烏賊是否有立體視覺,研究人員:給它戴上3-D眼鏡


視頻:帶眼鏡的烏賊受到了圖像像差的欺騙,做出錯誤的判斷,從而證明烏賊具有立體視覺。

儘管戴眼鏡的烏賊出人意料,但明尼蘇達州大學領導的研究小組建立了水下實驗室,併為頭足類配備了專門的3D眼鏡,以研究烏賊如何確定打擊移動獵物的最佳距離。他們的研究表明,烏賊在尋找移動目標時會利用立體視覺來感知距離。

研究結果發表在“ 科學進展 ”雜誌上。

烏賊通過伸展觸手來捕獲獵物,為了成功擊中獵物,烏賊必須計算距離以將自己定位在距獵物正確的距離處。如果它們離得太近,獵物可能會被嚇到並逃脫。太遠,觸手將無法到達。

為了測試烏賊大腦如何計算到物體的距離,該團隊訓練烏賊戴著3-D眼鏡並擊中屏幕上的兩隻蝦。與我們使用的紅藍3-D眼鏡原理相同,研究人員在屏幕上顯示2種顏色的蝦的圖案,從而為帶著眼鏡的烏賊創造出不同距離的假象。調整圖案之間的距離即可調整距離假象。這使研究人員能夠確定烏賊是否正在比較左眼和右眼之間的圖像,以收集有關其獵物距離的信息。比較圖像的過程稱為立體視覺,與人類確定距離的方法相同。根據圖像偏移,烏賊會感覺到蝦在屏幕的前面或後面,因此烏賊能夠預計的打擊距離可能太近或太遠。

生物科學學院生態進化與行為學系助理教授特雷弗·沃迪爾(Trevor Wardill)說:“烏賊對差異的反應清楚地表明烏賊在狩獵時會使用立體視覺。當只有一隻眼睛可以看到蝦時,這意味著不可能進行立體定位,這些動物需要更長的時間才能正確地擺好姿勢。當兩隻眼睛都可以看到蝦時,這意味著它們利用了立體定位,這使得烏賊在攻擊時可以做出更快的決策。這對捕獲獵物來說大有不同。”

通過這一過程,研究人員還發現,烏賊立體視覺的機制可能與人不同。當研究人員調整屏幕上的兩幅圖像的亮度:使其中一個變得更亮,烏賊沒有受到影響,成功地定位了蝦的距離。人類不能可靠地做到這一點。

“烏賊的眼睛與人類相似,但它們的大腦卻有很大不同,”生物科學學院生態進化與行為系助理教授帕洛瑪·岡薩雷斯-貝利多(Paloma Gonzalez-Bellido)說。“我們知道烏賊的大腦並沒有像人類那樣被分割。它們似乎沒有像大腦的枕葉那樣專門用於視覺處理的部分。我們的研究表明,他們的大腦中一定有一個區域可以比較烏賊左眼和右眼的圖像並計算它們之間的差異。”

此外,烏賊有能力將其眼睛旋轉到朝前的位置,這是一種獨特的特徵,使它們與頭足類的親屬(例如魷魚和章魚)區分開。烏賊可能是僅有的具有計算和使用立體視覺能力的頭足類動物。螳螂是已知使用立體視的唯一其他無脊椎動物。

如果曾經認為複雜的大腦計算(如立體視覺)是高級脊椎動物所獨有的,則此類研究正在促使科學家重新考慮無脊椎動物的大腦的能力。

研究論文的第一作者瑞秋·費德(Rachael Feord)博士說:“這項研究使我們更進一步地瞭解了不同的神經系統如何進化來解決相同的問題。下一步是解剖烏賊的立體視所需的大腦回路,以瞭解這與我們的大腦有何不同。”


分享到:


相關文章: