生物谷报道：要想成为一名出色的足球守门员绝对不是件容易事，它需要对足球的速度、方向和高度作出瞬间判断，并在一刹那作出反应，截住这颗飞行中的“炮弹”。然而研究人员最近发现，鱼类的智商尽管与人类相差甚远，但它们却能够完成类似的复杂追踪，并作出快速反应。
射水鱼是一种淡水鱼，它能够射出2米远的水柱，击落悬浮在水面上的毫无觉察的猎物。这就要求射水鱼的动作要快而准，以免猎物飞上岸，或者让其他同类抢了先。通过练习，射水鱼的这门绝技逐渐达到了炉火纯青的境界。
鱼类的这种捕食手段——及其快速思考的本领——让德国埃尔兰根—纽伦堡大学的神经科学家Stefan Schuster和研究生Thomas Schlegel感到百思不得其解，他们均对大脑如何作出判断很感兴趣。Schuster和Schlegel将昆虫放置在射水鱼视线之外的平台上，随后利用爆炸将这些昆虫吹入水中。为了给射水鱼的工作增加难度，研究人员有时会利用不同的平台，有时会使用多样的昆虫。在每项实验中，研究人员均测量了射水鱼从发现昆虫到游向猎物的时间。
研究人员发现，无论情况多么复杂，射水鱼都能够发现目标。它们的反应非常快（有时只需40毫秒）——几乎在射水鱼发现这些从平台上被吹下的昆虫的同时，后者便已经被击落了。这意味着射手鱼并不需要知道猎物如何以及何时被吹下平台便能够确定猎物的位置。事实上，这些小鱼能够观察昆虫的飞行状况并且迅速获得它们的轨迹。射水鱼甚至能够追踪那些遥远或与它们的视线具有一定角度的放置昆虫的平台。
在一项实验中，Schuster和Schlegel同时从不同的方向向水面吹下两只昆虫，目的是测试射水鱼是否会因此产生混乱，以及向何处发射水柱。结果显示，射水鱼通常会选择距离自己近的昆虫下手，并且在最短的时间内游到猎物落水的地点，其间，射水鱼并不会因另一只昆虫的存在而分心。研究人员在1月4日出版的美国《科学》杂志上报告了这一研究成果。
更多的研究表明，昆虫的活动刺激了射水鱼大脑中的6条神经回路。鱼眼接收的有关昆虫运动速度、方向及高度的信息，通过最短的路径被传递到运动神经元，从而指导射水鱼的反应。与此同时，鱼的后脑会将这些信息与其他因素——例如鱼与昆虫轨迹之间的相对位置——进行结合。
美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的认知神经科学家Russell Poldrack表示，这项研究成果“通过证明在非常简单的系统中也能够形成非常智慧的行为，从而为研究人类认知神经科学提供了重要例证”。他说：“这些鱼的本领真的令人赞叹。”（生物谷援引科学网 群芳 译自www.science.com ，1月6日）
生物谷推荐原始出处：
--------------------------------------------------------------------------------
Science 4 January 2008:
Vol. 319. no. 5859, pp. 104 - 106
DOI: 10.1126/science.1149265
Small Circuits for Large Tasks: High-Speed Decision-Making in Archerfish
Thomas Schlegel and Stefan Schuster*
The enormous progress made in functional magnetic resonance imaging technology allows us to watch our brains engage in complex cognitive and social tasks. However, our understanding of what actually is computed in the underlying cellular networks is hindered by the vast numbers of neurons involved. Here, we describe a vertebrate system, shaped for top speed, in which a complex and plastic decision is performed by surprisingly small circuitry that can be studied at cellular resolution.
Universität Erlangen-Nürnberg Institut für Zoologie II, Staudtstrasse 5, D-91058 Erlangen, Germany.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: sschuste@biologie.uni-erlangen.de
