Секрет «неуловимости» крыс в движении их глаз

Ученые из Института Макса Планка сделали неожиданное открытие: оказывается, глаза крысы могут вращаться независимо друг от друга, обеспечивая уникальное поле зрения. Из-за того, что на протяжении эволюционной истории крысам приходилось бояться наземных и воздушных хищников, зрительный аппарат грызунов приобрел уникальные возможности, о которых ученые и не подозревали.

Открытие сделали в общем-то случайно: немецкие ученые изучали поведенческие реакции крыс, прикрепив к голове грызунов миниатюрные высокоскоростные камеры, отслеживающие движения глаз. К своему удивлению, ученые обнаружили, что крысы очень быстро двигают глазами в противоположных направлениях в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При этом «сканирование» работает в процессе бега, что вроде бы предполагает уникальный алгоритм обработки «разноплоскостной» визуальной информации.

Однако, анализ поля зрения обоих глаз крысы исключает возможность сложного объединения двух картинок в одну, как в человеческом зрении. Вместо этого, глаза просто движутся особым образом, позволяющим постоянно обозревать пространство над крысой. Этот природный «радар противовоздушной обороны» спасает крыс от летающих хищников, с которыми они сталкиваются в своей естественной среде.

Как и многие другие млекопитающие, крысы имеют глаза по бокам головы. Это дает им очень широкое поле зрения, которое полезно для обнаружения хищников. Однако трехмерное зрение, необходимое, например для уверенной атаки или выявления приближающейся сверху угрозы, требует перекрытия полей зрения обоих глаз – то есть, глаза должны быть спереди головы, как у людей. Это противоречивое требование: максимальное поле зрение и одновременно трехмерное бинокулярное зрение.

Чтобы решить эту задачу, эволюция дала крысам уникальные возможности. Крысы обрабатывают визуальную информацию таким же образом, как и другие млекопитающие, но глаза крыс движутся совсем по-другому. Так, люди двигают глазами по очень стереотипным траекториям в целом совпадающими с движениями головы. Оба наши глаза двигаются вместе и всегда следуют за наблюдаемым объектом. В свою очередь, у крыс глаза обычно движутся в противоположных направлениях и зависят от положения головы животного. Когда голова крысы направлена вниз, глаза движутся назад, дальше от кончика носа, а когда крыса поднимает голову - глаза смотрят вперед. Если животное кладет голову на бок, глаза с нижней стороны головы движутся вверх, а с другой – наоборот вниз.

У людей разность между линиями зрения двух глаз даже менее, чем в 1 градус уже вызывает двоение в глазах. А вот крысы легко переносят резкое изменение поля зрения на целых 40 градусов в горизонтальной плоскости и до 60 градусов в вертикальной. Благодаря этому крысы всегда обозревают двумя глазами пространство над собой и одновременно могут изучать интересующий их объект. Именно поэтому крыс практически невозможно застать врасплох.