感覺系統/蛇
當看到或甚至想到蛇時，許多人會感到不舒服，甚至害怕。他們被認為是神話生物是有原因的。與其他動物相比，蛇是不同的：它們沒有腿，它們很長，優雅地移動且沒有聲音，其中一些有毒，並且它們會穩定地使用分叉的舌頭來聞。其中一些速度快，即使在夜間也是有效的殺手。讓他們與眾不同的是他們的“第六感”：探測紅外輻射的能力。與夜視儀類似，蛇能夠探測周圍環境的熱量變化，從而獲得其詳細影像。至少有兩組蛇分別發展了這種能力：第一組是蝮蛇，第二組是蚺蛇和蟒蛇（這兩者通常被歸類為一組，稱為“蟒蛇”）。然而，蛇並不是唯一進化出這種感覺的物種：吸血蝙蝠和一些昆蟲群體也進化出了這種感覺。即使在夜間，蝮蛇、蚺蛇和蟒蛇也能透過它們發出的熱量來識別齧齒動物。它可以透過一個感覺系統來探測，該系統使它們能夠“看到”波長範圍在 750 nm 到 1 mm 之間的長波長電磁輻射。使這成為可能的器官被稱為“頰窩”，位於它們眼睛下方，上頜骨的兩個凹陷處。它們極其敏感，甚至可以探測到低至 0.003K 的溫度變化。
蝰蛇和蟒蛇的紅外線感知器官在生理結構上相似，但在數量、位置和形態上有所不同。解剖結構很簡單，將在響尾蛇的例子中進行解釋，響尾蛇是一種有毒的蝮蛇，僅在美國南部加拿大到阿根廷北部發現。它由一個空腔組成，該空腔被一個厚度為 0.01 mm 的薄膜隔成兩個充滿空氣的腔室。它充滿了三叉神經 (TNM) 的感覺細胞。大約 7000 個感覺細胞透過對熱敏感的離子通道傳遞熱量，並在溫度發生正變化時增加其放電速率，而在相反的情況下減少。由於這些熱感受器與外部空間距離很近，以及下方充滿空氣的腔室，它們非常敏感。這個充滿空氣的腔室充當絕緣體，將否則會迅速交換熱能的組織隔離開。因此，吸收的熱能專門用於感覺系統，不會損失到更低層的組織。這種簡單而複雜的解剖結構是頰窩獨特敏感性的原因。頰窩的體型甚至允許探測輻射的方向。外部開口大約是膜的一半大。因此，整個器官根據針孔相機的光學原理工作：輻射點的部位提供有關物體位置的資訊。熱量本身透過稱為 TRPA1 的對熱敏感的離子通道的啟用來檢測。在其他動物中，這些通道也存在，但具有其他功能，例如探測化學刺激物或寒冷。蝮蛇和蟒蛇似乎獨立進化出紅外線感知。由於對熱敏感的離子通道在不同蛇中具有不同的熱閾值，因此蛇的溫度敏感性在蛇之間有所不同。響尾蛇的通道最敏感。無法探測紅外輻射的蛇也擁有這些通道，但它們的熱閾值過高，無法探測紅外輻射。
每個感覺器官都有一個專門的大腦區域來處理收集的資訊。蛇在後腦的側向下降三叉神經束核 (“LTTD”) 中評估來自頰窩的紅外線感覺輸入，這是一個在其他動物中沒有發現的獨特區域。LTTD 透過網狀熱核 (“RC”) 連線到視頂蓋。其功能尚不清楚。在視頂蓋，視覺和紅外線刺激相互連線，以提供動物周圍環境的詳細概念。
實驗表明，蛇類對熱源的探測必須非常準確，即使沒有視覺幫助，它們也能以很小的誤差命中熱源。測量結果表明，落入頰窩器官的紅外光束的張角為45度至60度。取決於熱源相對於蛇的位置，光束會落在頰窩膜的不同位置。紅外感應系統在視頂蓋上的感受野與視覺感受野類似。視頂蓋的前端接收來自頰窩膜後部和視網膜的輸入，因此處理來自視覺場前部的刺激。類似地，視覺場的後部和側部在視頂蓋的後部和頰窩膜前部以及視網膜中得到體現。視覺和紅外感官系統的感受野在視頂蓋內幾乎完美地重疊，使得那裡的神經元接收並處理來自兩個感官的、來自大致相同方向的感官資訊。雖然響尾蛇只有兩個頰窩器官，但蚺蛇和蟒蛇的溫度感測器解剖結構要複雜得多。它們頭部兩側各有13個頰窩器官。它們每個都像一個針孔相機，反轉影像。視覺場前部的資訊再次在視頂蓋前部處理，但現在，每個頰窩器官的感受野被投射到視頂蓋的不同部位。前部頰窩器官在視頂蓋的前部表示，後部頰窩器官在後部表示。此外，不同頰窩器官的感受野重疊，因此提供一個或多或少連續的投射場，與視覺場相匹配。有趣的是，每個頰窩器官的前部被投射到視頂蓋感受野的後部，這是一種非常複雜和獨特的組織結構。視頂蓋包含六種不同型別的神經元，它們對紅外和/或視覺刺激做出反應。一些細胞型別只有在存在視覺和紅外刺激時才會響應，而另一些細胞型別則對任何型別的刺激做出反應。有些細胞對來自單個感官的輸入做出反應，但當同時來自兩個系統的輸入時會提高其放電率。最後一組細胞以相反的方式工作。其中一些對視覺刺激反應強烈，當來自頰窩器官的刺激到達時就會停止放電，反之亦然。擁有頰窩器官的蛇為什麼需要這些不同型別的神經元？它們大腦中的處理必須幫助蛇類完成不同的任務：首先，蛇應該能夠探測和定位刺激。其次，它們必須被識別並做出適當的反應。獨立於彼此對視覺和紅外刺激做出反應的細胞可能是負責第一個任務的。只有在同時獲得兩種刺激時才會做出反應的細胞可以用作對活的、移動物體的探測器。此外，一旦視覺刺激與紅外訊號完成就停止放電的細胞對於探測周圍的冷環境（如樹葉或樹木）可能尤其重要。不同型別細胞之間的相互作用對於正確識別刺激至關重要。它們不僅用於識別溫血獵物，還用於識別捕食者和蛇的體溫調節。
吸血蝙蝠是唯一能夠探測紅外輻射的哺乳動物。為了做到這一點，它們鼻子上有三個空腔，裡面包含著感應器官。雖然它們也利用離子通道探測熱量，但它與蛇類中的離子通道型別不同。在其他哺乳動物，甚至在它們自身身體的除鼻子以外的所有部位，這種型別的分子負責感知疼痛和灼燒。然而，在鼻子中，閾值要低得多。該通道已經能夠探測到29°C的溫度變化。這使得吸血蝙蝠能夠在20釐米的距離內定位熱源，並幫助它們在獵物身上找到富含血液的部位。
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