9、动物行为的神经机制与决策过程解析

动物行为的神经机制与决策过程解析

1. 时间模式与简单网络

时间模式是世界的一个重要特征，在动物交流的视觉和听觉展示中，持续时间、节奏等时间结构至关重要。例如，不同种类的啄木鸟可通过其击鼓的节奏、频率和振幅来识别。同时，时间模式对于检测运动也非常关键，有助于动物发现猎物或捕食者。

为了对时间模式做出决策，需要超越感受器层面的感官处理，保留先前刺激的信息并提供给决策机制。图 3.19 展示了具有基本时间处理能力的简单网络。左侧网络基于图 2.8 的异或网络，通过增加一个连接，使其仅对输入的变化做出反应，忽略恒定输入。右侧网络是一个能够检测运动的基本机制，节点 1 的输出经过节点 3 延迟后与节点 2 的输出结合，节点 4 仅在节点 2 和 3 同时提供输入时才被激活，该电路对运动方向也很敏感。

2. 果蝇的视动反应

果蝇需要依靠周围环境的连续反馈来保持特定的飞行路线。通过将果蝇置于带有垂直条纹的圆柱体内，研究其视动反应。当圆柱体旋转时，果蝇会感知到与预期路线的偏差，并做出反应以保持相对于圆柱体运动的路线。

直接依赖运动探测器不足以实现视动反应，因为眼睛不同部位因偏离预期路线而产生的输入变化不同。然而，特定的飞行路线会在整个视野中产生全局运动模式，即流场。例如，直线飞行在两侧眼睛产生相同的流场，而转弯则产生相反的流场。果蝇大脑中的神经元被识别出似乎在监测流场，这是通过整合类似于图 3.19 的运动探测器信号来实现的。一些简单的模型，如 Harrison 和 Koch（2000）的电路以及 Planta 等人（2002）的神经网络，都展示了如何实现视动反应。

3. 泡囊铃蟾的叫声识别

Phelps 和 Ryan（1