Ratten hebben een dubbel zicht op de wereld
Rodenten bewegen hun ogen in tegengestelde richtingen en houden zo steeds het luchtruim boven zich in de gaten
Wetenschappers van het Max Planck Instituut voor Biologische Cybernetica in Tübingen ontdekten met behulp van geminiaturiseerde hogesnelheidscamera’s en high-speed gedragstracking dat ratten hun ogen in tegengestelde richtingen bewegen in zowel het horizontale als het verticale vlak wanneer ze rondrennen. Elk oog beweegt in een andere richting, afhankelijk van de verandering in de koppositie van het dier. Uit een analyse van het gezichtsveld van beide ogen bleek dat de oogbewegingen de mogelijkheid uitsluiten dat ratten de visuele informatie samenvoegen tot één enkel beeld, zoals mensen doen. In plaats daarvan bewegen de ogen zodanig dat de ruimte erboven permanent in beeld is – vermoedelijk een aanpassing om hen te helpen het hoofd te bieden aan de grote dreiging van roofvogels waarmee knaagdieren in hun natuurlijke omgeving te maken hebben.
Ratten verwerken visuele informatie uit hun ogen op vergelijkbare wijze als andere zoogdieren. Toch bewegen hun ogen op een heel andere manier. Anders dan bij mensen kunnen hun ogen in tegengestelde richting bewegen. © MPI for Biological Cybernetics/Kerr 
Net als bij veel zoogdieren zitten de ogen van ratten aan de zijkant van hun kop. Hierdoor hebben ze een zeer breed gezichtsveld, wat nuttig is om roofdieren op te sporen. Voor driedimensionaal zicht is echter een overlapping van de gezichtsvelden van de twee ogen nodig. Het visueel systeem van deze dieren moet dus aan twee tegenstrijdige eisen tegelijk voldoen; enerzijds maximale bewaking en anderzijds gedetailleerd binoculair zicht.
Het onderzoeksteam van het Max Planck Instituut voor Biologische Cybernetica heeft nu voor het eerst de oogbewegingen van vrij bewegende ratten geobserveerd en gekarakteriseerd. Zij brachten minuscule camera’s van slechts ongeveer een gram aan op de kop van de dieren, die de bliksemsnelle oogbewegingen met grote precisie konden registreren. De wetenschappers gebruikten ook een andere nieuwe methode om de positie en richting van de kop te meten, waardoor zij de exacte kijkrichting van de ratten op elk gegeven moment konden reconstrueren.
De bevindingen van de Max Planck-wetenschappers kwamen als een complete verrassing. Hoewel ratten visuele informatie van hun ogen via zeer vergelijkbare hersenbanen verwerken als andere zoogdieren, bewegen hun ogen blijkbaar op een totaal andere manier. “Mensen bewegen hun ogen op een zeer stereotiepe manier, zowel om hoofdbewegingen tegen te gaan als om rond te kijken. Onze beide ogen bewegen samen en volgen altijd hetzelfde object. Bij ratten daarentegen bewegen de ogen over het algemeen in tegengestelde richting,” legt Jason Kerr van het Max Planck Instituut voor Biologische Cybernetica uit.
In een reeks gedragsexperimenten ontdekten de neurobiologen ook dat de oogbewegingen grotendeels afhangen van de positie van de kop van het dier. “Wanneer de kop naar beneden wijst, bewegen de ogen naar achteren, weg van het puntje van de neus. Als de rat zijn kop optilt, kijken de ogen naar voren: scheel, zeg maar. Als het dier zijn kop op één kant legt, beweegt het oog aan de onderkant naar boven en het andere oog naar beneden”, zegt Jason Kerr.
Bij de mens moet de blikrichting van de ogen precies op één lijn liggen, anders kan een voorwerp niet worden gefixeerd. Een afwijking van minder dan één graad van het gezichtsveld is voldoende om dubbelzien te veroorzaken. Bij ratten hebben de tegengestelde oogbewegingen tussen het linker- en het rechteroog tot gevolg dat de gezichtslijn in het horizontale vlak tot 40 graden en in het verticale vlak tot 60 graden afwijkt. Het gevolg van deze ongewone oogbewegingen is dat, ongeacht krachtige kopbewegingen in alle vlakken, de oogbewegingen altijd zodanig verlopen dat het gebied boven het dier altijd door beide ogen tegelijk in beeld is – iets wat in geen enkel ander gebied van het gezichtsveld van de rat voorkomt.
De ongewone oogbewegingen die ratten bezitten, lijken een manier van het visuele systeem te zijn om zich aan te passen aan de levensomstandigheden van de dieren, gezien het feit dat zij door talrijke vogelsoorten worden gepredeerd. Hoewel de waargenomen oogbewegingen de samensmelting van de twee gezichtsvelden verhinderen, veronderstellen de wetenschappers dat permanent zicht in de richting van potentiële aanvallers in de lucht de overlevingskansen van de dieren drastisch verhoogt.
HR