背侧单眼设定熊蜂视觉系统依赖亮度的工作状态

尽管长期以来已有假说认为，昆虫背单眼能够调节复眼的信息处理，从而支持飞行稳定、弱光导航和运动速度控制，但这些功能的神经生理学基础仍不清楚。通过结合行为学实验与对大黄蜂进行的多部位局部场电位记录，我们检验了单眼输入如何影响复眼的信息处理。遮蔽单眼会损害黄昏时的定向精度，支持单眼参与弱光导航的观点。在明亮的日间天空条件下，遮蔽单眼并不影响定向，但会降低飞行速度，这与单眼在高光照条件下参与运动控制的作用相一致。在神经生理学层面，遮蔽单眼扰乱了整个视觉系统中依赖亮度的增益调节，其中以视髓最为显著。在单眼功能完整的蜜蜂中，宽频神经功率随亮度呈反向变化：在明亮条件下下降，在昏暗条件下升高。当单眼输入被阻断后，这一关系发生逆转，使视觉系统活动即使在明亮照明下也维持在高功率、类似黑暗状态的水平。单眼调节在绿色敏感通路中尤为明显，该通路被认为参与光流处理和飞行速度调控；这一结果为行为学上观察到的飞行速度下降提供了神经相关证据，而紫外敏感反应在遮蔽单眼后则基本保持不变。这些发现调和了关于单眼功能的不同观点，并表明单眼能够调节支持弱光条件下定向以及明亮条件下运动控制的神经动态范围。

尽管长期以来的假说认为，昆虫背侧单眼可调节复眼的信息加工，从而支持飞行稳定、弱光导航和运动速度控制，但这些功能的神经生理学基础仍不清楚。我们结合行为学实验与在熊蜂多个位点记录的局部场电位，检验了单眼输入如何影响复眼加工。遮蔽单眼会损害黄昏时的定向精度，支持单眼参与弱光导航的观点。在明亮的日间天空条件下，单眼遮蔽并不影响定向，但会降低飞行速度，这与单眼在高照度条件下参与运动控制的作用相一致。在神经生理层面，单眼遮蔽扰乱了整个视觉系统中依赖亮度的增益调节，其中以髓质最为显著。在单眼功能完整的蜜蜂中，宽带神经功率随亮度呈反向变化：明亮条件下功率降低，而昏暗条件下功率升高。当单眼输入被阻断后，这一关系发生逆转，使视觉系统即使在明亮照度下也维持在高功率、类似黑暗状态的活动水平。单眼调制在绿色敏感通路中尤为明显；该通路被认为参与光流加工和飞行速度调节，为行为学上飞行速度降低的现象提供了神经相关证据，而紫外敏感反应在单眼遮蔽后基本保持不变。这些发现调和了关于单眼功能的不同观点，并表明单眼是神经动态范围的重要调节器，支持弱光条件下的定向以及明亮条件下的运动控制。

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🏷️ 熊蜂视觉系统 背单眼 亮度依赖性神经调节 局部场电位 飞行控制 光流处理