【科技视野】大脑有识别天敌的“简单策略”

刁雯蕙袁斯茹

自然环境中充斥着各种复杂的感觉线索，动物需要基于这些线索作出判断。一方面，它们需要快速检测到逼近的天敌，并采取恰当的防御行为来确保安全；另一方面，它们不能对非危险性线索，比如飞过的昆虫作出过度反应，以免白白耗费体力并错失获得食物和配偶的机会。这是动物在漫长的进化过程中逐渐形成的本能，是物种得以生存繁衍的重要前提。

近日，中科院深圳先进院王立平团队发现动物大脑快速防御天敌的“简单”策略。该研究揭示了小鼠的大脑在处理视觉线索时，存在一个用于检测天敌的“警戒范围”。

“视觉线索是动物快速检测危险的重要依据。但视觉系统在判断危险信号时，可能会忽略掉一些细节，只基于某些关键视觉线索进行判断。”研究人员表示。

那什么才是判断风险的有效线索？研究团队开发了基于红外触摸屏的小动物行为自动监测系统。通过给小鼠设定视觉刺激，记录其在遇到视觉刺激时的反应参数。

研究中，系统给小鼠呈现一系列以不同速度扩大、具有不同大小的圆盘阴影，记录并量化分析了小鼠由这些视觉刺激引发的行为反应，包括逃跑速度、僵直时间、站立次数等。团队发现，小鼠对圆盘阴影的大小变化和扩大速度的检测存在一个警戒范围，即大小处于10°至40°、扩大速度在57°/s至320°/s这个范围内的阴影更容易引发强烈的逃跑反应。

基于研究中发现的“警戒范围”，在进一步的验证中，研究团队根据动物大小和来袭速度，模拟仓鸮、蜻蜓、苍蝇等动物对小鼠的视觉刺激。

经过系列实验后，团队得出小鼠检测天敌的策略：基于视觉线索是否处于警戒范围来作出反应，而不是为不同的天敌“定制”特定的检测机制。这个简单的策略有助于小鼠快速且精准地辨识危险。该研究将帮助理解大脑处理危险信号的神经机制及进化意义。

（摘自《中国科学报》《深圳商报》）

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