Neural mechanisms to exploit positional geometry for collision avoidance

利用 运动(物理) 人工智能 计算机科学 计算机视觉 碰撞 避碰 运动知觉 对象(语法) 任务(项目管理) 神经科学 物理 生物 计算机安全 经济 管理
作者
Ryosuke Tanaka,David Clark
出处
期刊:Current Biology [Elsevier BV]
卷期号:32 (11): 2357-2374.e6 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.cub.2022.04.023
摘要

Visual motion provides rich geometrical cues about the three-dimensional configuration of the world. However, how brains decode the spatial information carried by motion signals remains poorly understood. Here, we study a collision-avoidance behavior in Drosophila as a simple model of motion-based spatial vision. With simulations and psychophysics, we demonstrate that walking Drosophila exhibit a pattern of slowing to avoid collisions by exploiting the geometry of positional changes of objects on near-collision courses. This behavior requires the visual neuron LPLC1, whose tuning mirrors the behavior and whose activity drives slowing. LPLC1 pools inputs from object and motion detectors, and spatially biased inhibition tunes it to the geometry of collisions. Connectomic analyses identified circuitry downstream of LPLC1 that faithfully inherits its response properties. Overall, our results reveal how a small neural circuit solves a specific spatial vision task by combining distinct visual features to exploit universal geometrical constraints of the visual world.
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