Змія - опис, характеристика, будова. Який вигляд має змія? Чим компенсується у змій слабкий розвиток зору та слуху. Як розташовані очі у змії.

Вступ................................................. .................................................. ............3

1. Способів бачити багато - все залежить від цілей ........................................ ..4

2. Рептилії. Загальні відомості................................................ .............................8

3. Органи інфрачервоного зорузмій................................................. ............12

4. «Тепловидні» змії............................................ ........................................17

5. Змії вражають видобуток наосліп............................................ .......................20

Висновок................................................. .................................................. .......22

Список літератури................................................ .............................................24

Вступ

Ви впевнені, що навколишній світвиглядає саме так, яким він постає нашому погляду? А ось тварини бачать його зовсім інакше.

Рогівка та кришталик у людини та вищих тварин влаштовані однаково. Схоже і пристрій сітківки. Вона містить чутливі до світла колбочки та палички. Колбочки відповідають за колірний зір, палички – за зір у темряві.

Око – дивовижний орган людського організму, живий оптичний прилад. Завдяки йому ми бачимо вдень і вночі, розрізняємо кольори та об'єм зображення. Око влаштоване як фотокамера. Його рогівка та кришталик, як об'єктив, заломлюють та фокусують світло. Сітківка, що вистилає очне дно, виступає в ролі чутливої фотоплівки. Вона складається з особливих світлосприймаючих елементів - колб і паличок.

А як улаштовані очі наших «братів менших»? У тварин, які полюють уночі, у сітківці більше паличок. У тих представників фауни, які вночі вважають за краще спати, у сітківці одні колбочки. Найпильніші у природі — денні тварини та птахи. Це зрозуміло: без гострого зору вони просто не виживуть. Але й у ведучих нічний спосіб життя тварин є свої переваги: навіть за мінімального освітлення вони помічають найменші, майже невловимі руху.

Загалом люди бачать чіткіше і краще за більшість тварин. Справа в тому, що в оці людини є так звана жовта пляма. Воно розташоване в центрі сітківки на оптичній осі ока і містить лише колбочки. На них потрапляють промені світла, які найменше спотворюються, проходячи через рогівку та кришталик.

«Жовта пляма» — специфічна особливість зорового апарату людини, решта видів її позбавлені. Саме через відсутність цього важливого пристосування собаки та кішки бачать гірше за нас.

1. Способів бачити багато – все залежить від цілей

Кожен вид у результаті еволюції розвинув свої зорові здібностінастільки, наскільки це потрібно для його довкілля та способу життя. Якщо це розуміти, можна сказати, що у всіх живих організмів зір по-своєму «ідеальний».

Людина під водою бачить погано, а в риби очі влаштовані так, що вона, не змінюючи позиції, розрізняє предмети, які залишаються для нас «за бортом» зору. У донних риб, наприклад камбали та сома, очі розташовані у верхній частині голови, щоб бачити ворогів та видобуток, які зазвичай з'являються зверху. До речі, очі риби можуть повертатися у різні боки незалежно один від одного. Зорче за інших бачать під водою хижі риби, і навіть мешканці глибин, які харчуються дрібними істотами — планктоном і донними організмами.

Зір тварин пристосований до звичного середовища. Кроти, наприклад, підсліпуваті — вони бачать лише зблизька. Але інший зір у повній темряві їхніх підземних нір і не потрібний. Мухи та інші комахи погано розрізняють контури предметів, натомість за одну секунду здатні зафіксувати велике числоокремих "картинок". Близько 200 у порівнянні з 18 у людини! Тому швидкоплинний рух, який ми сприймаємо як ледь вловимий, для мухи «розкладається» на безліч поодиноких образів — наче кадри на кіноплівці. Завдяки цій властивості комахи моментально орієнтуються, коли їм потрібно ловити на льоту свою жертву або рятуватися від ворогів (включаючи людей із газетою в руці).

Очі комах - одне з найдивовижніших витворів природи.Вони добре розвинені і займають більшу частину поверхні голови комахи. Складаються з двох типів – простих та складних. Простих очей зазвичай три, і вони розташовані на лобі як трикутника. Вони розрізняють світло та темряву, а коли комаха летить, стежать за лінією горизонту.

Складні очі складаються з безлічі маленьких вічок (фасеток), що мають вигляд опуклих шестигранників. Кожне таке око оснащене своєрідною найпростішою лінзою. Складні очі дають мозаїчне зображення — у кожну фасетку «вміщується» лише фрагмент об'єкта, що потрапив у поле зору.

Цікаво, що у багатьох комах у складних очах окремі фасетки збільшено. А їхнє місце розташування залежить від способу життя комахи. Якщо його більше «цікавить», що відбувається над ним, найбільші фасетки знаходяться у верхній частині складного ока, а якщо під ним у нижній. Вчені неодноразово намагалися зрозуміти, що саме бачать комахи. Чи дійсно навколишній світ постає перед їхнім поглядом як чарівної мозаїки? Однозначної відповіді це питання поки немає.

Особливо багато дослідів проводилось із бджолами. У ході експериментів з'ясувалося, що зір цією комахою потрібно для орієнтації у просторі, розпізнавання ворогів та спілкування з іншими бджолами. У темряві бджоли не бачать (і не літають). Зате вони дуже добре розрізняють деякі кольори: жовтий, синій, блакитно-зелений, фіолетовий та ще специфічний «бджолиний». Останній – це результат «змішування» ультрафіолетового, синього та жовтого. Загалом гостротою свого зору бджоли можуть конкурувати з людьми.

Ну а як же обходяться істоти, які мають дуже слабкий зір або ті, хто зовсім їм обділений? Як вони орієнтуються у просторі? Дехто також «бачить» — тільки не очима. У найпростіших безхребетних і медуз, що перебувають на 99 відсотків із води, є чутливі до світла клітини, які добре замінюють їм звичні зорові органи.

Зір представників фауни, що населяють нашу планету, зберігає ще багато дивовижних таємниць, і вони чекають на своїх дослідників. Але ясно одне: все розмаїття очей у живій природі — результат довгої еволюції кожного виду і тісно пов'язане з його способом життя та місцем існування.

Люди

Ми чітко бачимо предмети поблизу та розрізняємо найтонші відтінки кольорів. У центрі сітківки розташовані колбочки «жовтої плями», які відповідають за гостроту зору та сприйняття кольору. Огляд – 115-200 градусів.

На сітківці нашого ока зображення фіксується у перевернутому вигляді. Але наш мозок коригує картинку і перетворює її на «правильну»

Кішки

Широко посаджені котячі очі дають огляд 240 градусів. Сітківка ока переважно забезпечена паличками, колбочки зібрані у центрі ретини (області гострого зору). Нічний зір кращий за денний. У темряві кішка бачить у 10 разів краще за нас. Її зіниці розширюються, а шар, що знаходиться під сітківкою, відбиває шар загострює зір. А кольори кішка розрізняє погано — лише кілька відтінків.

Собаки

Довгий час вважалося, що собака бачить світ чорно-білим. Однак псові все ж таки розрізняють кольори. Просто ця інформація не надто значуща для них.

Зір у псових на 20-40% гірший, ніж у людини. Об'єкт, який ми розрізняємо на відстані 20 метрів, для собаки «зникає», якщо він віддалений більше ніж на 5 метрів. Зате нічний зір відмінний — у три-чотири рази кращий, ніж у нас. Собака — нічний мисливець: він далеко бачить у темряві. У темряві собака сторожової породи здатна розглянути об'єкт, що рухається, на відстані 800-900 метрів. Огляд – 250-270 градусів.

Птахи

Вони добре розрізняють кольори. Більшість хижих птахів гострота зору у кілька разів вище, ніж в людини. Яструби та орли помічають видобуток, що рухається, з висоти двох кілометрів. Від уваги яструба, що ширяє на висоті 200 метрів, не вислизає жодна деталь. Його очі «збільшують» центральну частину зображення у 2,5 рази. У людського ока немає такого «збільшувача»: що вище ми знаходимося, то гірше бачимо те, що внизу.

Змії

У змії немає повік. Її око вкрите прозорою оболонкою, яку при линянні замінює нова. Погляд змія фокусує, змінюючи форму кришталика.

Більшість змій розрізняють кольори, але зображення розпливаються. Змія головним чином реагує на об'єкт, що рухається, та й те, якщо він поруч. Варто жертві ворухнутися, і рептилія виявляє її. Якщо ви замрете, змія вас не побачить. Але може атакувати. Розташовані біля очей змії рецептори вловлюють тепло, що походить від живої істоти.

Риби

Око у риби - з кулястим кришталиком, який не змінює форму. Щоб сфокусувати погляд, риба наближає або видаляє кришталик від сітківки ока за допомогою спеціальних м'язів.

У прозорій воді риба бачить у середньому на 10-12 метрів, а чітко – на відстані 1,5 метра. Зате кут зору надзвичайно великий. Риби фіксують предмети в зоні 150 градусів по вертикалі та 170 градусів по горизонталі. Вони розрізняють кольори та сприймають інфрачервоне випромінювання.

Бджоли

«Бджоли денного бачення»: на що дивитись уночі у вулику?

Око бджоли вловлює ультрафіолетове випромінювання. Іншу бджолу вона бачить у ліловому кольорі і ніби через оптику, що «стиснула» зображення.

Око бджоли складається з 3 простих та 2 складних фасеткових вічок. Складні під час польоту розрізняють предмети, що рухаються, і обриси нерухомих. Прості – визначають ступінь інтенсивності світла. Нічного зору бджоли не мають»: на що дивитися вночі у вулику?

2. Рептилії. Загальні відомості

Рептилії мають погану репутацію і мало друзів серед людей. Існує безліч непорозумінь, пов'язаних з їхнім тілом і способом життя і збережених до наших днів. Дійсно, саме слово “рептилія” означає “тварина, яка плазуна” і наче нагадує про поширене уявлення про них, особливо, про зміїв як про огидні створіння. Незважаючи на стереотип, що склався, не всі змії отруйні і багато рептилій відіграють істотну роль у регулюванні чисельності комах і гризунів.

Більшість рептилій - хижаки, які мають добре розвинену сенсорну систему, що допомагає знаходити видобуток і уникати небезпеки. Вони мають чудовий зір, а змії, крім того, мають специфічну здатність фокусувати свій погляд, змінюючи форму кришталика. Рептилії, що ведуть нічний спосіб життя, як, наприклад, гекони, бачать все чорно-білим, але більшість інших має гарний кольоровий зір.

Слух більшості рептилій немає особливої важливості, і внутрішні структури вуха зазвичай слабо розвинені. У більшості відсутній і зовнішнє вухо, крім барабанної перетинки, або “тимпанум”, яка сприймає коливання, що передаються повітрям; від барабанної перетинки вони передаються через кісточки внутрішнього вуха до мозку. Змії зовнішнього вуха немає і можуть сприймати ті коливання, які передаються землею.

Рептилій характеризують як холоднокровних тварин, але не зовсім точно. Температура їх тіла переважно визначається довкіллям, але у часто вони можуть її регулювати і за необхідності підтримувати більш рівні. Деякі види здатні генерувати та утримувати тепло всередині власних тканин тіла. Холодна кров має деякі переваги, порівняно з теплою. Ссавцям необхідно підтримувати температуру тіла на постійному рівні в дуже вузьких межах. Для цього їм постійно потрібна їжа. Рептилії, навпаки, дуже добре переносять зниження температури тіла; її життєвий інтервал у них набагато ширший, ніж у птахів та ссавців. Тому вони здатні заселяти такі місця, які для ссавців не придатні, наприклад, пустелі.

Якось наївшись, вони можуть перетравлювати їжу у стані спокою. У деяких самих великих видівміж їдою може проходити кілька місяців. Великі ссавціне вижили б за такого режиму харчування.

Очевидно, з рептилій тільки в ящірок добре розвинений зір, оскільки багато хто з них полюють на видобуток, що швидко пересувається. Водні рептилії покладаються на такі органи почуттів, як нюх і слух, коли вистежують видобуток, знаходять собі чоловіка або визначають наближення ворога. Зір вони виконує підсобну роль і діє лише з близької відстані, зорові образи розпливчасті, відсутня здатність довго фокусуватися на нерухомих предметах. У більшості змій зір досить слабкий, здатний зазвичай реєструвати тільки об'єкти, що рухаються, що знаходяться поблизу. Реакція заціпеніння у жаб, коли до них наближається, наприклад, є хорошим захисним механізмомТак як змія не здогадається про присутність жаби, поки та не зробить різкого руху. Якщо ж таке станеться, то зорові рефлекси дозволять змії швидко розправитися з нею. Тільки деревні змії, які обвиваються навколо гілок і хапають птахів та комах на льоту, мають добрий бінокулярний зір.

У змій система органів чуття інша, ніж в інших рептилій, що мають слух. Очевидно, вони не чують зовсім, так що звуки дудочки заклинача змій для них недоступні, вони входять у стан трансу від рухів цієї дудочки з боку на бік. Вони не мають зовнішнього вуха і барабанної перетинки, але, можливо, здатні вловлювати деякі дуже низькочастотні вібрації, використовуючи як органи почуттів легені. В основному змії виявляють видобуток або хижака, що наближається, по коливаннях землі або іншої поверхні, на якій вони знаходяться. Тіло змії, що повністю перебуває в контакті із землею, діє як один великий детектор коливань.

Деякі види змій, у тому числі гримучі та ямкоголові, виявляють видобуток інфрачервоного випромінювання її тіла. Під очима у них є чутливі клітини, що визначають найменші зміни температури аж до часток градуса і таким чином орієнтують змій на місцезнаходження жертви. Деякі удави також мають чутливі органи (на губах уздовж ротового отвору), здатні фіксувати зміни температури, але вони менш чутливі, ніж у гримучих та ямкоголових змій.

Для змій дуже важливі почуття смаку та нюху. Тремтливий роздвоєний зміїний язик, який деякі люди вважають «зміїним жалом», насправді збирає сліди різних речовин, що швидко зникають у повітрі, і переносить їх до чутливих заглиблень на внутрішній поверхні рота. На небі знаходиться спеціальний пристрій (орган Якобсона), який пов'язаний із мозком відгалуженням нюхового нерва. Постійне випускання та втягування язичка є ефективним методомвідбирає проб повітря на важливі хімічні компоненти. При втягуванні язик виявляється поруч із органом Якобсона, та її нервові закінчення визначають ці речовини. В інших рептилій велику роль відіграє почуття нюху, і частина мозку, яка відповідає за цю функцію, розвинена дуже добре. Органи смаку зазвичай розвинені менше. Як і змій, орган Якобсона, використовується виявлення у повітрі (у деяких видів - з допомогою язика) частинок, що несуть відчуття запаху.

Багато рептилій живуть у дуже сухих місцях, тому збереження води в тілі для них дуже важливе. Ящірки та змії зберігають воду краще за всіх, але зовсім не завдяки лускатій шкірі. Через шкіру вони втрачають майже стільки ж вологи, скільки птахи та ссавці.

У той час як у ссавців висока частота дихання призводить до великого випаровування з поверхні легень, у рептилій частота дихання набагато менша і, відповідно, через тканини легень втрата води мінімальна. Багато видів рептилій забезпечені залозами, здатними очищати кров і тканини тіла від солей, виділяючи в формі кристалів, знижуючи цим потреба відділення великих обсягів сечі. Інші небажані солі в крові перетворюються на сечову кислоту, яка може видалятися з організму з мінімальною кількістю води.

Яйця рептилій містять все необхідне для зародка, що розвивається. Це запас їжі у вигляді великого жовтка, води, що міститься у білку, та багатошарова захисна оболонка, яка не пропускає небезпечних бактерій, але пропускає повітря для дихання.

Внутрішня оболонка (амніон), що безпосередньо оточує ембріон, аналогічна такій же оболонці у птахів і ссавців. Алантоїсом називається більш потужна мембрана, що діє як легені та орган виділення. Вона забезпечує проникнення кисню та вихід відпрацьованих речовин. Хоріон – оболонка, що оточує весь вміст яйця. Зовнішня шкаралупа у ящірок і змій шкіряста, але у черепах і крокодилів вона твердіша і кальцинованіша, як яєчна шкаралупау птахів.

4. Органи інфрачервоного зору змій

Інфрачервоний зір змій потребує нелокальної обробки зображень

Органи, що дозволяють зміям "бачити" теплове випромінювання, дають вкрай розпливчасте зображення. Проте у змії у мозку формується чітка теплова картина навколишнього світу. Німецькі дослідники з'ясували, як таке можливо.

Деякі види змій мають унікальну здатність вловлювати теплове випромінювання, що дозволяє їм розглядати навколишній світ в абсолютній темряві. Щоправда, вони «бачать» теплове випромінювання не очима, а спеціальними чутливими до тепла органами.

Будова такого органу дуже проста. Поруч із кожним оком розташовується отвір діаметром близько міліметра, який веде в невелику порожнину приблизно такого ж розміру. На стінках порожнини розташована мембрана, що містить матрицю клітин-терморецепторів розміром приблизно 40 на 40 клітин. На відміну від паличок та колб сітківки ока, ці клітини реагують не на «яскравість світла» теплових променів, а на локальну температуру мембрани.

Цей орган працює як камера-обскура, прототип фотоапаратів. Дрібна теплокровна тварина на холодному тлі випускає на всі боки «теплові промені» — далеке інфрачервоне випромінювання з довжиною хвилі приблизно 10 мікрон. Проходячи через дірочку, ці промені локально нагрівають мембрану та створюють «теплове зображення». Завдяки високій чутливості клітин-рецепторів (детектується різниця температур в тисячні частини градуса Цельсія!) і гарному кутовому дозволу, змія може помітити мишу в повній темряві з досить великої відстані.

З погляду фізики якраз гарний кутовий дозвіл і є загадкою. Природа оптимізувала цей орган так, щоб краще «бачити» навіть слабкі джерела тепла, тобто збільшила розмір вхідного отвору — апертури. Але чим більше апертура, тим більш розмите виходить зображення (мова йде, підкреслимо, про звичайнісінький отвір, без будь-яких лінз). У ситуації зі зміями, де апертура і глибина камери приблизно рівні, зображення виявляється настільки розмитим, що з нього нічого, крім десь поблизу є теплокровна тварина, витягти не можна. Проте досліди із зміями показують, що вони можуть визначати напрямок на точкове джерело тепла з точністю близько 5 градусів! Як же зміям вдається досягти такого високого просторового дозволу за такої жахливої якості «інфрачервоної оптики»?

Вивченню саме цього питання була присвячена нещодавня стаття німецьких фізиків А. В. Сичерт, П. Фрідел, J. Лео van Хеммен, Physical Review Letters, 97, 068105 (9 August 2006).

Якщо реальне «теплове зображення», кажуть автори, сильно розмите, а «просторова картина», що виникає у тварини в мозку, досить чітка, значить існує якийсь проміжний нейроапарат на шляху від рецепторів до мозку, який налаштовує різкість зображення. Цей апарат не повинен бути надто складним, інакше змія дуже довго «обмірковувала» кожне отримане зображення і реагувала б на стимули із запізненням. Більше того, на думку авторів цей апарат навряд чи використовує багатоступінчасті ітеративні відображення, а є, скоріше, якимось швидким однокроковим перетворювачем, що працює за зашитою назавжди нервову системупрограмі.

У своїй роботі дослідники довели, що така процедура можлива і реальна. Вони провели математичне моделювання того, як виникає «теплове зображення», та розробили оптимальний алгоритм багаторазового покращення його чіткості, охрестивши його «віртуальною лінзою».

Незважаючи на гучну назву, використаний ними підхід, звичайно, не є чимось принципово новим, а лише різновид деконволюції — відновлення зображення, зіпсованого неідеальністю детектора. Це процедура, зворотна для змащування картинки, і вона широко застосовується при комп'ютерній обробці зображень.

У проведеному аналізі, щоправда, був важливий нюанс: закон деконволюції не потрібно було вгадувати, його можна було вирахувати виходячи з геометрії чутливої порожнини. Інакше кажучи, було відомо, яке саме зображення дасть точкове джерело світла у напрямі. Завдяки цьому абсолютно розмите зображення можна було відновити з дуже гарною точністю (звичайні графічні редактори зі стандартним законом деконволюції з цим завданням би не впоралися). Автори запропонували також конкретну нейрофізіологічну реалізацію цього перетворення.

Чи ця робота сказала якесь нове слово в теорії обробки зображень — питання спірне. Однак вона, безперечно, призвела до несподіваних висновків щодо нейрофізіології «інфрачервоного зору» у змій. Дійсно, локальний механізм «звичайного» зору (кожен зоровий нейрон знімає інформацію зі своєї маленької області на сітківці) здається настільки природним, що важко уявити щось інше. Адже якщо змії дійсно використовують описану процедуру деконволюції, то кожен нейрон, що дає свій внесок у цілісну картину навколишнього світу в мозку, отримує дані зовсім не з точки, а з цілого кільця рецепторів, що проходить по всій мембрані. Можна тільки дивуватися, як природа примудрилася сконструювати такий «нелокальний зір», який компенсує дефекти інфрачервоної оптики нетривіальними математичними перетвореннями сигналу.

Інфрачервоні детектори, звісно, важко від терморецепторів, розглянутих вище. Тепловий детектор клопів Triatoma міг би бути розглянутий у цьому розділі. Тим не менш, деякі терморецептори настільки спеціалізувалися в детектуванні віддалених джерел тепла та визначенні направлення на них, що варто розглянути окремо. Найбільш відомі з них лицьові та губні ямки деяких змій. Перші вказівки на те, що у сімейства хибноногих змій Boidae (удави, пітони і т.д.) і підродини ямкоголових змії Crotalinae (гримучі змії, в т.ч. справжні гримучники Crotalus і бушмейстер (або сурукуку) Lachesis) були отримані з аналізу їхньої поведінки при пошуку жертв та визначенні напрямку атаки. Інфрачервоне детектування використовується також для оборони або втечі, що викликається появою хижака, що випромінює тепло. Згодом електрофізіологічні дослідження трійчастого нерва, що іннервують губні ямки хибноногих змій та лицьові ямки ямкоголових змій (між очима та ніздрями), підтвердили, що ці поглиблення дійсно містять інфрачервоні рецептори. Інфрачервоне випромінювання є адекватним стимулом для цих рецепторів, хоча відповідь може генеруватися і при омиванні ямки теплою водою.

Гістологічні дослідження показали, що ямки містять не спеціалізовані рецепторні клітини, а немієлінізовані закінчення трійчастого нерва, що утворюють широке розгалуження, що не перекривається.

У ямках і хибноногих, і ямкоголових змій поверхня дна ямки реагує на інфрачервоне випромінювання, причому реакція залежить від розташування джерела випромінювання по відношенню до краю ямки.

Активація рецепторів і у хибноногих, і у ямкоголових змій вимагає зміни потоку інфрачервоного випромінювання. Це може досягатися або в результаті руху об'єкта, що випромінює тепло, в "полі зору" щодо більш холодного оточення, або при скануючому русі голови змії.

Чутливість достатня виявлення потоку випромінювання від руки людини, що переміщається в " полі зору " з відривом 40 - 50 див, з чого випливає, що пороговий стимул становить менше 8 x 10-5 Вт/см2. Виходячи з цього, підвищення температури, що детектується рецепторами, становить близько 0,005оС (тобто приблизно на порядок краще, ніж здатність людини до детектування змін температури).

5. "Тепловидні" змії

Проведені в 30-х роках XX століття вченими експерименти з гримучими та спорідненими ним ямкоголовими зміями (кроталідами) показали, що змії дійсно можуть бачити тепло, що випромінюється полум'ям. Рептилії виявилися здатними виявляти на великій відстані ледь уловиме тепло, що випромінюється нагрітими предметами, або, інакше кажучи, вони були здатні відчувати інфрачервоне випромінювання, довгі хвилі якого невидимі для людини. Здатність ямкоголових змій відчувати тепло настільки велика, що вони можуть на значній відстані вловити тепло, що випромінюється щуром. Датчики тепла знаходяться у змій у невеликих ямках на морді, звідки та їх назва – ямкоголові. У кожній невеликій, розташованій між очима і ніздрями, спрямованій вперед ямці є крихітний, як шпильковий укол, отвір. На дні цих отворів розташована мембрана, подібна до будови з сітківкою ока, що містить дрібні терморецептори в кількості 500-1500 на квадратний міліметр. Терморецептори 7000 нервових закінчень з'єднані з гілкою трійчастого нерва, розташованої на голові та морді. Оскільки зони чутливості обох ямок перекриваються, ямкоголова змія може сприймати тепло стереоскопічно. Стереоскопічне сприйняття тепла дозволяє змії, уловлюючи інфрачервоні хвилі, не лише знаходити видобуток, а й оцінювати відстань до неї. Фантастична теплова чутливість поєднується у ямкоголових змій з швидкою реакцією, що дозволяє зміям моментально, менш ніж за 35 мілісекунд, реагувати на тепловий сигнал. Не дивно, що змії, що мають таку реакцію, дуже небезпечні.

Здатність уловлювати інфрачервоне випромінювання дає ямкоголовим зміям значні можливості. Вони можуть полювати вночі і переслідувати основний свій видобуток - гризунів у їхніх підземних норах. Хоча у цих змій є високорозвинений нюх, який вони також використовують для пошуку видобутку, їх смертоносний кидок спрямовується теплочутливими ямками та додатковими терморецепторами, розташованими всередині пащі.

Хоча інфрачервоне чуття в інших груп змій вивчено гірше, відомо, що удави і пітон також мають термочутливі органи. Замість ямок ці змії мають понад 13 пар терморецепторів, розташованих навколо губ.

У глибинах океану панує морок. Туди не доходить світло сонця, і там мерехтить тільки світло, яке випромінюють глибоководні морські моряки. Як світлячки на суші, ці створіння забезпечені органами, що генерують світло.

Чорний малакост, що володіє величезною пащею (Маlасоsteus niger) живе в повній темряві на глибинах від 915 до 1830 м і є хижаком. Як же він може полювати у повній темряві?

Малакост здатний бачити так зване далеке червоне світло. Світлові хвилі в червоній частині так званого видимого спектру мають найбільшу довжину хвилі близько 0,73-0,8 мікрометра. Хоча це світло невидиме для людського ока, його бачать деякі риби, у тому числі чорний малакост.

З боків очей малакоста знаходиться пара біолюмінесцентних органів, що випромінюють синьо-зелене світло. Більшість інших біолюмінесцентних створінь у цьому царстві темряви також випромінюють блакитне світло і мають очі, чутливі до хвиль блакитної області видимого спектру.

Друга пара біолюмінесцентних органів чорного малакоста розташована нижче його очей і дає далеке червоне світло, яке невидиме іншим, що живуть у глибинах океану. Ці органи дають чорному малакосту перевагу перед суперниками, так як світло, що їм випускається, допомагає йому побачити видобуток і дозволяє підтримувати зв'язок з іншими особами свого виду, не видаючи своєї присутності.

Але яким чином чорний малакост бачить далеке червоне світло? Згідно з приказкою "Ти є те, що ти їси", він дійсно отримує цю можливість, поїдаючи крихітних веслоногих рачків - копепод, які, у свою чергу, харчуються бактеріями, що поглинають далеке червоне світло. У 1998 році групою вчених з Великобританії, до складу якої входили доктор Джуліан Партрідж і доктор Рон Дуглас, було виявлено, що сітківка очей чорного малакоста містить модифікований варіант бактеріального хлорофілу - фотопігменту, здатного вловлювати промені далекого червоного світла.

Завдяки далекому червоному світлу деякі риби можуть бачити у воді, яка нам видалася б чорною. Кровожерна пірання в каламутних водах Амазонки, наприклад, сприймає воду як темно-червону, колір більш проникний, ніж чорний. Вода виглядає червоною через частинки рослинності червоного кольору, які поглинають промені видимого спектру. Тільки промені далекого червоного світла проходять крізь каламутну воду, і їх може бачити пірання. Інфрачервоні промені дозволяють їй бачити видобуток, навіть якщо вона полює в повній темряві. прісна водачасто буває каламутною, переповненою рослинністю. І вони адаптуються до цього, маючи здатність розрізняти далеке червоне світло. Справді, їх візуальний ряд (рівень) перевищує такий піранії, оскільки можуть бачити у далекому червоному, а й у реальному інфрачервоному світлі. Так що ваша улюблена домашня золота рибкаможе розглянути набагато більше, ніж ви думаєте, включаючи "невидимі" інфрачервоні промені, що випускаються звичайними побутовими електронними пристроями, такими як телевізійний пульт і пучок променів охоронної сигнальної системи.

5. Змії вражають видобуток наосліп

Відомо, що багато видів змій навіть позбавлені зору здатні вражати свої жертви з надприродною точністю.

Рудиментарність їх теплових сенсорів не дає підстав стверджувати, що тільки здатність сприймати теплове випромінювання жертв може пояснити ці дивовижні здібності. Дослідження вчених із Мюнхенського технічного університетупоказує, що, ймовірно, вся справа в наявності у змій унікальної технології обробки візуальної інформації, повідомляє Newscientist.

Багато зміїв мають чутливі детектори інфрачервоних променів, що допомагає їм орієнтуватися в просторі. У лабораторних умовах зміям заклеювали очі пластиром, і виявилося, що вони здатні вразити щура миттєвим ударом отруйних зубів в ділянку шиї жертви або за вухами. Така точність не може пояснюватись лише здатністю змії бачити теплову пляму. Очевидно, вся справа у здібності якимось чином обробляти інфрачервоне зображення і «чистити» його від перешкод.

Вчені розробили модель, в якій враховуються і фільтруються як теплові «шуми», що виходять від видобутку, що рухається, так і будь-які помилки, пов'язані з функціонуванням самої мембрани-детектора. У моделі сигнал від кожного з двох тисяч теплових рецепторів викликає збудження свого нейрона, але інтенсивність цього збудження залежить від входу на кожну з інших нервових клітин. Інтегруючи в моделі сигнали від взаємодіючих рецепторів, ученим вдалося отримати дуже чіткі теплові зображення навіть за високого рівня сторонніх шумів. Але навіть порівняно малі похибки, пов'язані з роботою мембран-детекторів можуть повністю зруйнувати зображення. Для мінімізації таких похибок товщина мембрани має перевищувати 15 мікрометрів. І виявилось, що мембрани ямкоголових змій мають саме таку товщину, розповідає cnews.ru.

Таким чином, вченим вдалося довести дивовижну здатність змій обробляти навіть зображення, дуже далекі від досконалості. Тепер справа за підтвердженням моделі дослідження реальних змій.

Висновок

Відомо, що багато видів змій (зокрема з групи ямкоголових), навіть позбавлені зору, здатні вражати свої жертви з надприродною «точністю». Рудиментарність їх теплових сенсорів не дає підстав стверджувати, що тільки здатність сприймати теплове випромінювання жертв може пояснити ці дивовижні здібності. Дослідження вчених із Мюнхенського технічного університету показує, що, можливо, вся справа в наявності у змій унікальної технології обробки візуальної інформації, повідомляє Newscientist.

Відомо, що багато зміїв мають чутливі детектори інфрачервоних променів, які допомагають їм орієнтуватися в просторі і виявляти видобуток. У лабораторних умовах змій тимчасово позбавляли зору, заклеюючи їхні очі пластиром, і виявилося, що вони здатні вразити щура миттєвим ударом отруйних зубів, спрямованим в область шиї жертви, за вухами - там, де щур не здатний дати відсіч за допомогою своїх гострих різців. Така точність не може пояснюватися лише здатністю змії бачити розпливчасту теплову пляму.

З боків передньої частини голови у ямкоголових змій є поглиблення (які дали назву цій групі), в яких розташовані чутливі до тепла мембрани. Як же фокусується теплова мембрана? Передбачалося, що цей орган працює за принципом обшкірної камери. Однак для реалізації цього принципу діаметр отворів дуже великий, і в результаті можна отримати тільки дуже розпливчасте зображення, не здатне забезпечити унікальну точність зміїного кидка. Очевидно, вся справа у здібності якимось чином обробляти інфрачервоне зображення і «чистити» його від перешкод.

Таким чином, вченим вдалося довести дивовижну здатність змій обробляти навіть зображення, дуже далекі від досконалості. Залишилося лише підтвердити модель дослідженнями реальних, а чи не «віртуальних», змій.

Список літератури

1. Анфімова М.І. Змії у природі. – М, 2005. – 355 с.

2. Васильєв К.Ю. Зірка рептилій. – М, 2007. – 190 с.

3. Яцков П.П. Зміїна порода. – Спб, 2006. – 166 с.

Органи почуттів у змій

Щоб успішно виявляти, наздоганяти і вбивати тварин, у розпорядженні змій є багатий арсенал різних пристосувань, що дозволяють полювати залежно від обставин, що складаються.

На одному з перших місць за значенням у змій стоїть нюх. Змії мають напрочуд тонкий нюх, здатний вловлювати запах незначних слідів тих чи інших речовин. В нюху змії бере участь роздвоєна рухлива мова. Миготливий язик змії - такий самий звичний штрих до портрета, як і відсутність кінцівок. Через тріпотіння дотику мови змія «чіпає» - дотик. Якщо тварина нервується чи перебуває у незвичній обстановці, то частота миготіння язика збільшується. Швидкими рухами "назовні - в рот" вона як би бере пробу повітря, отримуючи розгорнуту хімічну інформацію про навколишнє середовище. Роздвоєний кінчик язика, згинаючи, притискається до двох маленьких ямок на небі - органу Якобсона, що складається з хімічно чутливих клітин, або хеморецепторів. Вібруючи язиком, змія захоплює мікроскопічні частинки пахучих речовин і підносить їх для аналізу до цього своєрідного органу смаку та нюху.

У змій відсутні слухові отвори та барабанні перетинки, через що вони глухі у звичайному розумінні. Змії не сприймають звуків, які передаються повітрям, зате вони тонко вловлюють коливання, що йдуть через грунт. Ці коливання вони сприймають черевною поверхнею. Так що змія абсолютно байдужа до криків, але тупцем її можна злякати.

Зір у змій також досить слабкий і немає для них великого значення. Існує думка про те, що змії мають якийсь особливий гіпнотичний зміїний погляд і можуть гіпнотизувати свою жертву. Насправді нічого подібного немає, просто на відміну від багатьох інших тварин змії не мають повік, а їхні очі прикриті прозорою шкіркою, тому змія не моргає, і її погляд здається пильним. А розташовані над очима щитки надають погляду змії похмуре, зле вираз.

Три групи змій - удави, пітони та ямкоголові гадюки - мають унікальний додатковий орган почуттів, якого немає більше в жодної тварини.
Це орган термолокації представлений у вигляді термолокаційних ямок на морді змії. Кожна ямка глибока і затягнута чутливою мембраною, яка сприймає температурні коливання. З його допомогою змії можуть засікти місцезнаходження теплокровної тварини, тобто. свій основний видобуток, навіть у повній темряві. Понад те, порівнюючи сигнали, отримані від ямок з протилежних сторін голови, тобто. використовуючи стереоскопічний ефект, вони можуть точно визначити відстань до своєї жертви і потім завдати удару. Удави і пітони мають цілу серію таких ямок, розташованих у губних щитках, що оздоблюють верхню та нижню щелепи. Ямкоголові гадюки мають лише по одній ямці на кожній стороні голови.

На землі існує близько трьох тисяч змій. Вони відносяться до лускатого загону і люблять жити в місцях теплим кліматом. Багато хто, гуляючи лісом у зоні, де можуть мешкати змії, задаються питанням, а чи бачать вони нас? Чи це ми маємо дивитися собі під ноги, щоб не потурбувати рептилію? Справа в тому, що серед різноманітності у світі тварин, тільки очі змії здатні визначати відтінки та кольори, але гострота зору у них слабка. Для змії зір, звичайно, важливий, але не так, як нюх. У давнину люди звертали увагу на зміїне око, вважаючи його холодним та гіпнотичним.

Як влаштовано око змії

У рептилій дуже каламутні очі. Все тому, що вони вкриті плівкою, яка змінюється під час линяння разом зі всією шкірою. Через це змії мають погану гостроту зору. Щойно рептилії скидають шкіру, вони відразу ж підвищується гострота зору. У цей період вони бачать найкраще. Так вони почуваються протягом кількох місяців.

Більшість людей вважають, що всі без винятку змії отруйні. Це не так. Більшість видів абсолютно безпечні. Отруйні рептилії використовують отруту тільки у разі небезпеки та при полюванні. Вона відбувається як у денну, так і в нічну пору року. Залежно від цього зіниця змінює свою форму. Так, удень він круглий, а вночі витягнутий у щілину. Існують плетеподібні змії зі зіницею у вигляді перевернутої замкової щілини. Кожне око здатне сформувати цілу картинку світу.

Для змій є головним органом все ж таки нюх. Вони його використовують як термолокацію. Так, у повній тиші вони відчувають тепло можливої жертви, що виділяється, і позначають її місцезнаходження. Не отруйні видинакидаються на видобуток і душать його, деякі з них починають заковтувати просто живцем. Все залежить від розмірів самої рептилії та її жертви. У середньому тулуб змії буває близько одного метра. Трапляються як дрібні види, так і великі. Звертаючи свій погляд на жертву, вони фокусують його. У цей час їхня мова вловлює найменші запахи у просторі.

Досить давно вчені спостерігають за поведінкою змій. Головними органами для зчитування інформації є теплова чутливість та нюх.

Нюх – основний орган. Змія постійно працює роздвоєним язиком, беручи проби повітря, ґрунту, води та навколишніх змію предметів.

Теплова чутливість. Унікальний орган почуттів, яким володіють змії. дозволяє «бачити» ссавців на полюванні навіть у повній темряві. У гадюки – це рецептори-рецептори, розташовані в глибоких канавках на морді. У такої змії, як гримуча, — це дві великі плями на голові. Гримуча змія не просто бачить теплокровний видобуток, вона знає відстань до неї та напрямок руху.
Очі змії вкриті прозорими століттями, що повністю зрослися. Зір у різних видів змій може відрізнятися, але служить головним чином відстеження переміщення видобутку.

Все це цікаво, а що ж зі слухом?

Абсолютно точно відомо, що у змій немає органів слуху у звичному для нас розумінні. Барабанна перетинка, слухові кісточки та равлик, що передають звук через нервові волокна в мозок, повністю відсутні.

Проте чути, вірніше, відчувати, присутність інших тварин, змії вміють. Відчуття передаються через коливання ґрунту. Так плазуни полюють і ховаються від небезпеки. Ця здатність сприймати небезпеку називається вібраційною чутливістю. Вібрацію змії відчувають усім тілом. Через вібрацію передаються змії навіть дуже низькі звукові частоти.

Нещодавно з'явилася гучна стаття зоологів з датського Університету Орхуса (Aarhus University, Denmark), які досліджували вплив на нейрони головного мозку пітона від включеного в повітрі динаміка. З'ясувалося, що основи слуху у піддослідного пітона присутні: є внутрішнє і зовнішнє вухо, але барабанної перетинки немає - передача сигналу йде прямо в череп. Вдалося зафіксувати навіть частоти почуті кістками пітона: 80-160 Гц. Це дуже вузький низькочастотний діапазон. Людина, як відомо, чує 16-20 000 Гц. Втім, чи мають подібні здібності інші змії, поки не відомо.

Деякі види змій мають унікальну здатність вловлювати теплове випромінювання, що дозволяє їм «розглядати» навколишній світ в абсолютній темряві. Щоправда, вони бачать теплове випромінювання не очима, а спеціальними чутливими до тепла органами (див. малюнок).

Будова такого органу дуже проста. Поруч із кожним оком розташовується отвір діаметром близько міліметра, який веде в невелику порожнину приблизно такого ж розміру. На стінках порожнини розташована мембрана, що містить матрицю клітин-терморецепторів розміром приблизно 40 на 40 клітин. На відміну від паличок і колб сітківки ока, ці клітини реагують не на «яскравість світла» теплових променів, а на локальну температурумембрани.

Якщо реальне «теплове зображення», кажуть автори, сильно розмите, а «просторова картина», що виникає у тварини в мозку, досить чітка, значить існує якийсь проміжний нейроапарат на шляху від рецепторів до мозку, який налаштовує різкість зображення. Цей апарат не повинен бути надто складним, інакше змія дуже довго «обмірковувала» кожне отримане зображення і реагувала б на стимули із запізненням. Більше того, на думку авторів, цей апарат навряд чи використовує багатоступінчасті ітеративні відображення, а є, скоріше, якимось швидким однокроковим перетворювачем, який працює за назавжди зашитою в нервову систему програмою.

Показати коментарі (30)

Згорнути коментарі (30)

Чомусь мені здається, що зворотне перетворення розмитої картинки, за умови, що є лише двовимірний масив пікселів, математично неможливе. Наскільки я розумію, комп'ютерні алгоритми підвищення різкості просто створюють суб'єктивну ілюзію різкішого зображення, але вони можуть розкрити те, що змито на зображенні.

Хіба не так?

Крім того, незрозуміла логіка, з якої випливає, що складний алгоритм змушував би задумуватися змію. Наскільки мені відомо, мозок – це паралельний комп'ютер. Складний алгоритм у ньому не обов'язково призводить до збільшення тимчасових витрат.

Мені здається, що процес точення має бути іншим. Як було встановлено точність роботи інфрачервоних очей? Напевно, з якоїсь дії змії. Але будь-яка дія тривала і припускає корекцію у своєму процесі. На мій погляд, змія може "інфрабачити" з тією точністю, яка і очікується і розпочинати рух, виходячи з цієї інформації. Але потім, у процесі руху, постійно її уточнювати і приходити до фіналу так, ніби загальна точність була вищою.

Відповісти

Відповідаю за пунктами.
1. Зворотне перетворення - це різке отримання картинки (яку створював би об'єкт з лінзою типу ока), виходячи з наявної розмитої. При цьому обидві картинки – двомірні, проблем із цим ніяких немає. Якщо немає жодних незворотних спотворень при розмитті (типу абсолютно непрозорий заслін або насичення сигналу в якомусь пікселі), то розмиття можна уявити як оборотний оператор, що діє у просторі двовимірних картинок.
Там є технічні труднощі з урахуванням шумів, тому оператор деконволюції виглядає трохи складніше, ніж описано вище, але виводиться однозначно.
2. Комп'ютерні алгоритми покращують різкість, припускаючи, що розмиття було по гауссіані. Вони ж не знають детально тих аберацій тощо, які були біля камери, що знімала. Спеціальні програми, щоправда, здатні більше. Наприклад, якщо при аналізі знімків зоряного неба
у кадр потрапляє зірка, то з її допомогою можна відновити різкість краще, ніж стандартними методами.
3. Складний алгоритм обробки - це мало на увазі багатоетапний. В принципі, обробляти зображення можна ітеративно, пускаючи по одному і тому ж простому ланцюжку зображення знову і знову. Асимптотично воно тоді може стретитися до якогось "ідеального" зображення. Так от, автори показують, що така обробка щонайменше не є необхідною.
4. Деталі експериментів зі зміями я не знаю, треба буде почитати.

Відповісти
- 1. Я цього не знав. Мені здавалося, що розмиття (недостатня різкість) - це незворотне перетворення. Припустимо, на зображенні об'єктивно присутня якась розмита хмара. Як система дізнається, що цю хмару не треба робити різкою і що це її справжній стан?
  3. На мій погляд, ітеративне перетворення можна реалізувати, зробивши просто кілька послідовно підключених шарів нейронів і тоді перетворення буде проходити за один крок, але бути ітеративним. Скільки потрібно ітерацій, стільки і зробити шарів.
  
  Відповісти
  - Ось простий приклад розмиття. Даний набір значень (x1, x2, x3, x4).
    Око бачить не цей набір, а набір (y1, y2, y3, y4), що виходить таким чином:
    y1 = x1 + x2
    y2 = x1 + x2 + x3
    y3 = x2 + x3 + x4
    y4 = x3 + x4
    Зрозуміло, якщо ви заздалегідь знаєте закон розмиття, тобто. лінійний оператор (матрицю) переходу від іксів до ігреків, то ви можете порахувати зворотну матрицю переходу (закон деконволюції) та за заданими ігреками відновити ікси. Якщо, звісно, матриця оборотна, тобто. немає незворотних спотворень.
    Про кілька шарів - звичайно, відмістити такий варіант не можна, але це здається так неекономно і так легко порушно, що навряд чи варто очікувати, що еволюція вибере цей шлях.
    
    Відповісти
    
    "Очевидно, якщо ви заздалегідь знаєте закон розмиття, тобто. лінійний оператор (матрицю) переходу від іксів до ігреків, то ви можете порахувати зворотну матрицю переходу (закон деконволюції) і за заданими ігреками відновити ікси. Якщо, звичайно, матриця оборотна, тобто немає незворотних спотворень." Не плутайте математику з вимірами. Маскування молодшого заряду похибками досить лінійна, щоб зіпсувати результат зворотної операції.
    
    Відповісти

"3. На мій погляд, ітеративне перетворення можна реалізувати зробивши просто кілька послідовно підключених шарів нейронів і тоді перетворення проходитиме за один крок, але бути ітеративним. Скільки потрібно ітерацій, стільки і зробити шарів." Ні. Наступний шар починає обробку ПІСЛЯ попереднього. Конвеєр не дозволяє прискорити обробку конкретної порції інформації, крім випадків, коли застосовується для того, щоб кожну операцію доручити спеціалізованому виконавцю. Він дозволяє розпочинати обробку НАСТУПНОГО КАДРУ до того, як оброблений попередній.

Відповісти

"1. Зворотне перетворення - це різке отримання картинки (яку створював би об'єкт з лінзою типу ока), виходячи з наявної розмитої. При цьому обидві картинки - двовимірні, проблем з цим ніяких немає. Якщо немає ніяких незворотних спотворень при розмитті (типу абсолютно непрозорий заслін або насичення сигналу в якомусь пікселі), то розмиття можна уявити як оборотний оператор, що діє у просторі двовимірних картинок." Ні. Розмиття - це зменшення кількості інформації, створити її знову неможливо. Можна збільшити контраст, але якщо це не зводиться до налаштування гами, то тільки шумом. При розмитті будь-який піксел усереднюється по сусідніх. З УСІХ БОКІВ. Після цього не відомо, звідки саме в його яскравість щось додалося. Чи то зліва, чи справа, чи зверху, чи знизу, чи по діагоналі. Так, напрям градієнта говорить про те, звідки йшла основна добавка. Ні інформації в цьому рівно стільки ж, як у самій розмитій картинці. Тобто дозвіл низький. А дрібниці тільки ще краще маскуються шумом.

Відповісти

Мені здається, що автори експерименту просто "наплодили зайві сутності". Хіба в реальному середовищі проживання змій буває абсолютна темрява? – наскільки мені відомо, ні. А якщо абсолютної темряви немає, то навіть самої розмитої "інфрачервоної картинки" більш ніж достатньо, вся її "функція" - дати команду почати полювання "приблизно в такому напрямку", а далі в дію вступає звичайнісінький зір. Автори експерименту посилаються на надто велику точність вибору напрямку – 5 градусів. Але хіба це справді велика точність? На мою думку, ні в яких умовах - ні в реальному середовищі, ні в лабораторних - з такою "точністю" полювання не увінчається успіхом (якщо змія орієнтуватиметься тільки так). Якщо ж говорити про неможливість навіть такої "точності" через надто примітивний пристрій обробки інфрачервоного випромінювання, то й тут, мабуть, можна не погодитися з німцями: у змії два таких "пристрої", а це дає їй можливість "відразу" визначити "право", "ліво" і "прямо" з подальшою постійною корекцією напряму аж до моменту "візуального контакту". Але навіть якщо у змії тільки один такий "пристрій", то і в цьому випадку вона з легкістю визначатиме напрямок - по різниці температури на різних ділянках "мембрани" (адже недарма вона вловлює зміни в тисячні частки градуса за Цельсієм, для чого- то це потрібно!) Очевидно, що знаходиться "прямо" об'єкт "відображатиметься" картинкою більш менш рівної інтенсивності, що знаходиться "ліворуч" - картинкою з більшою інтенсивністю правої "частини", що знаходиться "праворуч" - картинкою з більшою інтенсивністю лівої частини. Тільки і всього. І не потрібно ніяких складних німецьких нововведень у зміїну природу, що виробилася за мільйони років:)

Відповісти

"Мені здається, що процес точення має бути іншим. Як була встановлена точність роботи інфрачервоних очей? Напевно, з якоїсь дії змії. Але будь-яка дія тривала і допускає корекцію у своєму процесі. На мій погляд, змія може "інфрабачити" з тією точністю, яка і очікується і починати рух, виходячи з цієї інформації, але потім, у процесі руху, постійно її уточнювати і приходити до фіналу так, наче загальна точність була вищою. Ось тільки помісь балометра зі світлореєструючою матрицею і так дуже інерційна, а від тепла миші відверто гальмує. А кидок змії настільки стрімкий, що й зір на колбочках з паличками не встигає. Ну, може і не з вини безпосередньо колб, там і акомодація кришталика гальмує, і обробка. Але навіть вся система працює швидше і все одно не встигає. Єдине можливе рішенняпри таких датчиках - всі рішення прийняти заздалегідь, використовуючи той факт, що до кидка достатньо часу.

Відповісти

"Крім того, незрозуміла логіка, з якої випливає, що складний алгоритм змушував би змію замислюватися. Наскільки мені відомо, мозок - це паралельний комп'ютер. Складний алгоритм у ньому не обов'язково призводить до збільшення тимчасових витрат." Для розпаралелізації складного алгоритму потрібно багато вузлів, вони мають пристойні розміри і гальмують через повільне проходження сигналів. Так, це не привід відмовлятися від паралелізму, але якщо вимоги дуже жорсткі, то єдиний спосіб вкластися за часом при паралельній обробці великих масивів - юзати на стільки прості вузли, що обмінюватися проміжними результатами між собою вони не можуть. І це вимагає захардить весь алгоритм, оскільки приймати рішення вони не зможуть. І послідовно теж вийде обробити багато інформації в одному випадку - якщо єдиний процесор працює швидко. А це також вимагає хардити алгоритм. Рівень реалізації хардовий так і так.

Відповісти

>Немецкие дослідники з'ясували, як може бути.

але віз, здається, й нині там.
Можна відразу запропонувати кілька алгоритмів, які, можливо, вирішуватимуть питання. Але чи будуть вони мати відношення до реальності?

Відповісти

> Хотілося б хоча б непрямих підтверджень, що саме так, а чи не інакше.
Звичайно, автори обережні у висловлюваннях і не кажуть, що вони довели, що так і функціонує інфразріння у змій. Вони лише довели, що для вирішення "парадоксу інфразріння" не потрібно надто великих обчислювальних ресурсів. Вони лише сподіваються, що схожим чином працює орган змій. Так це чи ні насправді мають довести фізіологи.

Відповісти

> Є т.зв. Байндинг проблема, яка полягає в тому, яким чином людина і тварина розуміють, що відчуття в різних модальностях (зір, слух, тепло тощо) відносяться до одного і того ж джерела.
На мій погляд, у мозку існує цілісна модель реального світу, а не окремі уламки-модальності. Наприклад, у мозку сови існує об'єкт "миша", в якому є ніби відповідні поля, в яких зберігається інформація про те, як миша виглядає, як вона чути, як пахне і таке інше. Під час сприйняття відбувається конвертація стимулів у терміни цієї моделі, тобто створюється об'єкт "миша", його поля заповнюються писком та виглядом.
Тобто питання ставиться не так, як сова розуміє, що і писк і запах ставляться до одного джерела, а як сова ПРАВИЛЬНО розуміє окремі сигнали?
Методом впізнавання. Навіть сигнали однієї й тієї модальності не так легко віднести до одного об'єкту. Наприклад, мишачий хвіст і мишачі вуха цілком могли б бути окремими предметами. Але сова бачить їх окремо, бо як частини цілої миші. Вся справа в тому, що в неї в голові є прообраз миші, з яким вона зіставляє частини. Якщо частини "лягають" на прообраз, то вони становлять ціле, якщо не лягають, то не становлять.
Це легко зрозуміти на власному прикладі. Розглянемо слово "ПІЗНАВАННЯ". Подивимося на нього уважно. Фактично це просто сукупність букв. Навіть просто сукупність пікселів. Але ми цього не можемо побачити. Слово нам знайоме і тому поєднання букв неминуче викликає у нас у мозку цілісний образ, від якого прямо-таки неможливо позбутися.
Так само й сова. Вона бачить хвостик, бачить вушка, приблизно у певному напрямку. Бачить характерні рухи. Чує шелест і писк приблизно з цього ж напряму. Відчуває особливий запах із того боку. І це знайоме поєднання стимулів, так само як для нас знайоме поєднання букв, викликає у неї в мозку образ миші. Образ цілісний, розташований у цілісному образі навколишнього простору. Образ існує незалежно й у міру совиних спостережень може дуже сильно уточнюватися.
Думаю, те саме відбувається і зі змією. І як у такій ситуації можна вирахувати точність одного лише зорового чи інфразорного аналізатора, мені незрозуміло.

Відповісти
- Як мені здається, пізнання образу - це вже інший процес. Мова йдене про реакцію змії на образ мишки, а про перетворення плям на інфраглазу на образ мишки. Теоретично можна уявити ситуацію, що змія взагалі не інфравидить мишку, а відразу кидається в певному напрямку, якщо її інфраглаз побачить кільцеві кола певної форми. Але це видається малоймовірним. Адже звичайними очима земя бачить саме профіль мишки!
  
  Відповісти
  - Мені здається, що може відбуватися таке. Виникає погане зображення на інфрасетівці. Воно перетворюється на розпливчастий образ мишки, достатній у тому, щоб змія мишку впізнала. Але в цьому образі немає нічого "чудесного", він адекватний здібностям інфраоказа. Змія починає приблизний кидок. У процесі кидка її голова рухається, інфраглаз зміщується щодо мети і загалом наближається до неї. Образ у голові постійно доповнюється та його просторове становище уточнюється. А рух постійно коригується. У підсумку фінал кидка виглядає так, ніби кидок був заснований на неймовірно точній інформації про положення мети.
    Це мені нагадує спостереження за собою, коли я іноді можу зловити склянку, що впала, пряма як нідзя:) А секрет у тому, що так зловити я можу тільки ту склянку, яку я сам і впустив. Тобто, я точно знаю, що склянку треба буде ловити і починаю рух заздалегідь, коригуючи її в самому процесі.
    Я читав також, що аналогічні висновки були зроблені зі спостережень за людиною у невагомості. Коли людина натискає кнопку в невагомості, вона повинна промахнутися вгору, тому що звичні для руки, що важить, зусилля некоректні для невагомості. Але людина не промахується (якщо вона уважна), саме через те, що в наші рухи постійне втриє можливість корекції "на льоту".
    
    Відповісти

"Є т.зв. байндинг проблема, яка полягає в тому, яким чином людина і тварина розуміють, що відчуття в різних модальностях (зір, слух, тепло та ін.) відносяться до одного і того ж джерела.
Є безліч гіпотез http://www.dartmouth.edu/~adinar/publications/binding.pdf
але віз, здається, й нині там.
Можна відразу запропонувати кілька алгоритмів, які, можливо, вирішуватимуть питання. Але чи будуть вони мати відношення до реальності?” А ось це схоже. це впадає в область, або ж потрібна якась дуже дика обробка, не в сенсі довгого послідовного алгоритму, а в сенсі вміння намалювати візерунки на нігтях двірницькою мітлою. датчик.

Відповісти

>У мозку існує цілісна модель реального світу, а не окремі уламки-модальності.
Ось ще одна гіпотеза.
Ну як без моделі? Без моделі ніяк. Звичайно, можливе і просте впізнання у знайомій ситуації. Але, наприклад, вперше потрапивши до цеху, де працюють тисячі верстатів людина здатна виділити звук одного конкретного верстата.
Неприємність може полягати в тому, що різні людивикористовують різні алгоритми. І навіть одна людина може користуватися різними алгоритмами у різних ситуаціях. Зі зміями, до речі, таке теж не виключено. Щоправда, ця крамольна думка може стати надгробним каменем статистичним медодам дослідження. Чого психологія не перенесе.

На мою думку, такі умоглядні статті мають право на існування, але потрібно хоча б довести до схеми експерименту з перевірки гіпотези. Наприклад, з моделі розрахувати можливі траєкторії руху змії. А фізіологи нехай порівнюють їх із реальними. Якщо зрозуміють, про що мова.
Інакше, як із байндингом проблемою. Коли читаю чергову нічим не підкріплену гіпотезу, це викликає лише посмішку.

Відповісти

> Ось ще одна гіпотеза.
Дивно, не думав, що ця гіпотеза є новою.
У будь-якому випадку вона має підтвердження. Наприклад, люди з ампутованими кінцівками часто стверджують, що продовжують їх відчувати. Ще, наприклад, хороші автомобілісти стверджують, що "відчують" краї своєї машини, розташування коліс і т.д.
Це наводить на думку, що жодної різниці між двома випадками немає. У першому випадку є вроджена модель свого тіла, а відчуття лише наповнюють її змістом. Коли кінцівку видаляють, модель кінцівки ще якийсь час існує і викликає відчуття. У другому випадку є придбана модель автомобіля. Від автомобіля безпосередньо сигналів в організм не надходить, а надходять непрямі сигнали. Але результат той самий: модель існує, наповнюється змістом і відчувається.
Ось, до речі, гарний приклад. Попросимо автомобіліста наїхати на камінчик. Він наїде дуже точно і навіть скаже, чи наїхав, чи ні. Це означає, що він за вібраціями відчуває колесо. Чи випливає з цього, що існує якийсь алгоритм "віртуальної вібролінзи", яка за вібраціями відновлює зображення колеса?

Відповісти

Досить цікаво, що якщо джерело світла 1, і досить сильне, то напрям на нього нескладно визначити навіть із заплющеними очима - треба повертати голову, поки світло не почне світити однаково в обидва ока, і тоді світло спереду. Тут не треба вигадувати деякі супер-пупер нейронні мережі у відновленні зображення - все просто до жаху, і ви можете це перевірити самі.

Відповісти

Написати коментар