預測未來是魚類和人類能力的一個重要組成部分。當真實情況與預期不符時,大腦會產生“預測錯誤”,這讓我們知道我們的預期是偏離的。期望是由環境的內部模型形成的,就像人一樣,新研究發現魚的大腦中也有這樣的模型。
在這項由RIKEN腦科學中心科學家進行的研究發現,斑馬魚可以在學習和瀏覽虛擬現實線索時進行大腦成像,通過神經元有效規避風險,并在大腦創建“危險地圖”,從而逃到安全地帶。
科學家表示,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色虛擬現實區域之間的選擇,并學會了將虛擬區域的顏色與危險或安全聯系起來。
當魚開始了解到選擇虛擬路線穿過藍色環境會導致危險,而選擇紅色路線意味著安全時,不同的活躍神經元群體就出現了。后來,當實驗逆轉,其中紅色路線意味著危險時,這些神經元會失活。一種可能的原因是,斑馬魚的神經元可能正在編碼一種行為規則,而不僅僅是通過看到的顏色來預判危險。
研究的主要作者Hitoshi Okamoto說:“大部分動物都通過學習來預判危險,現在我們知道了斑馬魚的哪些神經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”,已發表在Nature Communications上。
關鍵詞: 神經元 特殊 風險 特殊神經元
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