猫为什么走路不会撞到脚呢?

文摘   2024-10-18 19:32   辽宁  

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我们人类走路都会出现不小心撞到东西绊倒自己的情况为什么猫猫好像从来没看到过?猫猫走起路来好像总是在没有障碍物的地方落脚,那原理又是什么?猫猫对于避开障碍物是否有特殊的能力呢?今天我们来看看这个有趣的现象~


猫的障碍记忆实验


当猫在行走时遇到障碍物时,它会通过适当地抬起爪子来尝试前进。为了走路时不互相碰撞,狗必须首先将前腿稍微抬高以克服障碍,然后将后腿抬高到相同的高度。在移动后腿之前能够在短时间内记住前腿的高度的能力被称为“障碍物记忆”,如果没有这种记忆,后腿每次遇到障碍物就会撞击,从而产生疼痛。猫是用四足行走的,所以它们有这种障碍记忆,但是它能持续多久呢?

由加拿大阿尔伯塔大学心理学系的一个团队进行的。我们在猫的眼前设置了一个障碍物,当猫的前爪越过障碍物时递上食物,并通过几秒钟到几分钟的干预来检查障碍物的记忆能持续多久。

障碍物记忆包含以下信息:

  • 障碍物的大小:猫会记住障碍物的高度信息。在延迟期后,猫的后腿会根据记忆中障碍物的高度,增加步幅以避开障碍物。

  • 障碍物的位置:猫会记住障碍物与身体的具体位置关系。在延迟期后,猫的后腿会根据记忆中障碍物的位置,调整步态轨迹,避开障碍物原来的位置。

  • 障碍物与脚的距离:猫会记住障碍物与脚的具体距离。在摆动过程中,猫会根据这个距离,调整脚的摆动轨迹,避免脚直接落在障碍物原来的位置。

  • 障碍物与身体的相对位置:猫会记住障碍物与身体的相对位置。在摆动过程中,猫会根据这个相对位置,调整步态,避开障碍物。


利用障碍物记忆来调整步态


猫是如何利用障碍物记忆来调整步态的?

记忆中保留了障碍物的大小和位置信息。这种记忆可以持续很长时间,直到猫离开障碍物所在位置。

猫利用障碍物记忆来调整步态的方式主要包括以下几点:

  • 记忆障碍物大小:猫会记住障碍物的高度信息。当后腿在延迟期后再次摆动时,猫会根据记忆中障碍物的高度,增加步幅以避开障碍物,防止脚部撞到障碍物。

  • 记忆障碍物位置:猫会记住障碍物与身体的具体位置关系。在延迟期后,猫的后腿会根据记忆中障碍物的位置,调整步态轨迹,避免脚直接落在障碍物原来的位置。例如,猫可能会改变脚的摆动方向,或者在摆动过程中提高脚的高度,以避开障碍物。

  • 记忆障碍物与脚的距离:猫会记住障碍物与脚的具体距离。在摆动过程中,猫会根据这个距离,调整脚的摆动轨迹,避免脚直接落在障碍物原来的位置。例如,猫可能会在摆动过程中将脚向外侧摆动,或者在摆动过程中降低脚的高度。

  • 记忆障碍物与身体的相对位置:猫会记住障碍物与身体的相对位置。在摆动过程中,猫会根据这个相对位置,调整步态,避开障碍物。例如,猫可能会在摆动过程中将脚向前或向后移动,以避开障碍物。

  • 在线修正步态:在延迟期后,猫的后腿在摆动过程中会根据障碍物记忆进行在线修正,以确保避开障碍物。例如,猫可能会在摆动过程中中途改变方向,或者在摆动过程中垂直抬起脚,使其高于障碍物位置,然后再向前移动脚,以避开障碍物。

  • 调整步态频率和幅度:猫还会根据障碍物的大小和位置,调整步态的频率和幅度。例如,如果障碍物较高,猫可能会增加步幅,以避免撞到障碍物;如果障碍物较低,猫可能会降低步幅,以节省能量。


实验结果


猫先走过一个障碍物,但在前腿通过后停止前进,后腿没有通过障碍物。然后障碍物被移除,猫在一段时间后(延迟期)继续前进。研究人员观察后腿的步态。

猫的后腿在延迟期后会表现出增加的弯曲,以避开障碍物原来的位置。这种增加的弯曲即使在中断 10 到 200 秒后,猫仍能够将后腿抬高到与前腿相同的高度。在某些情况下,记忆可以保留长达10分钟。

因此,根据实验结果,猫遇到障碍物后,相关的记忆至少可以持续10分钟。这表明猫具有较长时间的障碍物记忆能力

据说猫通常会在大约 10 到 30 秒内迅速消失。考虑到这一事实,推测障碍记忆是在与工作记忆不同的神经回路中处理的。特别建议的区域是第 5 区,位于顶叶皮层的后部。


小结


猫猫的避障能力有点神奇,居然还会在线修正步伐确保自己避开障碍物!这也能解释为什么猫猫能从一堆东西的桌面上安全路过并不碰掉桌上的东西,平时观察下自家猫猫走路避障的神奇操作会发现它们真的好厉害!
D.A.McVea, K.G.Pearson, Journal of Neuroscience 25 January 2006, 26 (4); DOI:10.1523/JNEUROSCI.4458-05.2006
本文资料来源
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