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數學模型揭示了蝮蛇是如何在夜深人靜時找到它的晚餐的。Credit: uux.cn/ByCh3lo,模型 Pexels
（神秘的地球uux.cn）據耶魯大學（吉姆·謝爾頓）：在動物界，有許多物種通過熟練地破譯來自周圍環境的揭示靜微弱信號來理解他們的世界的偉大例子。
一只翱翔在地面上的蝮蛇鷹發現下面有一條河魚，正準備吞下一只蟲子；一只饑餓的何夜黑熊在兩英里外的茂密灌木叢中聞到了一絲食物的味道；一只鴨嘴獸在淡水溪流中游泳，閉上眼睛探測附近美味蝌蚪的數學深人電脈沖。
還有毒蛇。模型
從叢林到沙漠，揭示靜這些蛇在各種各樣的蝮蛇棲息地被發現，它們使用位于鼻孔附近的何夜強大紅外傳感器，通過感知哪怕是數學深人最微小的溫度變化來在黑暗中搜尋獵物——它們通過熱敏離子通道來完成這一任務，這些通道僅與人類的模型感覺器官相當。
蝮蛇是揭示靜如何做到這一點的？耶魯大學的兩位物理學家可能在一個新的數學模型中找到了答案，該模型在《美國國家科學院院刊》的蝮蛇一項新研究中進行了描述。
耶魯大學文理學院（FAS）物理學博士后研究員伊莎貝拉·格拉夫（Isabella Graf）說:“為了確定獵物的何夜位置，蝮蛇需要用感覺器官檢測毫開爾文溫度的變化，這需要整個器官比其潛在的分子傳感器敏感1000倍。”
開爾文是國際公認的測量溫度的基本單位。
格拉夫補充說:“更重要的是，這些蛇有時生活在晝夜環境溫度變化劇烈的沙漠中。”“在變化很大的環境中，靈敏度低得多的傳感器怎么可能穩健地檢測到毫開爾文的溫度變化？”
格拉夫和FAS物理學助理教授、耶魯定量生物學研究所成員本杰明·馬赫塔（Benjamin Machta）表示，這可能是一種生物機制，使蝮蛇能夠放大小信號并以高保真度傳輸到大腦。
在這項研究中，研究人員創建了一個數學模型，使用統計物理學和信息論的概念來理解蝮蛇單個離子通道傳入的溫度信號如何共同影響神經元反應。在數學模型中，有一個“分叉”——在這個點上，神經元的反應發生了質的變化，而單個不太敏感的溫度傳感器表現出高度的合作。
“在這個分叉點附近，我們表明蛇的大腦可以獲得幾乎一樣多的溫度信息，就好像它可以從每個單獨的傳感器中讀出測量值，然后將它們完美地平均在一起以獲得一個最佳精確的測量值，”Machta說。
這就是蝮蛇在夜深人靜時尋找晚餐的方式。
這項新研究還解釋了蝮蛇在晝夜溫差變化中保持其熱敏感性的方式。研究人員表示，他們的數學模型包括一個“反饋”功能，可以在整個溫度波動過程中自動保護系統的整體靈敏度。
格拉夫和馬赫塔說，他們的新模型可能有超越蝮蛇夜間游蕩的應用。
格拉夫說:“類似的反饋和設計原理可能存在于其他感覺系統中，這些系統也需要在變化的環境中檢測微小信號。”