摘要：在群研究中，一种新方法可以自动，非侵入性和3D自动跟踪鱼类的眼睛运动。研究人员解释了为什么这对于理解“群体规则”很重要。...

鱼学校是集体动物行为的令人着迷的例子。尽管每条鱼对周围的环境只有有限的景象，但数千个人近乎完美的同步。他们如何通过最少的本地信息实现这种毫不费力的协调？单个鱼在转移的动态群体中实际上会感知哪些视觉提示？

卓越群体“集体行为”和马克斯·普朗克动物行为研究所的研究人员希望回答这些问题，并开发了一种新技术，可以深入研究鱼的眼睛：他们的新3D眼睛方法是无创的。

为什么鱼眼很重要

为什么了解3D鱼的视网膜视野很重要？非常简单：为了帮助我们了解“集体行为的规则”，我们需要估计群体各个成员可以使用哪些信息。例如：学校的集体行为基于每种鱼类做出的数千个决定。如果一条鱼改变其运动方向，什么因素会影响这一决定？它在其方向上使用的其他视野中还有哪些鱼？反过来，哪种鱼会对此反应？鱼类集体遵循哪些行为规则，他们的决定基于哪些感官看法？

卓越群体“集体行为”的科学家调查了集体中个人之间互动的性质，从鱼类学校到鸟类，从蝗虫群到跨越大陆的大群。摄像机在实验室或现场拍摄动物集体的典型摄像机拍摄动物集体。然后，研究人员使用计算机视觉分析录音：小组每个成员的位置和身体姿势每隔几毫秒就通过计算机算法进行和评估。一个重要的方面是重建每个人的视野，因为这使我们能够理解每个人的感知以及这是否影响其后续运动。这就是新的眼动方法发挥作用的地方。

视野的重建

重建自由泳式鱼类的视野并不容易。 Just tracking the position of the eyes is not enough;必须始终与动物的身体姿势相关的眼睛。对于科学家来说，尤其重要的是，不需要对动物进行干预，例如，它们不必配备目镜。

莉安格·李（Liang Li）说：“我们的新非侵入性方法符合所有这些要求。” “使用相机图像，我们首先重建鱼的3D身体姿势，其次，眼睛的精确位置 - 就像人类一样，可以在眼窝里移动 - 第三，我们重建了它们的视网膜视图，以了解他们看到的东西。”

新方法的一个主要优点是在3D中分析鱼的行为。以前的方法通常基于2D图像，因此没有完全反映鱼类学校的三维性质。此外，不需要对鱼的干预：在坦克中自由游泳时，它们只是由相机记录下来的。至少需要两个相机，但是，使用许多相机，可以将系统扩展到大型鱼缸 - 摄像机越多，分析就越精确。

Liang Li说：“了解动物如何感知环境并与社会伴侣互动对于揭示集体行为的基本机制至关重要。” “我们的方法可以精确地访问自由移动的鱼类的视觉感知。”

使用新方法

这种新方法已经用于与金鱼的初始行为实验中，研究了一个人在前方游泳之后的人的视野。 《视网膜视图的重建》表明，金鱼动态调整了他们的眼睛运动，使鱼在视网膜的中心不断地保持在视网膜的中心。”通信生物学。

研究人员还注意到眼睛运动有负同步，这意味着眼睛朝相反的方向移动，而不是并行一起工作。例如，如果左眼专注于相邻的鱼并遵循其运动，则右眼通常会朝着完全相反的方向转动。在将来的实验中，梁望找出其他鱼类的情况是否也是如此，以及掠食性鱼的两只眼睛在专注于猎物时是否最终保持一致。