Trial-History and Spatial Biases Shape Perceptual Decision-Making in Archerfish
这项研究表明，尽管缺乏层级化皮层，射水鱼仍表现出与哺乳动物和鸟类相似的、受试史偏好和空间偏好影响的保守决策原则，同时也展现出对奖励缺失的独特适应性。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
决策很少是在真空中做出的。当动物在两个选项之间做出选择时，这种选择往往不仅受其当前所见的影响，还受到前一时刻发生情况的影响。科学家们将这些影响称为“试错历史”（trial-history）和“空间偏好”（spatial bias）。试错历史是指重复前一次动作或根据上一次尝试是否获得奖励而改变动作的倾向。空间偏好则是一种微妙的、通常是无意识的对特定位置的偏好，即使该位置并不比其他位置具有任何优势。几十年来，研究人员在哺乳动物和鸟类身上研究了这些模式，发现我们的大脑在不断地权衡过去的经验与当前的信号，以引导行为。但一个主要的认知空白仍然存在：我们对这些规则如何适用于鱼类知之甚少，尤其是那些大脑构造与我们截然不同的鱼类。鱼类缺乏哺乳动物那种分层的外层大脑结构，这导致了一个长期的科学问题：决策规则在脊椎动物中是普遍适用的，还是会随着动物大脑结构的差异而改变？
为了回答这个问题，一个研究小组转向了射水鱼（archerfish），这种热带鱼以能够喷射水柱击落悬挂树枝上的昆虫而闻名。在野外，这些鱼是出色的猎手，但在实验室里，它们成为了一系列选择实验的研究对象。研究人员在水面上方设置了一个显示器，并展示两幅并排的图像。在第一组实验中，图像分别是蜘蛛和蚂蚁。鱼类经过训练，会对其中一个特定的图像进行射击以获得食物颗粒，而射击另一个图像则没有任何收获。偶尔，研究人员会进行“探测”试验，无论鱼选择了哪个图像，都不会给予食物，以此观察当奖励消失时，鱼是否会改变其行为。
结果揭示了一种复杂且具有惊人人类特征的决策模式。射水鱼并不仅仅是学会了选择正确的图像并坚持下去。相反，它们的选择深受近期试错历史的影响。如果一条鱼刚刚选择了某种形状，那么在下一次试验中，它更有可能再次选择相同的形状，即使那是错误的。这种“刺激历史”（stimulus-history）偏好意味着，许多鱼类的错误并非由于无法分辨蜘蛛和蚂蚁的区别，而是由于重复先前选择的习惯。此外，鱼类表现出了基于奖励的“停留/切换”（stay/switch）行为。有些鱼在获胜后倾向于留在原处，而另一些鱼在失败后会切换位置，甚至会避开刚刚给予它们奖励的位置。这些模式随时间缓慢变化，如同天气系统一样漂移，而非固定不变。
或许最令人震惊的是鱼类对食物缺失的反应。在许多其他动物（如啮齿类动物）中，突然停止奖励会导致表现立即明显下降或出现疯狂寻找新方案的行为。然而，射水鱼的表现却表现得异常稳定。当在探测试验期间食物被撤走时，鱼类继续以与喂食时相同的准确度和参与度进行射击。它们没有恐慌，也没有改变策略；它们只是继续做着原本就在做的事情。这表明，虽然鱼类与哺乳动物一样拥有基本的决策偏好——依赖过去的后果和位置偏好——但它们处理环境变化的方式具有一种不同类型的稳定性。
这项研究还探讨了这些习惯是针对蜘蛛和蚂蚁图像特有的，还是属于鱼类思维的一个普遍特征。当研究人员将昆虫替换为简单的抽象形状（如红色的圆圈和三角形）时，同样的模式出现了。鱼类仍然表现出对特定位置的偏好以及对重复先前选择的倾向，这证明了这些决策规则是射水鱼认知工具箱中的核心部分，而不只是对特定类型图片的反应。
通过弥合鱼类与哺乳动物之间的鸿沟，这项研究表明，决策的基本构建模块在脊椎动物的进化过程中是古老且保守的。即便大脑结构完全不同，射水鱼和人类都依赖于相同的基本原则：我们都受到我们曾去过的地方、我们刚刚做了什么以及我们是否因此获得奖励的影响。射水鱼凭借其稳定的目光和精准的瞄准向我们展示了，这些心理习惯并非复杂哺乳动物皮层的产物，而是作为脊椎动物的一种基本属性。这项研究并不声称已经解开了鱼类大脑的奥秘，但它成功地绘制了地形图，表明选择的规则比此前认为的更加普遍，甚至在与我们进化谱系分离数亿年的生物身上依然存在。
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