撰文：刘芳
编审：HS
排版：李雪薇
鱼能开车吗？在不久以前，小编还会觉得这画面太美让人不敢相信。然而在鱼食的激励下，6 条金鱼实现了在鱼缸里“驾驶”四轮车（FOV）。或许不久以后，你就能看到大街上的鱼儿自己游着去买鱼食了。
这个颠覆性的实验是由以色列本-古里安大学（Ben-Gurion University）的科学家们所完成。
他们的初衷是，希望弄清动物的导航能力是否具有物种和环境特殊性，还是说它是一种内在的生存能力，能够独立于原始环境且具有普遍性。相关论文以 From fish out of water to new insights on navigation mechanisms in animals 为题，将于 2 月 15 日发表于 Behavioural Brain Research 期刊上。
先定一个小目标
动物的空间导航能力是重要的生存技能，也是觅食、寻找避难所和配偶的关键。
在这项实验中，科学家们采取了“领域迁移法”（domain transfer methodology），将 6 条金鱼放置于陆地环境并给予激励，从而考验它们在不同环境下的导航能力。
科学家们给金鱼定了一个小目标，并用粉色纸壳标注了目标的位置。
达到目标后，科学家会将一个 0.002 克的食物颗粒扔进水箱，让金鱼形成强化记忆。为了帮助金鱼在陆地上实现交通自由，科学家们给鱼缸装上了四轮驱动系统，并配备了电脑、雷达系统和摄像机。根据金鱼游动的方向，摄像头会通过算法激活马达从而带动四轮车前进。当雷达发现车辆与墙壁或者障碍物的距离小于 20 厘米时，车载计算机还会及时刹车以避免碰撞。
第一次和最高分成果对比 | 来源 ：论文
毋庸赘言，为了吃到鱼食而不得不学会开车对金鱼来说是一项巨大挑战。首先，它们要自我调整和学习新的运动技能，因为仅靠平时的游泳姿势和鱼肉发力方式是不足以控制四轮车的。其次，由于空气、有机玻璃和水三种光学介质交界处的光线折射作用，金鱼需要战胜失真的视觉，逐步摸索出方向。
最后，陆地和水生环境的自然结构存在固有差异。金鱼需要在新的环境中使用无法辨认的元素进行导航。
让人惊讶的是，为了得到这 0.002 克的食物，倔强的金鱼们在很短的时间就熟悉了整套操作。虽然一开始走了很多弯路，但是在每周三次，每次三十分钟的训练后，6 只金鱼纷纷实现了在一分钟左右找到目的地，吃掉鱼食。
都是套路
论文作者指出，如果每次都是从同一地点出发，那么很有可能是机械性的肌肉记忆发挥作用，并不能证明金鱼有实时的空间分析和导航能力。因此，他们将挑战升级，把鱼缸四轮车随机放置在了房间的任何一个位置。
不过，这并没有难倒金鱼。正如图示 5A 所显示的那样，金鱼可以识别出目标，从不同的起始位置到达终点。
实验升级 | 来源 论文
然而套路还没有结束。为了迷惑金鱼，科学家们在四面墙上分别贴上了不同颜色的纸壳。从房间的中心点出发，科学家们在一条金鱼的身上实验了 15 次。如图 5C 所示，这条金鱼没有理会干扰，依然坚定地向目标飞奔而去，愉快地吃掉了所有的鱼食。
看到金鱼们如此轻而易举地闯关成功，科学家们决定再次将挑战升级。这一次，他们干脆将粉色纸壳放到了和之前相反的方向，以测试金鱼是以空间位置记忆为首要导航条件，还是以标志物为首要导航条件。
像图 5D 展示的那样，这条鱼不断地从不同的地方游到粉色纸壳的初始位置，那时它的心里一定充满了惆怅。在多次失败后，这条金鱼仿佛恍然大悟，朝另一边的粉色纸壳飞奔而去。这一结果证实，激励物所在的位置是金鱼导航的首要条件，激励物伴随的刺激是金鱼导航的次要条件。在破解了科学家们的套路之后，这条金鱼在第三次的实验中径直向新的目标位置前进，这表明这条金鱼已经对外部环境的内在表达进行了重构。
鱼不需要自行车
正如论文所称，虽然这之前也有人在鱼缸上装上四轮车，但这次是科学家们首次用“领域迁移法”来研究鱼类的导航能力。
一系列实验表明，鱼脑对陆地环境和水中环境的空间表达方式一致。论文建议，未来可考虑将陆地动物放置于水生环境中进行类似实验，以得出关于动物导航能力普遍性的确结论。
更重要的是，实验中的金鱼展示了对目标位置高度的适应能力。它们不仅能从各个方位抵达目标，还能及时改变对目标的定位，以得到激励。这表明鱼类可以很好地记忆环境属性，而不是仅仅是识别标志物。它们能够实时调整策略，从失败中吸取经验。
在七十年代的柏林，女权主义曾提出过一个著名的口号，叫：女人不需要男人，就像一条鱼不需要自行车一样。
这个实验妥妥地告诉我们，一条鱼确实不需要自行车。因为只要有足够的激励，它会骄傲而倔强地开着四轮车实现陆上交通自由。
参考文献：