【CCC Lab 讀書會筆記】酷了吧!烏賊也有3D電影院。

更新於 發佈於 閱讀時間約 3 分鐘
  雖然二次元撫慰了許多宅宅的心,但夢醒時分,總是要回歸真實的3D世界,究竟為什麼我們看得到「立體」的東西呢?原來是源於「雙眼視覺」。
  因為兩隻眼睛位置有些微不同,得以看見物體的不同面向,視差經由大腦形塑我們擁有的立體視覺體驗,也能判斷深度跟距離。3D電影即利用此原理,最元老級的紅藍3D眼鏡雙眼有不同的濾光片,過濾掉不同的光,在平面螢幕上,同時投出兩個影像,因為左右鏡片接收到的訊息相異,模仿出雙眼視差的效果,依此建構立體感。
那烏賊也能戴3D眼鏡嗎?
  雖然聽起來是個腦洞大開的提議,竟真有研究團隊做了這件事,一切都在今天學妹分享的論文中!而且他們取法於更早前戴了3D眼鏡的螳螂研究。

烏賊的3D電影院,假蝦子騙到牠了!

  研究者在歐洲常見烏賊(Sepia officinalis)頭上安裝了一個紅藍3D眼鏡,由投影機放映兩個影像在屏幕上,依此能夠模擬出虛擬蝦子的位置,然後看烏賊抓獵物時,伸出的攻擊腕長度,還有身體跟螢幕的距離判斷他是否真的在攻擊假蝦子,由C圖可知道位置會出現在屏幕上、屏幕前或後。
實驗方法簡圖 / Feord et al. 2020
  結果真的有用!烏賊的表現跟預測相似,根據虛擬蝦子呈現的位置,前進後退到適當距離才出手抓獵物,成像越前面,身體就會後退較多,眼睛就會離屏幕越遠(E圖),而且離預測的位置也差距不大(F圖),依此支持烏賊具有雙眼立體視覺的假設,可以判斷獵物位置與深度。
3D效果數據 / Feord et al. 2020

獨眼俠的苦惱,逝去的立體視覺

  接著,研究團隊為測試雙眼是否在烏賊立體視覺上扮演了舉足輕重的角色,只投放單一顏色影像,僅讓單眼看得到影像,例如用紅色鏡片就無法接收藍色影像。烏賊獵食過程分為四個階段,從偵測、對準、伸出觸腕,到抓住獵物,結果發現失去一邊視覺後,就需要比較長時間才能對準獵物
  這讓我想到之前做生物光電實驗的時候,為了測試單眼跟雙眼的視覺效果差異,分別在不同距離丟乒乓球到紙杯裡,遮住單邊眼睛真的比較難投進。
單眼、雙眼獵食的時間分布 / Feord et al. 2020

今天之後,雙眼資訊的重要性不得不知!

  所以,經由這個3D電影院的奇葩設計,數據支持烏賊確實有立體視覺,且必須要在雙眼併行的情況下進行,而在另一個實驗裡,藉操作雙眼的訊號差異,刺激分三種:相關(Correlated)、相反(Anticorrelated)、不相關(Uncorrelated)
  簡單來說,可以想成蝦子被切成斑馬紋,相關刺激下,因為兩邊訊號重疊,只能見黑色條紋,相反刺激則能見到白色跟黑色條紋,而不相關則是雙眼視覺完全對不上,圖像完全破碎化。
左右眼資訊差異 / Feord et al. 2020
  最後,發現不管是相關,或相反刺激,烏賊的表現都一樣好,牠們在這兩種狀況下皆應對得宜,但若是雙眼刺激互不相關,就完全不會出手,由此可支持這些頭足類動物,需要雙眼視覺訊息互相配合偵測環境,而且牠們甚至能分開控制雙眼,直到捕捉前眼睛角度都不會對在一起。
這篇有趣的論文,之前好像就有不少科普文章分享過。
藉新穎的方法,讓我們對烏賊的視覺有更多認識,也為立體視覺的演化開出新視野。
這是暑期讀書會的最後一篇論文,以後還會有什麼有趣的文章?讓我們一起期待!

原始論文連結:

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寶可夢可能是許多人的兒時回憶,但它不僅是一部卡通,裡面其實蘊含相當多的生物知識,讓我們一起從演化生物學、生態學、發育學、比較解剖學……,一起從頭到腳認識寶可夢,成為寶可夢大師吧!
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