化,动物具备了超常的感觉能力和独特的神经结构及功能,以适应各自特殊的生态环境.本文简要综述了3个方面的研究进展:蛇类红外感知觉、蝙蝠回声定位和动物磁导航与定向.主要包括信号接收和传感相关的细胞和分子机制,信息处理的中枢神经机制,特殊信号相关的行为反应特征等.蛇类红外成像的生理基础是感受野的拓扑结构类似视觉系统,其红外系统在很大程度上可以替代视觉系统.TRPA1被证明是红外热传感的关键分子,但工作原理仍不明确.蝙蝠回声定位信号模式大体有3类,即恒频-调频、调频以及咔哒声(click),与回声定位相关的神经结构和功能高度特化,具有很高的时间和空间分辨率以及目标识别能力.基于地磁场进行导航在动物界普遍存在,在脑部外加磁场可以改变动物的行进方向.动物磁受体的分子机制争议很大,主要有铁晶体理论和基团对理论两个学派,后者是光依赖性的.这些研究结果对仿生学和仿生工程制备都有重要的启迪意义.