預(yù)測未來是魚類和人類能力的一個重要組成部分。當(dāng)真實情況與預(yù)期不符時,大腦會產(chǎn)生“預(yù)測錯誤”,這讓我們知道我們的預(yù)期是偏離的。期望是由環(huán)境的內(nèi)部模型形成的,就像人一樣,新研究發(fā)現(xiàn)魚的大腦中也有這樣的模型。
在這項由RIKEN腦科學(xué)中心科學(xué)家進行的研究發(fā)現(xiàn),斑馬魚可以在學(xué)習(xí)和瀏覽虛擬現(xiàn)實線索時進行大腦成像,通過神經(jīng)元有效規(guī)避風(fēng)險,并在大腦創(chuàng)建“危險地圖”,從而逃到安全地帶。
科學(xué)家表示,斑馬魚個頭小而透明,很容易記錄整個大腦的活動。在實驗中,魚在虛擬游泳時看到了紅色或藍(lán)色虛擬現(xiàn)實區(qū)域之間的選擇,并學(xué)會了將虛擬區(qū)域的顏色與危險或安全聯(lián)系起來。
當(dāng)魚開始了解到選擇虛擬路線穿過藍(lán)色環(huán)境會導(dǎo)致危險,而選擇紅色路線意味著安全時,不同的活躍神經(jīng)元群體就出現(xiàn)了。后來,當(dāng)實驗?zāi)孓D(zhuǎn),其中紅色路線意味著危險時,這些神經(jīng)元會失活。一種可能的原因是,斑馬魚的神經(jīng)元可能正在編碼一種行為規(guī)則,而不僅僅是通過看到的顏色來預(yù)判危險。
研究的主要作者Hitoshi Okamoto說:“大部分動物都通過學(xué)習(xí)來預(yù)判危險,現(xiàn)在我們知道了斑馬魚的哪些神經(jīng)元在這個過程中起作用。”
該研究論文題為“Zebrafish capable of generating future state prediction error show improved active avoidance behavior in virtual reality”,已發(fā)表在Nature Communications上。
關(guān)鍵詞: 神經(jīng)元 特殊 風(fēng)險 特殊神經(jīng)元
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