乌贼是否有立体视觉,研究人员:给它戴上3-D眼镜


视频:带眼镜的乌贼受到了图像像差的欺骗,做出错误的判断,从而证明乌贼具有立体视觉。

尽管戴眼镜的乌贼出人意料,但明尼苏达州大学领导的研究小组建立了水下实验室,并为头足类配备了专门的3D眼镜,以研究乌贼如何确定打击移动猎物的最佳距离。他们的研究表明,乌贼在寻找移动目标时会利用立体视觉来感知距离。

研究结果发表在“ 科学进展 ”杂志上。

乌贼通过伸展触手来捕获猎物,为了成功击中猎物,乌贼必须计算距离以将自己定位在距猎物正确的距离处。如果它们离得太近,猎物可能会被吓到并逃脱。太远,触手将无法到达。

为了测试乌贼大脑如何计算到物体的距离,该团队训练乌贼戴着3-D眼镜并击中屏幕上的两只虾。与我们使用的红蓝3-D眼镜原理相同,研究人员在屏幕上显示2种颜色的虾的图案,从而为带着眼镜的乌贼创造出不同距离的假象。调整图案之间的距离即可调整距离假象。这使研究人员能够确定乌贼是否正在比较左眼和右眼之间的图像,以收集有关其猎物距离的信息。比较图像的过程称为立体视觉,与人类确定距离的方法相同。根据图像偏移,乌贼会感觉到虾在屏幕的前面或后面,因此乌贼能够预计的打击距离可能太近或太远。

生物科学学院生态进化与行为学系助理教授特雷弗·沃迪尔(Trevor Wardill)说:“乌贼对差异的反应清楚地表明乌贼在狩猎时会使用立体视觉。当只有一只眼睛可以看到虾时,这意味着不可能进行立体定位,这些动物需要更长的时间才能正确地摆好姿势。当两只眼睛都可以看到虾时,这意味着它们利用了立体定位,这使得乌贼在攻击时可以做出更快的决策。这对捕获猎物来说大有不同。”

通过这一过程,研究人员还发现,乌贼立体视觉的机制可能与人不同。当研究人员调整屏幕上的两幅图像的亮度:使其中一个变得更亮,乌贼没有受到影响,成功地定位了虾的距离。人类不能可靠地做到这一点。

“乌贼的眼睛与人类相似,但它们的大脑却有很大不同,”生物科学学院生态进化与行为系助理教授帕洛玛·冈萨雷斯-贝利多(Paloma Gonzalez-Bellido)说。“我们知道乌贼的大脑并没有像人类那样被分割。它们似乎没有像大脑的枕叶那样专门用于视觉处理的部分。我们的研究表明,他们的大脑中一定有一个区域可以比较乌贼左眼和右眼的图像并计算它们之间的差异。”

此外,乌贼有能力将其眼睛旋转到朝前的位置,这是一种独特的特征,使它们与头足类的亲属(例如鱿鱼和章鱼)区分开。乌贼可能是仅有的具有计算和使用立体视觉能力的头足类动物。螳螂是已知使用立体视的唯一其他无脊椎动物。

如果曾经认为复杂的大脑计算(如立体视觉)是高级脊椎动物所独有的,则此类研究正在促使科学家重新考虑无脊椎动物的大脑的能力。

研究论文的第一作者瑞秋·费德(Rachael Feord)博士说:“这项研究使我们更进一步地了解了不同的神经系统如何进化来解决相同的问题。下一步是解剖乌贼的立体视所需的大脑回路,以了解这与我们的大脑有何不同。”


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