《PLOS Computational Biology》：Dynamic vibration-driven feedback shapes predator–prey interactions in an orb-weaving spider
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动物利用环境感觉线索实时灵活地调整运动以捕获猎物。虽然感觉运动转换已在视觉和体感系统中被广泛研究，但基底传播振动感知（substrate-borne vibration sensing）中的结构仍然了解甚少。在此，研究人员将能够解析微米级（μm级）位移的高分辨
动物利用环境感觉线索实时灵活地调整运动以捕获猎物。虽然感觉运动转换已在视觉和体感系统中被广泛研究，但基底传播振动感知（substrate-borne vibration sensing）中的结构仍然了解甚少。在此，研究人员将能够解析微米级（μm级）位移的高分辨率网振动记录与圆网蛛（orb-weaving spider）Uloborus diversus的细尺度行为跟踪相结合，以探究振动感知如何引导捕食。利用无监督建模，研究人员识别了捕食过程中的不同行为状态及其典型时间序列。预测性广义线性模型（GLM）揭示了捕食者-猎物互动动力学：当果蝇（Drosophila）的振动减弱时，蜘蛛常切换到蹲伏或摇晃等可增强信号可探测性的动作。这些主动阶段之后是静态阶段，其特征为纯蝇诱导振动功率增加，与主动采样策略（active sampling strategy）一致。相反，果蝇在蜘蛛运动时倾向于冻结，而在蜘蛛静止时挣扎。蜘蛛还可靠地朝向具有最高振动幅度的网半径，表明一种基于幅度的猎物定位策略。总之，研究结果揭示了一种结构化的感觉运动转换，将外部振动线索与蜘蛛的行为选择联系起来，形成振动刺激与运动之间的动态反馈回路。这项工作揭示了非视觉无脊椎动物中主动感知和闭环控制的一般原则，并提示类似策略可能存在于多种动物系统的感觉运动控制中。
动物依赖感觉系统实时调整运动以完成捕食等行为，但感觉信号常嘈杂或短暂，因此许多物种演化出主动感知策略（active sensing），即通过协调自身动作增强对行为相关刺激的获取。主动感知已在视觉、听觉、嗅觉、电感觉和触觉模态中被证实，但在基底传播振动感知中，其感觉运动转换结构仍不清楚。圆网蛛Uloborus diversus通过腿上的裂隙感器（slit sensilla，一种感知机械振动的结构）检测网振动来定位猎物，其网既是感觉基质又是可调机械界面，因此是研究振动主动感知的理想模型。然而，蜘蛛的动作与猎物挣扎之间是否存在结构化感觉运动回路、何种振动线索触发蜘蛛特定动作、以及蜘蛛动作如何反过来重塑猎物振动输入，此前均不清楚，这正是本研究的出发点。
研究人员将高分辨率网振动记录（可解析微米级位移）与细尺度行为跟踪相结合，记录了U. diversus捕食黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）和拟果蝇（Drosophila virilis）的完整过程。通过无监督建模，识别出蜘蛛的静态、蹲伏和高频运动三种行为状态；利用广义线性模型揭示了捕食者与猎物之间的双向反馈：当果蝇振动减弱时蜘蛛常转为蹲伏或摇晃，随后进入纯果蝇信号功率增强的静态期；果蝇则在蜘蛛运动时冻结、在蜘蛛静止时挣扎。蜘蛛还会可靠地朝向振动幅度最大的径向线。这些发现表明，蜘蛛并非被动等待信号，而是通过主动运动塑造自身振动感知，形成动态闭环反馈回路，为理解非视觉无脊椎动物的主动感知和闭环控制提供了定量框架。
关键技术方法如下（样本为成年雌性U. diversus，饲养于约翰斯·霍普金斯大学温室，12小时光照/黑暗循环，每周喂食果蝇）：研究人员采用顶视高速相机（1000 Hz）记录网振动，侧视相机（100 Hz）记录蜘蛛行为；用U-Net模型自动注释网结构（基于91个
