hur exakt är synförmågan hos en hök annorlunda än den hos en genomsnittlig människa?
neurovetenskap doktorand Julie Desjardin och biologi doktorand Brandon McLaughlin väger in via Quora:
Julie:
hökar och andra rovfåglar har faktiskt 2 fovea. Fovea är platsen på baksidan av ögongloben där du har den högsta tätheten av stavar och kottar. Under dessa har du ett större antal ganglionceller och så en högre representation i näthinnan och så småningom på den visuella cortexen. Hökar har både en central och en perifer fovea. Människor har bara en central.
en bra demonstration av detta är att öppna ett dokument fullt av text på din dator och utan att flytta ögat, försök att se hur många ord du kan läsa från mitten och gå ut. Du kommer att upptäcka att vår synskärpa sjunker dramatiskt utanför vår centrala fovea. Det är därför vi måste röra våra ögon så mycket.
om du letar efter ett mer specifikt svar skulle jag rekommendera att kolla in den här översynsartikeln:
visuell kognition och Representation i fåglar och primater
Brandon:
bra svar av Julie. Jag lägger bara till lite här på en mer” System ” – nivå, snarare än cellulär.
de flesta ryggradsdjur har vad som kallas ”binokulär syn”. Jag är säker på att du har hört något om hur binokulär syn fungerar. Binokulär syn hänvisar till det faktum att vi använder två ögon som arbetar tillsammans för att uppfatta bilder. Ur ett anatomiskt / fysiologiskt perspektiv erbjuder detta flera fördelar. För det första ger det en bredare bild av världen runt oss. Befoe jag kommer till hökar, kolla in den väl studerade binokulära synen hos grodor:
du kan se det binokulära fältet och de monokulära fälten på höger bild. Lägg märke till det extremt lilla blinda fältet direkt bakom grodan. Grodan är samtidigt ett rovdjursdjur och även rovdjur. Att vara ett bytesdjur är det viktigt att kunna se så mycket man kan från alla vinklar vid varje given position. Du vill inte att rovdjur smyger sig på dig. Av denna anledning har djur som är predated vanligtvis ögon som ligger längre ifrån varandra, mer mot utsidan av huvudområdet. När det gäller ett rovdjur är ögonen vanligtvis närmare varandra och i det mer främre området av huvudet (hökar och människor, även om människor också är någonstans i mitten). Detta ger en överlägsen förmåga att fokusera på ett mål och gå till det snabbt och exakt. Hökar har inga rovdjur så vitt jag vet, så de behöver inte nödvändigtvis se en särskilt bred vy, till skillnad från grodan. När det gäller ett rovdjur som en hök som går efter denna groda finns det väldigt lite utrymme för fel när det gäller smyg.
bilden till vänster visar överlappningen av synfälten i varje öga. Detta är det kikare fältet. Det vänstra ögat kan se lite av vad det högra ögat också ser, och vice versa. Så i den här bilden ser det högra ögat områdena A, B och C, men inte det omärkta området. Så varför spelar det här roll och varför pratar jag om grodor? Ta en titt här. Det finns också något som kallas en” topografisk karta ” som projiceras från ögonen till hjärnan. I grodan är denna karta över vad näthinnan ”ser” på optisk Tektum. Som en vägkarta eller en karta över en stad, landmärken är på något sätt rumsligt förknippade med hur de faktiskt är i verkliga livet. Så om Empire State Building är på plats x i förhållande till Times Square, så är det också på en karta.
Detta är en grov kontur av grodans visuella system och liknar mycket människor. Lägg märke till att bilder från vänster öga projicerar till höger Tektum på något rumsligt relaterat sätt till hur de projiceras på näthinnan. Därifrån matas information till nucleus isthmi (superior colliculus hos människor) där det finns viss återkoppling till Tektum, men en del av den informationen projiceras tillbaka till motsatt Tektum. Intressant. Tja, det visar sig att det är här binokulär syn behandlas.
så vad sägs om hökar? Tyvärr är hökar inte alls lika väl studerade som grodor. Men vi vet något. Kolla in dessa scheman som jämför några olika typer av djur och hur deras visuella information behandlas:
utan att gå in för mycket av de experimentella detaljerna som implicerar nucleus isthmi i hög grad bidrar till beteendemässigt svar kan jag säga dig detta: i grodor ökar nucleus isthmi neurotransmittorfrisättning från retinotektala axoner som gör det möjligt för dem att nå sin ”beteendeströskel” och agera enligt typen av stimulans (Dudkin, Myers, Ramirez & Gruberg 1998). Nu, ta en titt på fågel schematisk vs däggdjur en. Se alla de högt utvecklade och segregerade kärnorna jämfört med däggdjuret, eller något annat av dessa djur?
bara för att lägga till hur komplicerat och utvecklat detta system är i fåglar, ta en titt på detta:
detta är anatomin hos fågelns isthmotektalsystem. De blå kanalerna är excitatorisk ingång från Tektum, grönt är excitatorisk återkoppling från Ipc & SLu till Tektum (dessa kärnor), och orange är hämmande utgång från Imc till Ipc, Slu & Tektum överallt men till visuotopisk plats.
och här är elektrofysiologin:
jag förväntar mig inte att någon förstår vad dessa två bilder verkligen betyder. Jag förstår dem inte ens helt. Poängen är att titta på detta vackra, mycket komplexa, mycket organiserade system. Dessa djur har gjort något riktigt fantastiskt under hela sin utveckling och är därför extremt bra på vad de gör: söker byte och får dem.