Science Robotics 封面论文：洛桑联邦理工学院研究人工具身回路揭示了脊椎动物视觉运动行为的神经结构
作者：系统管理员 发布日期：2025-10-21 浏览次数：

大脑在特定的感官和物理环境中进化，但神经科学传统上专注于孤立地研究神经回路。了解它们的功能需要在现实背景下进行综合脑身测试。为了研究感觉运动转化的神经和生物力学机制，洛桑联邦理工学院研究人员构建了斑马鱼光运动反应的真实神经力学模拟（simZFish），这是一种视觉稳定行为。
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通过计算再现身体力学、物理体水相互作用、流体动力学、视觉环境和实验推导的神经网络架构，密切复制了真实斑马鱼幼体的行为。通过对生物学实验中不可能实现的生理和电路连接特征的系统作，展示了实施例如何塑造神经活动、电路结构和行为。改变晶状体特性和视网膜连接揭示了为什么下后视野驱动 simZFish 的最佳光运动反应，解释了在真实斑马鱼中观察到的感受野特性。
当受到新的视觉刺激时，simZFish 预测了以前未知的神经元反应类型，通过真实斑马鱼活体大脑中的双光子钙成像识别了这些反应类型，并合并以更新 simZFish 神经网络。在虚拟河流中，simZFish 通过使用水流诱导的光学流动模式作为导航线索来自主执行流变性，并补偿模拟的水流。
最后，物理机器人 （ZBot） 的实验验证了具身感觉运动回路在具有复杂流体动力学和视觉环境的真实河流中保持位置的作用。通过在模拟、行为观察、神经成像和机器人测试之间迭代，展示了综合方法在研究感觉运动处理方面的力量，提供了对具身神经回路功能的见解。
文章来源：CAAI认知系统与信息处理专委会