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Optomotorische Reaktionen der Fliege Musca Domestica

Abhängigkeit der Reaktion von der Wellenlänge, der Geschwindigkeit, dem Kontrast und der mittleren Leuchtdichte bewegter periodischer Muster

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Kybernetik Aims and scope Submit manuscript

Summary

The torque exerted by the housefly Musca domestica during fixed flight was used as a measure of the optomotor reaction of the insect elicited by the rotation of cylindrical patterns with periodic distributions of surface brightness. Measurements were made of the dependence of the reaction on the wave length, speed of rotation, contrast, and mean brightness of the stimulus patterns. The effect on the reaction of modulation of the light illuminating the stimulus pattern was examined. Further experiments indicated that stimulation of only one of the two complex eyes is sufficient to elicit an optomotor reaction, and that there is overlap between the visual fields of neighboring photoreceptor units in the complex eye. Estimates of the rates of absorption of light quanta by individual ommatidia in the complex eye indicated that these rates are low enough that the Poisson statistics of the light quanta results in a significant level of noise in the light signals received by the photoreceptors, when the brightness of the stimulus pattern is low but still sufficient to elicit a measurable reaction. The contrast that is required of a rotating stimulus pattern in order to elicit a just-measurable reaction was found to depend upon the mean brightness of the pattern in a manner that is consistent with the hypothesis that the noise due to the statistics of the light quanta absorbed by the photoreceptors in the complex eye is a principle cause of the breakdown of the optomotor reaction at low values of the contrast and mean brightness of the stimulus pattern.

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Literatur

  • Bouman, M. A.: History and present status of quantum theory in vision. In: Sensory Communication, S. 377–401, hrsg. von W. A. Rosenblith. New York: John Wiley and Sons 1961.

    Google Scholar 

  • Gaffron, M.: Untersuchungen über das Bewegungssehen bei Libellenlarven, Fliegen und Fischen. Z. vergl. Physiol. 20, 299 (1934).

    Google Scholar 

  • Hartline, H. K., F. Rattliff and Miller: Inhibitory interaction in the retina and its siginficance in vision. In: Nervous Interaction. Oxford: Pergamon Press 1961.

    Google Scholar 

  • Hassenstein, B.: Ommatidienraster und afferente Bewegungsintegration. Z. vergl. Physiol. 33, 301 (1951);- Über die Wahrnehmung von Figuren und unregelmäßigen Helligkeitsmustern. Z. vergl. Physiol. 40, 556 (1958a); - Die Stärke von optikinetischen Reaktionen auf verschiedene Mustergeschwindigkeiten. Z. Naturforsch. 13b, (1958b); - Optokinetische Wirksamkeit bewegter periodischer Muster. (Nach Messungen am Rüsselkäfer Chlorophanus viridis). Z. Naturforsch. 14b, 659 (1959).

    Google Scholar 

  • Hassenstein, B., u. W. Reichardt: Systemtheoretische Analyse der Zeit-, Reihenfolgen- und Vorzeichenauswertung bei der Bewegungsperzeption des Rüsselkäfers Chlorophanus. Z. Naturforsch. 11b, 513 (1956).

    Google Scholar 

  • Kelley, D. H.: Visual responses to time-dependent stimuli. I. Amplitude sensitivity measurements. J. Opt. Soc. Amer. 51, 422 (1961).

    Google Scholar 

  • Kirschfeld, K., u. W. Reichardt: Kybernetik 2 (im Druck).

  • Kunze, P.: Untersuchung des Bewegungssehens fixiert fliegender Bienen. Z. vergl. Physiol. 44, 656 (1961).

    Google Scholar 

  • MacGinitie, G.: Unveröffentlichte Messungen 1961.

  • Mayer, G.: Unveröffentlichte Abbildungen von Augenschnitten 1962.

  • Mittelstaedt, H.: Zur Analyse physiologischer Regelungssysteme. Verh. dtsch. zool. Ges. in Wilhelmshaven 8, 150–157 (1951).

    Google Scholar 

  • Palma, J. J. de, and E. M. Lowry: Sine-wave response of the visual system II. Sine wave and square-wave contrast sensitivity. J. Opt. Soc. Amer. 52, 328 (1962).

    Google Scholar 

  • Reichardt, W.: Autokorrelations-Auswertung als Funktionsprinzip des Zentralnervensystems (bei der optischen Wahrnehmung eines Insekts). Z. Naturforsch. 12b, 448 (1957).

    Google Scholar 

  • Nervous integration in the facet eye. Biophys. J. 2 (part 2), 121 (1961a); - Über das optische Auflösungsvermögen der Facettenaugen von Limulus. Kybernetik 1, 57 (1961b); - Nervöse Verarbeitung optischer Nachrichten im Facettenauge. Jahrbuch der Max-Planck-Gesellschaft 97–126 (1962).

  • Reichard, W., u. D. Varjú: Übertragungseigenschaften im Auswertesystem für das Bewegungssehen (Folgerungen aus Experimenten an dem Rüsselkäfer Chlorophanus viridis). Z. Naturforsch. 14b, 674 (1959).

    Google Scholar 

  • Rose, A.: The sensitivity performance of the human eye on an absolute scale. J. Opt. Soc. Amer. 38, 196 (1948).

    Google Scholar 

  • Varjú, D.: Optomototische Reaktionen auf die Bewegung periodischer Helligkeitsmuster. (Anwendung der Systemtheorie auf Experimente am Rüsselkäfer Chlorophanus viridis.) Z. Naturforsch. 14b, 724 (1959).

    Google Scholar 

  • Vries, H. de: Die Reizschwelle der Sinnesorgane als physikalisches Problem. Experientia (Basel) 4, 205 (1948a); - Minimum perceptible energy and Brownian motion in sensory processes. Nature (Lond.) 161, 63 (1948b).

    Google Scholar 

  • Waerden, B. L. van der: Mathematische Statistik, S. 47–49. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1957.

    Google Scholar 

  • Wolken, J. J.: Structure and molecular organisation of retinal photoreceptors. J. Opt. Soc. Amer. 53, 1 (1963).

    Google Scholar 

  • Wolken, J. J., J. M. Bowness and I. J. Scheer: The visual complex of the insect: Retine in the housefly. Biochim. biophys. Acta (Amst.) 43, 531 (1960).

    Google Scholar 

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Mit Unterstützung durch ein Fellowship des National Institute of Neurological Diseases and Blindness, US Public Health Service und ein Fellowship der National Science Foundation, USA.

Herrn Freiberg danken wir für das Anfertigen der Abbildungen.

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Von Fermi, G., Richardt, W. Optomotorische Reaktionen der Fliege Musca Domestica. Kybernetik 2, 15–28 (1963). https://doi.org/10.1007/BF00292106

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