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（图源：livescience.com）
蜻蜓经常在池塘或河边飞行，宋代诗人杨万里在诗中写道“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”，生动地描绘了蜻蜓与荷叶相依相偎的情景。蜻蜓以飞虫、蚊子等对人类有害的昆虫为食，它们虽然体型娇小，却是自然界的顶级捕食者，捕食成功率高达97%。它们是怎么做到的呢？澳大利亚阿德莱德大学和瑞典隆德大学的研究人员史蒂文·维德曼（Steven Wiederman）、戴维·奥卡罗尔（David O'Carroll）在《当代生物学》上发表的文章称，蜻蜓的脑细胞具有只在灵长类动物（包括人类、猿人）中才有的功能，它们在捕食猎物时能够进行更高层次的思考。具体来讲，蜻蜓可以过滤掉无用的视觉信息，只专注于一个目标，这个过程被称为选择性注意（Selective Attention）。维德曼博士称，“选择性注意是指在有干扰的情况下，只选择和回应一种感官刺激的基本能力。”例如，网球运动员在准备击打飞过来的网球时，他需要忽略观众的喝彩声等其他因素的影响，把注意力集中在网球上，才能把球打回去。![]()
史蒂文·维德曼和一只蜻蜓（图源：livescience.com）
为了弄清楚蜻蜓是如何锁定目标的，研究人员将纤细电极与蜻蜓参与视觉处理的CSTMD1神经元（centrifugal small-target motion detector neuron）相连。这种电极的直径约为60纳米，比人类的头发丝还要细1500倍。随后，研究人员将蜻蜓放在LCD屏幕前，屏幕上播放正在移动的猎物，借此观察蜻蜓在面对多个猎物时，大脑中会有什么反应。
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CSTMD1的形态（图源：cell.com）
研究人员原本以为蜻蜓的大脑比较简单，当多个目标出现时，它们可能无法将注意力集中到某个特定目标上。然而，事实并非如此，蜻蜓的反应与拥有复杂神经系统的灵长类动物非常相似：蜻蜓可以将注意力从一个目标转移到另一个目标，每次“锁定”一个目标时，它们的脑细胞就会过滤掉其他潜在的猎物，只专注于选定的那个猎物。奥卡罗尔教授称，“这种大脑活动能使蜻蜓成为更高效的捕食者。”当蜻蜓寻找猎物时，它会盘旋在空中，摆动头部并调整身体，准备追赶目标。当它选中一只小苍蝇时，就会忽略其他所有潜在的目标，猛扑上去抓住苍蝇。（来源：eurekalert.org）
史蒂文·维德曼（Steven Wiederman）、戴维·奥卡罗尔（David O'Carroll）等研究人员又对蜻蜓进行了其他方面的研究，发现了蜻蜓捕食的另一个“妙招”。他们在《生活》上发表的文章称，蜻蜓能够推算出猎物下一步出现的位置，并调整自己的飞行路线，在最合适的时候拦截猎物。![]()
（图源：eurekalert.org）
为了弄清楚这一过程是如何进行的，维德曼等研究人员研究了蜻蜓看到模拟猎物（一个黑色方块）时的大脑活动。维德曼发现，蜻蜓的STMD神经元（Small Target Motion Detectors）对目标的反应变得更加活跃了。STMD神经元并不是简单地跟随目标，而是预测目标未来出现的位置。而且，STMD神经元不仅能够增强目标与其背景之间的亮度差异，也能对猎物的运动更加敏感。在某些情况下，STMD神经元的敏感度能增加五倍以上。给予蜻蜓的视觉刺激（来源：elifesciences.org）
奥卡罗尔表示：“蜻蜓的神经元可以从大脑接收到的大量视觉信息中，选出一个目标，预测目标的移动方向和未来所处的位置。它们和人类一样，能够对物体移动的路径进行评估。”
换句话说，尽管蜻蜓的大脑和人类的大脑在复杂性上有很大不同，但蜻蜓的大脑可以进行高级的视觉处理。比如，当我们追踪一个运动中的球时，蜻蜓所做的事情与我们所做的非常相似。
大多数飞行机器人类似于大型直升机或飞机，在剧烈碰撞后很容易发生坠毁。瑞士科学家模仿蜻蜓在与硬物碰撞后仍能存活的这种能力，制造了AirBurr悬停无人机。这款无人机不用安装传感器和避免碰撞所需的复杂软件，就可以在撞到墙壁时幸存下来，并通过这种碰撞来了解周围的环境。![]()
AirBurr机器人可以在飞行途中主动碰撞墙壁，并在此情况下探索室内环境（图源：livescience.com）
瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员表示：“AirBurr机器人能够在幽闭、混乱的室内或地下环境中进行主动碰撞，这意味着它在没有GPS定位系统的情况下也能导航。也就是说，AirBurr机器人能在自然灾害、核泄漏等危险情况下开展搜救行动。”![]()
飞行中的AirBurr机器人在从空中落下后，可以用四条细长的腿重新站起来（图源：livescience.com）
参考文献：
https://www.livescience.com/25849-dragonfly-human-like-brain-cells.html
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2017-07/uoa-dbp072117.php
https://www.livescience.com/21002-clumsy-insects-flying-robot.html
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