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在动物行为研究中，对于自愿被动运动类玩耍行为的适应性价值缺乏合理解释。研究人员以醋蝇为对象，开展其在旋转圆盘（carousel）上行为的研究。结果发现醋蝇存在探索者和回避者两类，探索者主动寻求刺激。该研究为探究动物运动与自我感知提供了新视角。
在动物的奇妙世界里，常常能看到一些有趣的场景：动物们反复地让自己置身于秋千、滑梯或旋转木马等带来的被动运动中。人们通常会把这种行为看作是 “玩耍”。然而，对于这种行为背后的原因，科学家们却有着诸多疑问。在脊椎动物中，玩耍行为比较常见，甚至有研究已经确定了相关的大脑区域。但在无脊椎动物方面，相关的研究却少之又少，而且对于自愿被动运动类玩耍行为在任何生物体中的适应性价值，都缺乏一个令人信服的解释。就拿小小的醋蝇（Drosophila melanogaster）来说，它们对重力方向极为敏感，那么这种主动的被动运动是否会给它们带来特别的刺激呢？为了解开这些谜团，来自德国莱比锡大学（University of Leipzig）和英国诺森比亚大学（Northumbria University）的研究人员开展了一项关于醋蝇行为的研究。他们的研究成果发表在《Current Biology》上，为我们揭示了醋蝇有趣的行为奥秘。
研究人员为了研究醋蝇的自愿被动运动（也就是类玩耍行为），设计了一个特殊的实验装置。这个装置是一个 “丰富环境” 的竞技场，里面有食物和水，还有一个不断旋转的圆盘（carousel）。实验只选用了雄性醋蝇，因为它们的日间运动活动较高，睡眠模式也更稳定，大多时候会在食物区域休息。实验持续了 2 周左右（平均 3 - 4 天），整个过程没有人为干扰，为醋蝇创造了一个无压力的环境。
在研究过程中，研究人员用到了几个关键技术方法。首先，利用树莓派（Raspberry Pi）和定制的 Python 脚本进行视频录制，记录醋蝇在实验装置中的行为，分辨率为 768x768 像素，帧率 5fps，同时记录湿度、温度等元数据。然后，使用 DeepLabCut 2.2.3 对醋蝇的位置进行跟踪，该软件经过手动定制以实现批处理，并且在 553 帧图像上进行训练。最后，将跟踪数据以.h5 文件形式批量加载到 MATLAB 中进行分析，所有分析代码都可在 Github 上获取。
研究结果如下：
- 旋转圆盘范式：研究人员开发的这个行为装置，利用了醋蝇的地标和位置学习能力，让它们可以通过路径整合找到食物奖励，并避开不愉快的地方。这种范式与强迫被动运动不同，不会给醋蝇带来压力。
- 醋蝇表现出独特的旋转圆盘互动行为：实验开始初期，醋蝇会对竞技场边界进行探索，之后无论是对照组（静止圆盘）还是实验组（旋转圆盘）的醋蝇，都会表现出明显的位置偏好和运动规律，且与昼夜活动一致。通过分析发现，旋转圆盘醋蝇与静止圆盘醋蝇在圆盘占有率的相关性上有很大差异。而且，根据在圆盘上停留时间的不同，醋蝇可分为 “回避者” 和 “探索者”。回避者会明显避开旋转圆盘，而探索者则会反复前往并长时间停留。探索者在圆盘上的停留时间增加，主要是以减少在食物区域的时间为代价，这表明与旋转圆盘互动的选择是由动机驱动的，而且这种互动似乎是有回报的。
- 旋转圆盘访问具有积极价值：研究人员采用空间改变范式，设置两个交替旋转的圆盘。结果发现，探索者苍蝇更有可能在旋转圆盘上停留直到其停止转动，并且它们跟踪旋转圆盘的转换率明显高于在静止圆盘之间的转换率。这表明运动平台能为个体苍蝇带来积极价值，符合类玩耍行为的关键标准。
研究结论和讨论部分指出，这项研究确定了醋蝇在旋转圆盘上的自愿旋转是一种独特的类玩耍行为。探索者苍蝇的行为不能用偶然因素或其他简单假设来解释，它们反复访问圆盘，并且能够自主决定是否参与与圆盘的互动。这种行为符合类玩耍行为的所有标准：与生存没有直接关系、是自愿的、在无压力环境中反复进行、是非典型的，而且寻求行为强烈暗示了其中有奖励成分。此外，这种类玩耍行为可能有助于完善神经元回路，提高本体感受敏锐度和自我表征能力。通过主动暴露于外部力量，动物可以有意地接受外感受刺激，从而改进自我感知。这一发现不仅揭示了醋蝇行为与脊椎动物行为的相似之处，也为利用醋蝇这一模式生物研究神经回路功能和功能障碍的基本原理提供了新的方向。未来，进一步研究圆盘访问的奖励性质以及醋蝇对不利刺激的敏感性，将有助于更深入地了解这种有趣的行为。
