斑马鱼幼体集体行为的经验依赖性调节

《Nature Communications》：Experience-dependent modulation of collective behavior in larval zebrafish

　　

摘要

复杂的群体行为可能源自简单的个体间互动，但先前的社会经验如何影响这些互动仍不清楚。我们通过自然环境和虚拟现实实验，让斑马鱼幼体处于高或低的群体密度环境中，以此改变其先前的社会经验，然后观察这对它们后续的社会互动和群体结构的影响。研究发现，在高密度环境中，个体间的距离会减小；而在低密度环境中，则会增大。这种适应性会在数十分钟内逐渐形成，并持续数小时保持稳定。从机制上来看，幼体会根据邻居引发的视网膜视觉信号频率来估算群体密度，并将互动强度与这一估算值相关联。一个结合了先前视觉社会经验的时变计算模型能够准确解释我们的观察结果。我们的研究结果表明，个体间互动并非一成不变，而是会随着社会经验和环境需求不断演变，这使得斑马鱼幼体成为研究基于经验的集体行为调控神经生物学机制的理想模型。