コウイカに3Dめがねをかけさせたら、映像のエビとの距離を両目で測って狩りをした

3D映画を見るときにかける、赤と青のめがねがあります。左右の目にわざと少しずれた映像を届けて、画面のものを手前に飛び出して見せるしかけです。このめがねを、イカの仲間のコウイカにかけさせた実験があります。

イギリスのケンブリッジ大学とアメリカのミネソタ大学のチームは、コウイカの頭に手作りの3Dめがねをつけ、画面に歩くエビの映像を映しました。左右の目に見せるエビの位置を少しずらすと、コウイカは、ずれに合わせて構える位置を変えました。そして、エビが見えているはずの場所に向かって触腕をのばしました。触腕は、獲物をつかまえるための2本の長い腕です。ずれを2cmにしたとき、コウイカはずれがないときより約2cm長く触腕をのばしていました。

コウイカの目は、レンズや網膜をもち、人の目とよく似たつくりです。けれども、脳のつくりは人とまったく違います。左右の目に映った像のずれから距離を読み取る力を「立体視」と言います。コウイカがこの力を使っているのか、使っているならどう計算しているのかは、分かっていませんでした。

01頭に面ファスナーを貼り、手作りの3Dめがねをかけさせた

研究を行ったのは、ケンブリッジ大学のレイチェル・フィオード（Rachael Feord）さんと、ミネソタ大学のトレバー・ワーディル（Trevor Wardill）さんたちです。実験は、アメリカのウッズホールにある海洋生物学研究所で行いました。使ったのは、イギリス南部で集めた卵からかえった、生後22〜24か月のヨーロッパコウイカ11匹です。

チームはまず、コウイカに画面のエビを狩るよう教えました。水そうの横に画面を置き、白い背景の上を歩く黒いエビの映像を流します。コウイカが映像に近づくと、ごほうびに生きたエビをあげました。慣れてきたら、触腕をのばして映像を打ったときだけ、ごほうびをあげるようにしました。

次に、めがねをつける準備です。コウイカを水から出し、頭の皮ふの水けをペーパータオルでふき取ります。そこに、瞬間接着剤をつけた1cm四方ほどの面ファスナーを、10秒間押し当てて貼りました。面ファスナーは、くっつけたりはがしたりできるテープです。めがねの裏にも面ファスナーがあり、つけ外しが簡単にできます。めがねをつけて数時間で狩りを再開する個体もいれば、慣れるのに2日かかる個体もいました。

めがねには、左右で色の違うフィルムを2枚ずつ重ねて貼りました。画面に映すエビの色を選ぶと、片方の目にだけエビが見えるようにできます。左右の目に別々の位置のエビを見せれば、左右の目のずれから距離を測る動物には、エビが画面の手前や奥にいるように見えるはずです。

02映像のずれを大きくすると、コウイカは画面から離れて構えた

本番では、左右の目に見せるエビの位置を、−1cmから+3cmまでずらしました。プラスのずれは、エビが画面より手前に見えるずらし方です。マイナスは、画面より奥に見えるずらし方です。ずれの大きさは、毎日ばらばらの順番で変えました。

結果ははっきりしていました。ずれが大きいほど、コウイカは画面から離れた位置で構えてから、触腕をのばしました。チームは、両目の位置とずれの大きさから、コウイカに「エビが見えているはずの位置」を計算しました。すると、どのずれのときも、コウイカはその位置から同じくらいの距離で構えていました。

触腕ののび方にも違いが出ました。ずれがないとき、触腕は画面の前の水そうの壁にぶつかって止まります。ずれが2cmのときは、触腕がその先までのびていました。のびた長さの平均は、ずれがないときが約25mm、ずれが2cmのときが約46mmです。コウイカには、エビが画面より手前にいるように見えていたと考えられます。

03片方の目にしか映像が届かないと、狩りに時間がかかった

次にチームは、片方の色のエビだけを画面に映しました。こうすると、エビは片方の目にしか、ほぼ見えません。完全に片目にならないのは、めがねのフィルムが光を少しもらすからです。

片方の目にしか映像が届かないコウイカ3匹と、両目で見たコウイカ5匹を比べました。エビを見つけるまでの時間は、どちらも変わりませんでした。違いが出たのは、見つけてから触腕を打つ位置まで近づく段階です。片目のコウイカは、打つまでに時間がかかり、長い距離を泳ぎ、エビにより近づいてから打ちました。両目が使えると、速く、遠くから狩りができたのです。

ただし、片目でも狩りはできました。1968年、ジョン・メッセンジャー（John Messenger）さんが、片方の目を手術で見えなくしたコウイカの狩りを調べています。狩りが成功した割合は、両目のコウイカの91%に対して、56%に下がりました。それでも、半分以上は成功したわけです。コウイカは、両目のずれ以外の手がかりも使って距離を測っていると考えられます。

04白黒を反転させた模様でも、コウイカはエビの位置を読み取った

最後にチームは、コウイカがどんな計算で立体を見ているのかを探りました。白と黒の点をでたらめに散らした背景の上に、同じような点の模様でぬったエビを歩かせます。片方の目の映像だけを見ても、エビは背景にまぎれて見えません。左右の目の映像を比べたときにだけ、エビの形がうかび上がるしかけです。

この映像を、3通りに作りました。1つめは、左右の目に同じ点の模様を見せるものです。2つめは、片方の目だけ白と黒を反転させるものです。3つめは、左右でまったく違う点の模様を見せるものです。点の模様のエビを狩ったのは、11匹のうち6匹でした。残る5匹は、点の模様のエビをまったく追わなかったため、この実験からは外しました。

6匹は、1つめと2つめの映像では、エビが見えているはずの位置に向かって正しく触腕を打ちました。ところが、3つめの映像では、狩りを始めても、一度も触腕を打ちませんでした。

人の場合、点の模様の白黒を左右で反転させると、立体感がなくなったり、奥行きが逆に感じられたりすることが知られています。コウイカは、その反転した映像でもエビの位置を読み取りました。チームは、コウイカの立体視は、人とは違う計算のしかたで行われている可能性が高いと結論づけています。

05まとめ

ヨーロッパコウイカに3Dめがねをかけさせ、左右でずらしたエビの映像を見せると、コウイカはずれに合わせて構える位置を変えました。両目が使えると、片目のときより速く、遠くから狩りができました。左右で白黒を反転させた模様でもエビの位置が分かった点は、人とは違います。人と似たつくりの目を持つコウイカですが、その目で見た像から距離を計算するしくみは、人とは別のものらしいのです。