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蜻蜓的腦如何使其成為狩獵高手

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    葛列格·蓋奇 (GG)：如果讓
    你想像兇猛的捕食動物，
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    你可能會想到獅子，
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    但即使獅子捕食技巧出色，
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    牠捕食的成功率也只有兩成。
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    要說動物王國中最成功的捕食者，
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    答案可能會讓你大吃一驚，
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    是蜻蜓。
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    蜻蜓是飛行獵手，
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    當牠們看到比自身體型小的飛蟲，
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    有 97% 的概率能捕捉到作為食物。
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    而整個過程可以在飛行中完成。
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    一隻如此小的昆蟲
    為何有如此高的精準度？
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    在這一集中，我們將會看到
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    蜻蜓的大腦如何讓牠成為致命殺手。
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    [DIY 神經科學]
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    蜻蜓是如何成為動物中
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    最成功的捕食者之一呢？
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    第一，是牠的眼睛構造。
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    蜻蜓擁有接近 360° 的視角。
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    第二，翅膀結構。
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    通過對翅膀的獨立控制，
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    蜻蜓可以在任何方向精確移動。
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    但蜻蜓成功的真正秘訣
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    是其大腦可以整合來自眼睛
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    和翅膀的複雜信號
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    並將捕獵行為轉變為簡單反射。
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    為了研究當中的原理，
    傑米花了很多時間
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    和蜻蜓相處。
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    你做實驗需要些什麼？
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    傑米·斯帕爾：首先，你需要蜻蜓。
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    奧利弗： 我用捕蟲網去捉牠們。
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    傑米：越研究牠們，就越害怕牠們。
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    牠們實際上非常嚇人，
    特別是在顯微鏡下。
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    牠們的下頜骨非常鋒利，
    而且很有攻擊性，
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    我相信這幫助牠們成為捕食好手。
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    GG：為了進一步研究
    當蜻蜓看到獵物時的大腦活動，
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    我們決定偷聽蜻蜓
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    眼睛和翅膀間的對話，
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    為此，我們需要用冰塊麻醉蜻蜓，
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    並確保翅膀完好無損，
    以便我們之後放走牠。
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    蜻蜓大腦中有很多
    特殊的細胞，即是神經元
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    而就是這些神經元讓蜻蜓
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    能夠快速見到物件和移動。
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    獨立的神經元通過細長的軸突
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    連接彼此，
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    進而組成神經迴路，
    在軸突上用電信號進行交流。
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    在蜻蜓體內，我們將沿著軸突
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    放置一些小的金屬線和電極，
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    這整個過程很酷。
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    在蜻蜓體內只有 16 個神經元：
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    每隻眼睛有 8 個，
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    用來告訴翅膀目標的具體方位。
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    放置電極後，我們就可以記錄
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    眼睛和翅膀之間的神經元電信號。
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    每當有訊息從眼睛傳遞到翅膀，
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    我們的電極都會將這次對話
    以電流的形式記錄下來，
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    並放大電流。
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    我們能看到並聽到電流脈衝，
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    我們稱之為動作電位。
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    現在一起來聽聽。
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    我們馬上把蜻蜓倒置，
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    牠現在眼朝地面。
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    我們現在放置一個獵物，或者說目標，
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    這裡我們使用一隻假蒼蠅作為目標。
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    我們將在蜻蜓的視野範圍內移動牠。
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    （電流聲）
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    哦！
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    哦，你看這裡。
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    快看這裡，但只在
    朝特定方向時發生電位變化。
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    哦，好！
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    當我向前移動時，不會出現任何脈衝，
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    但回來的時候脈衝會出現。
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    在實驗中，
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    我們見到當目標僅朝一個方向移動時，
    蜻蜓的神經元會被啟動，
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    但在向另一個方向移動時卻沒有。
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    這是為什麼呢？
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    記得我之前提及到
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    蜻蜓擁有 360° 的可視範圍。
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    同時，蜻蜓眼睛上有一個
    稱為中央凹的區域
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    而這也是蜻蜓視力最敏銳的部分，
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    你可以把它看作瞄準線。
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    還記得我給你說過蜻蜓能獨立
    控制每個翅膀嗎 ?
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    當蜻蜓發現獵物時
    會試圖將瞄準線對準獵物，
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    會沿著軸突發送訊號給
    控制翅膀的神經元
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    來對準目標。
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    所以，如果獵物在蜻蜓的左側，
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    那麼只有控制左側翅膀的
    神經元會被啟動。
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    如果獵物飛向蜻蜓的右側，
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    那就不需要這些神經元了，
    它們就會在靜止狀態。
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    當神經元確定好翅膀的角度後，
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    蜻蜓會依照瞄準線朝獵物飛去。
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    一擊直中，晚餐到手。
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    現在，這些都是一瞬間發生的事，
    這對蜻蜓來說不費吹灰之力，
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    就像本能反應。
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    而這個驚人高效的捕獵過程
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    被稱為固定（fixation）。
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    但是還有一件需要考慮的事情。
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    我們看到神經元如何回應運動，
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    但是蜻蜓如何判斷誰是獵物呢？
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    這就需要考慮獵物的體型了。
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    讓我們來給蜻蜓展示一系列圓點。
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    哦，對了！
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    傑米：對，牠對那個比較有反應。
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    GG： 在所有的體型中，
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    我們發現蜻蜓更傾向於
    選擇體型小的目標。
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    換句話說，蜻蜓被設定為
    捕捉體型比自己小的飛蟲，
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    而不是更大的目標，比如鳥類。
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    而只要牠識別出了獵物，
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    那隻可憐的小飛蟲
    只有幾秒鐘的逃生時間。
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    今天我們看到了蜻蜓的腦如何工作
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    使得蜻蜓成為一個高效的獵手。
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    而且我們要慶幸
    自己不是生活在 3 億年前，
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    那時的蜻蜓跟貓一樣大。
Title:
蜻蜓的腦如何使其成為狩獵高手
Speaker:
DIY 神經科學
Description:

蜻蜓可以近乎完美地精確捕捉獵物，傲立所有捕食者。 但是，只有很少神經元的蜻蜓是如何獲得如此出色的表現呢？ 大膽的神經科學家用感測器和人造蒼蠅，探究蜻蜓如何準確無誤地鎖定獵物，並在幾毫秒內將其捕捉。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED Series
Duration:
05:17

Chinese, Traditional subtitles

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