斑马鱼与丹尼氏小脑鱼视觉运动策略分化的神经环路机制

研究人员通过对比斑马鱼（Danio rerio）与丹尼氏小脑鱼（Danionella cerebrum）的视觉运动响应，揭示了两种鱼类在光流追随行为中的神经环路差异。研究发现，丹尼氏小脑鱼通过连续游动结合急转弯实现光流追随（OMR），而斑马鱼采用爆发-滑行模式；钙成像显示两者共享前顶盖与后脑神经架构，但运动相关神经元活动存在物种特异性。该研究为理解脊椎动物视觉运动策略的进化分化提供了新视角。

　　

许多动物通过物种特异的协调运动响应感觉刺激，其中光流追随行为（optomotor response, OMR）是经典的视觉导航策略，用于稳定身体对抗水流位移。斑马鱼（Danio rerio）的全脑OMR环路已被解析，但近缘物种丹尼氏小脑鱼（Danionella cerebrum）的神经机制尚不明确。

闭环行为追踪显示，丹尼氏小脑鱼以持续游动穿插急转弯的方式匹配光流方向，而斑马鱼采用间歇性的爆发-滑行模式。尽管丹尼氏小脑鱼平均游速更快，却缺乏斑马鱼特有的方向依赖性速度调节。双光子钙成像与尾部运动分析表明，两种鱼类在前顶盖（pretectum）和后脑（hindbrain）等保守脑区均存在方向选择性神经元，但丹尼氏小脑鱼的单眼神经元比例更高。

值得注意的是，丹尼氏小脑鱼在所有刺激条件下均能维持更长时间的定向游动，而斑马鱼在倾斜转向刺激下会缩短尾部运动时长。运动相关神经元在丹尼氏小脑鱼中表现出更持久的激活，但后脑的侧化转向相关神经活动提示两者共享独立控制运动活力与方向的环路基础。这些发现揭示了硬骨鱼类在保守神经架构下演化出截然不同的视觉运动策略，为解析连续与离散运动的神经调控机制奠定框架。