鱼不颤抖一项新研究调查了危险规避策略

做决定很困难。人类经常发现自己在多个相互冲突的选择之间进行深思熟虑，或者沮丧地专注于一个选项。当面临威胁时，斑马鱼幼虫就没有那么奢侈了。他们逃离捕食者的方向是生死攸关的问题。

南加州大学维特比工程学院KansoBioinspiredMotionLab领导的一项研究开辟了研究斑马鱼感觉输入和行为反应之间灰色空间的新途径。这篇名为“评估斑马鱼幼虫的逃避策略”的论文最近发表在美国国家科学院院刊上。

一种评估数据和理论的强大新方法

在分析捕食者与猎物的相互作用时，有两种传统的思想流派。有人声称，最佳的生存反应是通过随机移动来迷惑捕食者;另一个则赞成与捕食者保持最大距离的策略。

对于航空航天和机械工程ZHKaprielian研究员以及南加州大学Kanso实验室的创始人EvaKanso来说，这两种理论都不够。

Kanso，连同博士。学生YushengJiao和BrendanColvert以及博士后学者YiMan与加州大学尔湾分校的生物学家MattMcHenry合作，对这些理论进行了检验。

“我们没有以我们认为动物正在做什么的先入为主的观念来进行研究，而是建立了一个数学框架，使我们能够比较与实验数据相关的多种理论，”Kanso说。“这种方法评估了所有备选方案中对猎物行为的最佳预测。”

简而言之：该研究表明，鱼通过以垂直于捕食者行进方向的角度移动来增加逃脱的机会。然而，这种反应的一致性取决于感知捕食者并做出相应反应所需的神经元处理量。这是一种运用古老生存智慧的策略：“不要想太多”。

逃离与约束：生存之谜

Kanso的工作重点是动物行为的物理学;她研究的一个中心主题是机械环境的作用，特别是流体介质和流体-结构相互作用在塑造和驱动生物功能方面的作用。

为此，该研究还检查了“C形启动”形状的机制，该形状启动了鱼远离捕食者的运动。“当幼虫将身体卷曲成‘C’形时，与环境相关的生物力学限制会限制运动的角度，”Kanso说。

感官知觉和运动反应的过程受制于环境噪声的存在与否，该小组的评估框架专门设计用于将此因素纳入数据分析。

归根结底，这项研究的目的不是用一个确定的理论结束对话，而是为正在进行的调查提供一种新的有效方法。“与团队合作是一次令人难以置信的愉快经历，结合了我们在工程、物理和生物学方面的不同专业知识，”Kanso说。“这就像把拼图拼凑在一起。”

“通过开发一个创新的框架来评估不同的假设，我们的实验室提出了一种可以应用于广泛的动物行为的研究方法，”Kanso说。“这项研究还可以为仿生机器人和潜艇等水下船只的设计提供信息。探索行为观察可以教给我们关于生物体感官刺激处理的内容是很有趣的。这在科学上仍然是一个悬而未决的问题。”