Ученые заставили рыб поверить в оранжевость коричневого цвета

Исследователи из Квинслендского университета обнаружили, что зрительное восприятие рыб можно обмануть с помощью оптической иллюзии восприятия цвета. Статья опубликована в Scientific Reports.

Оптические иллюзии — это ошибки в зрительном восприятии, которые приводят к неправильному восприятию различных свойств наблюдаемого объекта. В частности, оптические иллюзии могут вызывать ошибочное восприятие формы, цвета, яркости, размера или движения наблюдаемого объекта. Как отмечают ученые, исследование оптических иллюзий помогает лучше разобраться в механизмах обработки зрительной информации и понять нюансы поведения животных, полагающихся на зрение, в неоднородной среде.

Авторы новой работы поставили эксперимент с рыбами и цветовой иллюзией нейробиологов Лотто и Пурвса, которая представляет собой куб, грани которого раскрашены разноцветными квадратами, наподобие кубика Рубика. В традиционном виде одна из граней находится в тени и стороннему наблюдателю кажется, что на свету у одной грани есть коричневый сегмент, а в тени у другой грани один из квадратов — оранжевый. На самом деле оба упомянутых фрагмента одинакового цвета.

Первая часть эксперимента состояла в том, что ученые тренировали восемь расписных спинорогов (Rhinecanthus aculeatus) на парах квадратов, в которых один был коричневым, а другой оранжевым. Остальная часть изображения куба была заполнена серым фоном или монохромными квадратами разной яркости. При этом монохромные и цветные квадраты каждый раз размещались в разных местах. Четырех рыб обучали клевать оранжевый квадрат, а других четырех — коричневый, в случае правильного результата рыба получала подкрепление в виде корма.

Испытуемые содержались в индивидуальных аквариумах на протяжении всего исследования, с июня 2015 года по январь 2016 года. На первом этапе рыб тренировали два раза в день, на обучение каждой особи ушло от четырех до шести недель.

После того как рыбы достигали точности распознавания цвета в 85 процентов из 30 попыток, исследователи начинали второй этап эксперимента с полным изображением цветовой иллюзии. Каждой рыбе демонстрировали полное изображение с разноцветными квадратами от 7 до 18 раз, причем на иллюзии не было настоящего оранжевого сегмента, вместо него был идентичный коричневому по цвету, но кажущийся «оранжевым» фрагмент на теневой стороне. Оказалось, что рыбы действительно принимают за оранжевый квадрат фрагмент, который на самом деле покрашен в коричневый цвет. Рыбы при тестировании на полном изображении иллюзии выбирали «свой» квадрат (коричневый или «оранжевый») значительно чаще, чем «не свой» — приблизительно в 80 процентах случаев.

Затем исследователи осветлили тень на второй стороне куба, чтобы «оранжевый» сегмент был менее похож на настоящий оранжевый, и повторили эксперимент, показывая разные варианты куба каждой рыбе от 22 до 30 раз. При этом для некоторых рыб серия изображений включала как оригинальный, так и осветленный варианты иллюзии, а некоторые рыбы видели только разные варианты осветленного куба. Выяснилось, что после осветления тени результаты стали немного другими для рыб, тренированных на оранжевом квадрате. Поскольку субъективная разница между коричневым и «оранжевым» стала меньше, то у тех рыб, которым показывали только осветленную версию, точность распознавания упала до уровня случайной на уровне 50 процентов, однако у рыб, которым попеременно показывали полную и осветленную иллюзию, показатели практически не изменились.

На основании полученных результатов авторы пришли к выводу, что рыбы подвержены оптическим иллюзиям цвета, которые приводят к ошибкам восприятия. По словам ученых, это позволяет сделать вывод о том, что рыбы могут учитывать нюансы освещения и контраста объектов даже в условиях сложного окружения. Исследователи отмечают, что расписные спинороги сами имеют оранжевые полоски на теле, а это значит, что освещение и тени могут оказывать прямое влияние на взаимодействие рыб в естественной среде.

Ранее исследования о восприятии контраста и цветовых иллюзий также проводились на гуппи. Натренированные рыбы должны были выбирать один из двух прямоугольников, при этом рыбам показывали в разном сочетании светлые и темные прямоугольники, которые находились также на разном фоне. Оказалось, что гуппи из двух одинаковых прямоугольников на разном фоне выбирают именно тот, который им кажется более похожим по яркости на изначальный образец, на котором их тренировали.

Николай Воронцов