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Erschienen in:

2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

A Model for Detection of Angular Velocity of Image Motion Based on the Temporal Tuning of the Drosophila

verfasst von : Huatian Wang, Jigen Peng, Paul Baxter, Chun Zhang, Zhihua Wang, Shigang Yue

Erschienen in: Artificial Neural Networks and Machine Learning – ICANN 2018

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

We propose a new bio-plausible model based on the visual systems of Drosophila for estimating angular velocity of image motion in insects’ eyes. The model implements both preferred direction motion enhancement and non-preferred direction motion suppression which is discovered in Drosophila’s visual neural circuits recently to give a stronger directional selectivity. In addition, the angular velocity detecting model (AVDM) produces a response largely independent of the spatial frequency in grating experiments which enables insects to estimate the flight speed in cluttered environments. This also coincides with the behaviour experiments of honeybee flying through tunnels with stripes of different spatial frequencies.

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Fischbach, K.F.: Dittrich APM: the optic lobe of drosopholia melanogaster. I. A Golgi analysis of wild-type structure. Cell Tissue Res. 258(3), 441–475 (1989). https://doi.org/10.1007/BF00218858CrossRef

Joesch, M., Weber, F., Raghu, S.V., Reiff, D.F., Borst, A.: ON and OFF pathways in Drosophila motion vision. Nature 17(1), 300–304 (2011). https://doi.org/10.1038/nature09545CrossRef

Takemura, S.Y., Nern, A., Chklovskii, D.B., Scheffer, L.K., Rubin, G.M., Meinertzhagen, I.A.: The comprehensive connectome of a neural substrate for ‘ON’ motion detection in Drosophila. eLife 6, e24394 (2017). https://doi.org/10.7554/eLife.24394CrossRef

Arenz, A., Drews, M.S., Richter, F.G., Ammer, G., Borst, A.: The temporal tuning of the Drosophila motion detectors is determined by the dynamics of their input elements. Curr. Biol. 27, 929–944 (2017). https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.01.051CrossRef

Haag, J., Mishra, A., Borst, A.: A common directional tuning mechanism of Drosophila motion-sensing neurons in the ON and in the OFF pathway. eLife 6, e29044 (2017). https://doi.org/10.7554/eLife.29044CrossRef

Hassenstein, B., Reichardt, W.: Systemtheoretische analyse der zeit-, reihenfolgen- und vorzeichenauswertung bei der bewegungsperzeption des rüsselkäfers chlorophanus. Zeitschrift Für Naturforschung B 11(9–10), 513–524 (1956). https://doi.org/10.1515/znb-1956-9-1004CrossRef

Barlow, H.B., Levick, W.R.: The mechanism of directionally selective units in rabbit’s retina. J. Physiol. 178, 477–504 (1965). https://doi.org/10.1113/jphysiol.1965.sp007638CrossRef

Behnia, R., Clark, D.A., Carter, A.G., Clandinin, T.R., Desplan, C.: Processing properties of ON and OFF pathways for Drosophila motion detection. Nature 512, 427–430 (2014). https://doi.org/10.1038/nature13427CrossRef

Haag, J., Arenz, A., Serbe, E., Gabbiani, F., Borst, A.: Complementary mechanisms create direction selectivity in the fly. eLife 5, e17421 (2016). https://doi.org/10.7554/eLife.17421CrossRef

10.

Ibbotson, M.R.: Evidence for velocity-tuned motion-sensitive descending neurons in the honeybee. Proc. Biol. Sci. 268(1482), 2195 (2001). https://doi.org/10.1098/rspb.2001.1770CrossRef

11.

Srinivasan, M.V., Lehrer, M., Kirchner, W.H., Zhang, S.W.: Range perception through apparent image speed in freely flying honeybees. Vis. Neurosci. 6(5), 519–535 (1991). https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2069903CrossRef

12.

Riabinina, O., Philippides, A.O.: A model of visual detection of angular speed for bees. J. Theor. Biol. 257(1), 61–72 (2009). https://doi.org/10.1016/j.jtbi.2008.11.002MathSciNetCrossRef

13.

Cope, A., Sabo, C., Gurney, K.N., Vasislaki, E., Marshall, J.A.R.: A model for an angular velocity-tuned motion detector accounting for deviations in the corridor-centering response of the Bee. PLoS Comput Biol. 12(5), e1004887 (2016). https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004887CrossRef

14.

Ibbotson, M.R., Hung, Y.S., Meffin, H., Boeddeker, N., Srinivasan, M.V.: Neural basis of forward flight control and landing in honeybees. Sci. Rep. 7(1), 14591 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-14954-0CrossRef

15.

Dyhr, J.P., Higgins, C.M.: The spatial frequency tuning of optic-flow-dependent behaviors in the bumblebee Bombus impatiens. J. Exp. Biol. 213(Pt 10), 1643–50 (2010). https://doi.org/10.1242/jeb.041426CrossRef

16.

Baird, E., Srinivasan, M.V., Zhang, S., Cowling, A.: Visual control of flight speed in honeybees. J. Exp. Biol. 208(20), 3895–905 (2005). https://doi.org/10.1242/jeb.01818CrossRef

Titel: A Model for Detection of Angular Velocity of Image Motion Based on the Temporal Tuning of the Drosophila
verfasst von: Huatian Wang
Jigen Peng
Paul Baxter
Chun Zhang
Zhihua Wang
Shigang Yue
Verlag: Springer International Publishing
Buch: Artificial Neural Networks and Machine Learning – ICANN 2018
Print ISBN: 978-3-030-01420-9

Electronic ISBN: 978-3-030-01421-6

Copyright-Jahr: 2018
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-01421-6_4

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