科學家發現大腦判斷危險信號策略
2020年08月14日04:09

原標題:科學家發現大腦判斷危險信號策略

  廣州日報訊 (全媒體記者 王納)在複雜多變的自然環境中,大腦如何“快速”“簡潔”“精準”地判斷天敵信號,產生快速且合適的防禦反應是物種得以生存與繁衍的重要前提。

  近日,中國科學院深圳先進技術研究院王立平團隊發現動物大腦快速防禦天敵反應的“簡單”策略,相關成果發表於BMC Biology期刊。該研究揭示了小鼠的大腦在處理視覺線索時存在一個用於檢測天敵的“警戒範圍”,通過這種方式可以快速識別危險信號,並誘發防禦反應。助理研究員楊星、劉清晴和博士生鍾金玲為該論文的共同第一作者,王立平研究員為通訊作者。

  自然環境中充斥著各種複雜的感覺線索,動物需要基於這些線索做出判斷。一方面,它們需要快速檢測到逼近的天敵,並採取恰當的防禦行為;另一方面,它們不能對非危險性線索做出過度反應。這是動物在進化過程中逐漸形成的本能。“視覺線索是動物快速檢測危險的重要依據,此前研究常用一個逐漸擴大的陰影圓盤來模擬捕食者的攻擊,併成功誘發了小鼠的本能防禦反應。這說明視覺系統在判斷危險信號時可能會忽略掉一些細節,只基於某些關鍵視覺線索進行判斷。”楊星表示。

  那麼動物到底基於哪些視覺線索來判斷風險,又有哪些線索是不需要過多關注的呢?

  團隊發現捕食鼠類的猛禽,如黑翅鳶、倉鴞等,它們在捕食過程中的影像基本符合小鼠的“警戒範圍”,而低危險性的視覺線索,如蒼蠅、蜻蜓等昆蟲靠近的影像,則與“警戒範圍”不重合或只有很少的重合。由此推測,“警戒範圍”代表發動攻擊的捕食者所具有的共同視覺特徵。

  經過系列實驗後,團隊得出小鼠檢測捕食者的策略:小鼠基於視覺線索是否處於警戒範圍來做出反應,而不是為不同的天敵“定製”特定的檢測機製,這個簡單的策略有助於小鼠快速且精準地辨識真正的危險。該研究將有助於理解大腦處理危險信號的神經機製及其進化意義。

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