蛙眼具有怎样的结构特点,因而使青蛙有了这样奇异的本领?科学家们经过深入研究发现,青蛙眼睛的视网膜由三层细胞组成：光感受细胞层,中间联系细胞层,神经节细胞层.
第一层的光感受细胞把外界景物的影像成在视网膜上,并把影像转换为神经电信号；第二层联系细胞负责将电信号传给第三层；第三层神经节细胞则检测影像特征,并将这些电信号编成密码传给大脑.
神经节细胞又分为四类,每一类都执行特定的检测功能,只对运动目标的某一特征有反应,分别辨认、抽取视网膜图像的不同特征.这样,就把一个复杂的图像分解成了几种易于辨认的特征,提高了发现与辨认目标的速度和准确性.因此,科学家们把这四类神经节细胞称为“检测器”,分别是“边缘检测器”、“凸边检测器”(也叫“昆虫检测器”)、“反差检测器”和“变暗检测器”.这四种检测器共同作用,就可以使青蛙只对与它生存有紧要关系的景物有反应了.
边缘检测器,只对比周围环境亮或暗的景物边缘有反应；凸边检测器,只对像昆虫那样移动的景物弯曲的凸边有反应；反差检测器,只对亮度的变化有反应；而变暗检测器,只对光强的减弱即阴影有反应.这四种检测器的作用综合在一起,就使青蛙的眼睛既对“前端圆圆的快速移动的物体”特别敏感——有这样特征的是它喜欢吃的昆虫,也对那些“有很大的阴影的快速运动”的天敌特别敏感.而对与它的生存没有意义的事物,如不动的或摇动的树木和草叶则都没有反应.
不难看出,蛙眼所起的作用,远远超出了一点不漏地把景物拍摄下来的照相机的工作范围.蛙眼不仅可以把所看到的物体的图像呈现在视网膜上,而且能够分析所看到的图像,挑选出特定的图像特征,然后经视神经“通报”给大脑.
经过大自然的“精雕细刻”,蛙眼的这套视觉检测系统已经达到了十分完善的地步.蛙眼对背景不起反应,而是集中注意相对于背景运动、具有特定形态特征的物体.一旦一只昆虫或者天敌的“影子”从眼前掠过,它立即就会做出反应,扑向食物或者逃进水中.也就是说,蛙眼看到的只是对它的生存有意义的景物.例如,运动的天敌和食物对它的生存十分重要,水塘是它的栖身之地,都是对它生存有意义的景物.青蛙视觉器官的这一特性,给“运动目标探测器”提供了设计原理和模型.
