乌贼能感知深度——它们戴 3D 眼镜来证明这一点

乌贼能感知深度——它们戴 3D 眼镜来证明这一点

3D 电影是一种让人又爱又恨的体验。你绝对喜欢那种感觉,那种感觉就是有什么东西从屏幕上直直地掉下来,离你如此之近,你觉得你几乎可以触摸到它,或者整个过程让你完全惊慌失措。无论哪种情况——它唯一的作用就是能够同时用我们的两只眼睛捕捉图像并感知其虚幻的深度。

但一项新研究表明,乌贼也会经历这种现象。当乌贼戴上小小的 3D 眼镜,站在屏幕前,屏幕播放着一只虾经过的 3D 电影时,它们竟然会试图用触手抓住它。

这些新发现发表在《科学进展》的一项研究中,它不仅展示了乌贼“捕猎”虚拟猎物的能力,还表明它们的视觉系统具有立体视觉或“双眼视觉”的能力。

双目视觉是大脑利用双眼的图像来产生深度感知的方式。人类拥有这种能力——我们可以通过这种能力知道什么时候会有东西打到我们脸上,或者我们是否需要伸手去抓东西。有一段时间,人们认为只有灵长类动物和人类才能做到这一点,因为我们的眼睛朝前。但事实证明,许多其他生物也用这种方式判断距离。

另一种无脊椎动物螳螂也以这种方式进化,这一点在他们大约一年前进行的微型 3D 眼镜研究中得到了证实。乌贼是另一种复杂的无脊椎动物,因此作者、明尼苏达大学生态学教授特雷弗·沃迪尔 (Trevor Wardill) 提出了利用它们进一步研究立体视觉的想法。

“公平地说,当我们提出这个项目时……他们认为这有点疯狂,”沃迪尔回忆起第一次向马萨诸塞州海洋生物实验室的合作伙伴提出这个项目时说。“他们真的没想到它会成功,但我们非常确信我们应该尝试一下。”

沃迪尔说,让乌贼自愿戴上眼镜,不试图摘下眼镜,而是真正地看着屏幕,这一步已经够难的了。这个过程需要将尼龙搭扣粘在乌贼粘满粘液的身体顶部,将眼镜戴在乌贼头上,还要让乌贼保持快乐,并分散它们的注意力,以免它们打扰乌贼(或让墨水弄得到处都是)。

但当这些动物最终将注意力集中在屏幕上时,就会产生一种只有使用双眼视觉才能看到的深度错觉,它们准确地“捕猎”了屏幕上的虾。

“给黏糊糊的、长着触手的无脊椎动物戴上小眼镜听起来既可爱又有趣,但这实际上是一项了不起的成就,”视觉生态学家、伦敦自然历史博物馆的博士后研究员凯特·托马斯说,但她没有参与这项研究。

这种深度错觉是通过两个不同的镜片看到两个不同颜色的图像而产生的,然后大脑计算出它们之间的距离。尽管乌贼是色盲,但眼镜中的彩色滤光片会将显示器的准确颜色发送到右眼。沃迪尔补充说,它们在每只眼睛中看到的只是各种灰度强度的图像。

奇怪的是,大多数具有立体视觉的动物都有“共轭”眼睛——这意味着它们同时看同一个东西。乌贼的眼睛是分开移动的,除了它们注意到猎物的那一瞬间。

沃迪尔说,乌贼并不擅长“勾引”眼睛,但它们仍然能够捕猎。需要进一步研究乌贼的眼睛究竟在做什么,才能了解它们如何利用线索和空间信息来捕捉食物。

没有双眼并不是乌贼立体视觉的唯一不同之处。研究发现,乌贼还能感知“反相关”刺激的距离,即每只眼睛看到的图像与另一只眼睛看到的完全相反(想象一下,一只眼睛看到白底黑字,另一只眼睛看到黑底白字)。

人类需要每幅图像的亮度相匹配才能分辨距离,因此这种刺激的对比度使我们难以感知。但螳螂的大脑却可以轻易地从这些刺激中看出深度。

托马斯说,这项研究证明了趋同进化,因为这些生物的进化路径与人类相差甚远,但在某些方面与我们相似。“我认为,一种与蛤蜊关系更密切而不是与我们关系更密切的动物不仅进化出了与我们相似的眼睛,而且还以类似的方式用眼睛处理图像以产生深度知觉,这真是令人着迷。”

虽然这些结果很有趣,但并不令人意外——而且从乌贼的日常需求来看,它们实际上很有意义。沃迪尔说,双目视觉使捕食变得更容易,因为你可以看到你面前的猎物,而不需要四处走动或多次尝试捕捉食物。毕竟,如果乌贼不断吓跑虾,它可能不会捕获很多虾。

沃迪尔说,如果说有什么不同的话,那就是更令人惊奇的是这些动物竟然一直戴着眼镜。

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