人的大腦怎么知道風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)信號(hào)？防御反應(yīng)存有“簡(jiǎn)易對(duì)策”
本報(bào)記者 劉傳書 通訊員 刁雯蕙
在紛繁復(fù)雜的地理環(huán)境中，人的大腦怎樣“迅速”“簡(jiǎn)約”“精確”地分辨克星數(shù)據(jù)信號(hào)，造成迅速且適合的防御反應(yīng)是種群得到存活與繁殖的關(guān)鍵前提條件。
8月12日，新聞?dòng)浾邚闹锌圃荷钲谑袃?yōu)秀技術(shù)性研究所獲知，該院王立平精英團(tuán)隊(duì)發(fā)覺動(dòng)物人的大腦迅速防御力克星反映的“簡(jiǎn)易”對(duì)策，有關(guān)成效發(fā)布于BMC Biology刊物。該科學(xué)研究表明了小鼠的人的大腦在解決視覺線索時(shí)存有一個(gè)用以檢驗(yàn)克星的“警戒范疇”，根據(jù)這類方法能夠迅速鑒別風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)信號(hào)，并引起防御反應(yīng)。助理研究員楊星、劉清晴和博士生鐘金玲為該畢業(yè)論文的相互第一作者，王立平研究者為通訊作者。
地理環(huán)境中彌漫著各種各樣繁雜的覺得線索，動(dòng)物必須根據(jù)這種線索作出分辨。一方面，他們必須快速檢測(cè)到靠近的克星，并采用適當(dāng)?shù)姆烙€(gè)人行為，來保證本身的安全性；另一方面，他們不可以對(duì)非危險(xiǎn)因素線索，例如飛過的蟲類作出過度反應(yīng)，以防白白的消耗精力并錯(cuò)過得到 食材和直系親屬的機(jī)遇。它是動(dòng)物在悠長(zhǎng)的演變?nèi)^程中慢慢產(chǎn)生的本能反應(yīng)，對(duì)動(dòng)物的存活和繁殖尤為重要。
“視覺線索是動(dòng)物快速檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的重要環(huán)節(jié)，先前科學(xué)研究常見一個(gè)慢慢擴(kuò)張的黑影圓盤來仿真模擬捕食者的進(jìn)攻，并取得成功引起了小鼠的本能反應(yīng)防御反應(yīng)。這表明視覺系統(tǒng)軟件在分辨風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)很有可能會(huì)忽視掉一些關(guān)鍵點(diǎn)，只根據(jù)一些重要視覺線索開展分辨。”楊星表明。
那麼動(dòng)物究竟根據(jù)什么視覺線索來分辨風(fēng)險(xiǎn)性，又有什么線索是不用過多關(guān)心的呢？在研究過程中，科學(xué)研究精英團(tuán)隊(duì)開發(fā)設(shè)計(jì)了根據(jù)紅外觸摸屏的小動(dòng)物個(gè)人行為全自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)給小鼠設(shè)置視覺刺激性，紀(jì)錄小鼠在碰到視覺刺激性時(shí)的反映主要參數(shù)。
“大家的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)軟件能夠紀(jì)錄小鼠在設(shè)備內(nèi)的個(gè)人行為數(shù)據(jù)信息，比如小鼠尺寸、部位及其相匹配的時(shí)間，依據(jù)這種數(shù)據(jù)信息我們可以測(cè)算小鼠逃走的速率、僵直的時(shí)間、站起的頻次這些，數(shù)據(jù)的采集和事后的測(cè)算和統(tǒng)計(jì)分析都可以由程序流程進(jìn)行，可以說大家的系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)完成了小鼠個(gè)人行為數(shù)據(jù)收集和剖析的自動(dòng)化技術(shù)。”楊星表明。
科學(xué)研究工作人員根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)給小鼠展現(xiàn)一系列以不一樣速率擴(kuò)張、具備不一樣尺寸的圓盤黑影，紀(jì)錄并量化分析了小鼠由這種視覺刺激性引起的個(gè)人行為反映，包含逃走、僵直和站起等。精英團(tuán)隊(duì)發(fā)覺，小鼠對(duì)圓盤黑影的尺寸轉(zhuǎn)變和擴(kuò)張速率的檢驗(yàn)存有一個(gè)“警戒范疇”，即尺寸處在10°至40°，擴(kuò)張速率在57°/s至320°/s這一范疇內(nèi)的圓盤黑影更非常容易引起明顯的逃走反映。
根據(jù)科學(xué)研究中發(fā)覺的“警戒范疇”，在進(jìn)一步的認(rèn)證中，科學(xué)研究精英團(tuán)隊(duì)依據(jù)動(dòng)物尺寸和襲來速率，仿真模擬倉(cāng)鸮、蜻蜓、蒼蠅等動(dòng)物對(duì)小鼠的視覺刺激性。
精英團(tuán)隊(duì)發(fā)覺捕食鼠類的猛禽，如黑翅鳶、倉(cāng)鸮等，他們?cè)诓妒橙^程中的影象基礎(chǔ)合乎小鼠的“警戒范疇”，而低危險(xiǎn)因素的視覺線索，如蒼蠅、蜻蜓等蟲類挨近的影象，則與“警戒范疇”不重疊或僅有非常少的重疊。從而推斷，“警戒范疇”意味著啟動(dòng)進(jìn)攻的捕食者所具備的相互視覺特點(diǎn)。
歷經(jīng)系列產(chǎn)品試驗(yàn)后，精英團(tuán)隊(duì)得到小鼠檢驗(yàn)捕食者的對(duì)策：小鼠根據(jù)視覺線索是不是處在警戒范疇來作出反映，而不是為不一樣的克星“訂制”特殊的檢驗(yàn)體制，這一簡(jiǎn)易的對(duì)策有利于小鼠迅速且精確地識(shí)別真實(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。該科學(xué)研究將有利于了解人的大腦解決風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)信號(hào)的神經(jīng)系統(tǒng)體制以及演變實(shí)際意義。
