科学家研究证实鱼类记忆远超7秒 揭示斑马鱼抉择全脑机制

长期以来，“鱼的记忆只有7秒”这一说法被广泛提及，但科学界早已通过多项研究证实其不准确。近日，一项来自中国科研团队的突破性研究不仅再次印证鱼类能记住数十秒甚至更长时间的过往经历，更首次在全脑尺度上揭示了它们如何利用这些记忆来调整后续行为的神经机制，为理解动物决策过程提供了全新视角。

这项研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心穆宇研究团队与北京大学吴思研究团队合作完成，成果于2026年6月11日发表在权威期刊《自然》上。研究采用了斑马鱼幼鱼全脑尺度单细胞分辨率钙成像、闭环虚拟现实行为、光遗传操控和神经计算建模等一系列先进的技术手段，系统揭示了鱼类基于记忆进行连续决策的复杂能力。

虚拟现实实验揭示历史依赖行为

在真实世界中，无论是觅食还是躲避风险，动物很少从零开始做决定，最近的经历往往会塑造下一次选择。这种“历史依赖”现象广泛存在，有助于提升生存效率。为了探究其背后的全脑机制，研究团队设计了一套精密的闭环虚拟现实避障系统。

实验中，斑马鱼在虚拟环境里连续遇到从左侧或右侧出现的障碍物，并通过自身游泳信号控制移动。结果明确显示，斑马鱼对当前障碍物的躲避行为，不仅取决于当下刺激，还显著受到前一次甚至更早经历的影响。当连续两次障碍物出现在同一侧时，斑马鱼会表现出明显更强的躲避反应，这证明了它们能在数十秒的时间尺度上保存并利用过往经历。

锁定关键脑区：背侧丘脑充当“记忆开关”

研究的关键在于，科学家能在斑马鱼决策的同时，以单细胞分辨率记录其全脑神经活动，并与标准斑马鱼全脑图谱进行精确配准。通过对全脑神经元的系统筛查，他们发现多个脑区携带历史信号，其中背侧丘脑的表现最为突出。

背侧丘脑能够最稳定、最持久地区分上一次障碍物的方位。进一步的操控实验证实了其核心作用：抑制该脑区活动会消除历史依赖行为，而单侧激活则可以人为“写入”类似过去经历的信号，从而改变斑马鱼的下一次选择。这表明背侧丘脑是维持近期经历并驱动连续抉择的关键神经调控中枢。

跨脑区协同：从“开关”到“积分器”的完整回路

研究进一步发现，决策并非由单一脑区完成，而是通过跨脑区的精密分工协作实现。背侧丘脑像一个“记忆开关”，以稳定的离散状态保存最近一次的经历。位于脑干的神经元群则像一个“积分器”，将丘脑提供的历史信息与当前的感觉输入相结合，形成一个能反映多次经历积累的连续信号，并最终指挥行为输出。

构建全脑计算模型，揭示神经网络实现原理

为深入理解这种协作的神经网络基础，研究团队基于斑马鱼全脑图谱的细胞数量、神经元类型和投射连接等真实数据，构建了一个脑图谱约束的全脑计算模型。该模型成功重现了斑马鱼的连续抉择行为及相关神经活动。

模型揭示，抑制性神经元的异质性对于记忆的稳定保存和灵活切换至关重要。研究提出的“吸引子—积分器”全脑协同架构，从计算原理上解释了大脑如何实现稳定记忆与灵活更新的兼得。这项研究也表明，全脑图谱不仅是解剖学资源，更是连接真实脑结构与神经计算原理的重要桥梁。

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