逃避感知威脅的逃逸反應(yīng)是在整個(gè)動(dòng)物王國(guó)中看到的一種基本行為，實(shí)驗(yàn)室研究已經(jīng)確定了控制這種行為的專門神經(jīng)回路。然而，了解這些神經(jīng)回路如何在復(fù)雜的自然環(huán)境中工作一直是一個(gè)挑戰(zhàn)。

加州大學(xué)圣克魯斯分校和諾阿漁業(yè)學(xué)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究克服了這一挑戰(zhàn)，使用一個(gè)聰明的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)記錄和分析珊瑚礁魚類的逃逸反應(yīng)。這一結(jié)果于11月12日發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)院院刊》上，揭示了一系列明確的決策規(guī)則是如何在廣泛的珊瑚礁魚類中產(chǎn)生逃避行為的。

我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室研究中采用了一種方法來(lái)研究復(fù)雜的自然環(huán)境，并發(fā)現(xiàn)同樣的行為機(jī)制似乎也適用。一套簡(jiǎn)單的規(guī)則以不同的方式組合在一起，以產(chǎn)生豐富的一套行為來(lái)實(shí)現(xiàn)這一基本目標(biāo)：避免被殺害，”第一作者安德魯·海因說(shuō)，他是加州大學(xué)圣克魯斯海洋科學(xué)研究所的助理研究員，也是圣克魯斯國(guó)家海洋與大氣局漁業(yè)實(shí)驗(yàn)室的研究生態(tài)學(xué)家。

研究中的珊瑚礁魚以淺礁灘中的藻類為食，在那里它們很容易受到食肉動(dòng)物的攻擊，如海鰻和礁鯊。為了模擬一種威脅，研究人員使用了一種廣泛使用的視覺刺激，稱為隱現(xiàn)刺激，一個(gè)黑點(diǎn)，它的大小緩慢增長(zhǎng)，然后迅速增長(zhǎng)，產(chǎn)生了一個(gè)快速接近的物體的錯(cuò)覺。部署在法屬波利尼西亞莫埃拉（Mo"orea）珊瑚礁上的一臺(tái)防水平板電腦播放了即將到來(lái)的刺激，而攝像機(jī)則記錄了游入平板電腦前區(qū)域的魚的反應(yīng)。

研究人員隨后利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)視頻進(jìn)行分析。自動(dòng)跟蹤和一種被稱為“光線投射”的方法，最初是由電子游戲設(shè)計(jì)者開發(fā)的，使他們能夠在決定是否逃離威脅時(shí)重建每條魚所看到的東西。他們發(fā)現(xiàn)，fish利用一種與已知的織機(jī)敏感神經(jīng)回路動(dòng)力學(xué)相匹配的決策規(guī)則，啟動(dòng)了逃逸機(jī)動(dòng)，以響應(yīng)威脅刺激的感知大小和擴(kuò)展速率。

海因說(shuō)：“這種神經(jīng)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室研究中發(fā)現(xiàn)的行為回路似乎是在更復(fù)雜的自然環(huán)境中運(yùn)行的。但我們也發(fā)現(xiàn)了一些新的東西：對(duì)即將到來(lái)的刺激的敏感性會(huì)根據(jù)其他魚類的位置而上下調(diào)整。如果一個(gè)人是最接近刺激的人，它就更有可能逃跑，而不是在它和威脅之間有另一條魚?！?/p>

逃生反應(yīng)的第三個(gè)因素是一個(gè)安全的地方的位置，由一個(gè)土堆的珊瑚提供的實(shí)驗(yàn)區(qū)。對(duì)刺激的最初反應(yīng)是迅速遠(yuǎn)離威脅，但幾乎立刻，魚就開始轉(zhuǎn)向庇護(hù)所，直接向它游去。

海因說(shuō)：“當(dāng)你看他們走的路時(shí)，看上去就像意大利面——它們都是不同的——但分析表明，它們都是由同一套簡(jiǎn)單的行為規(guī)則產(chǎn)生的。

除了海因，論文的合著者還包括UC Santa Cruz的博士后研究員Michael Gil、賓夕法尼亞大學(xué)的Colin Twomey、德國(guó)馬克斯·普朗克研究所和康斯坦茨大學(xué)的Iain Couzin以及普林斯頓大學(xué)的Simon Levin。這項(xiàng)工作得到了國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、西蒙斯基金會(huì)和麥克唐奈基金會(huì)的支持。