在复杂多变的自然环境中，如何快速精准地判断天敌信号，并作出防御反应，是物种得以生存繁衍的重要前提。

近日，中科院深圳先进院王立平团队发现动物大脑快速防御天敌的“简单”策略，相关成果发表于BMC Biology期刊。该研究揭示了小鼠的大脑在处理视觉线索时，存在一个用于检测天敌的“警戒范围”。

△小鼠通过视觉刺激是否处于警戒范围来判断危险程度，并采用适当的行为反应

自然界中“求生”不易。一方面，动物们需要快速检测到逼近的天敌，并确保自身安全；另一方面，又不能对非危险性线索，比如飞过的昆虫做出过度反应，以免白白耗费体力，甚至错失获得食物和配偶的机会。

“视觉线索是动物快速检测危险的重要依据。此前研究常用一个逐渐扩大的阴影圆盘来模拟捕食者的攻击，并成功诱发了小鼠的本能防御反应。这说明视觉系统在判断危险信号时，可能会忽略掉一些细节，只基于某些关键视觉线索进行判断。”论文共同第一作者杨星表示。

所以什么才是判断风险的有效线索？研究团队开发了基于红外触摸屏的小动物行为自动监测系统。通过给小鼠设定视觉刺激，记录其在遇到视觉刺激时的反应参数。

“我们的自动检测系统可以记录小鼠在装置内的行为数据，例如小鼠大小、位置以及对应的时间。根据这些数据，我们可以计算小鼠逃跑的速度、僵直的时间、站立的次数等。数据的采集和后续的计算、统计都可由程序完成，基本实现了小鼠行为数据采集和分析的自动化。”杨星表示。

研究中，系统给小鼠呈现一系列以不同速度扩大、具有不同大小的圆盘阴影，记录并量化分析了小鼠由这些视觉刺激引发的行为反应，包括逃跑、僵直和站立等。团队发现，小鼠对圆盘阴影的大小变化和扩大速度的检测存在一个“警戒范围”，即大小处于10°至40°,扩大速度在57°/s至320°/s这个范围内的圆盘阴影更容易引发强烈的逃跑反应。

基于研究中发现的“警戒范围”，在进一步的验证中，研究团队根据动物大小和来袭速度，模拟仓鸮、蜻蜓、苍蝇等动物对小鼠的视觉刺激。

团队发现捕食鼠类的猛禽，如黑翅鸢、仓鸮等，它们在捕食过程中的影像基本符合小鼠的“警戒范围”。而低危险性的视觉线索，如苍蝇、蜻蜓等昆虫靠近的影像，则与“警戒范围”不重合或只有很少的重合。由此推测，“警戒范围”代表发动攻击的捕食者所具有的共同视觉特征。

经过系列实验后，团队得出小鼠检测捕食者的策略：基于视觉线索是否处于警戒范围来作出反应，而不是为不同的天敌“定制”特定的检测机制。“这个简单的策略有助于小鼠快速且精准地辨识真正的危险。该研究将帮助理解大脑处理危险信号的神经机制及其进化意义。”王立平说。

（深圳商报供稿）

编辑 李耿光