一条斑马鱼朝它的目标前进，但强大的水流使它偏离了方向。小鱼没有气馁，回到了它的起点，坚定地完成了它的旅程，研究发现，在上述场景中，一个多区域的后脑回路使动物在偏离方向后能够重新获得其路径。

动物如何知道它们在环境中的位置，以及这如何决定它们随后的选择？霍华德-休斯医学研究所Janelia研究基地的研究人员发现，后脑--大脑后部的一个进化保守或"古老"的区域--帮助动物计算它们的位置，并利用这些信息来计算它们接下来需要去的地方。

最近发表在《细胞》杂志上的这项新研究发现了"进化保守区域"部分的新功能，这些发现可能适用于其他脊椎动物。

这段视频显示了幼年斑马鱼在虚拟现实环境中时的全脑记录。资料来源：Misha Ahrens

全脑成像揭示了新的网络

为了弄清楚动物如何理解它们在环境中的位置，由阿伦斯实验室的博士后杨恩领导的研究人员，将几乎没有半厘米长的半透明小斑马鱼放在一个模拟水流的虚拟现实环境中。当水流出乎意料地转变时，鱼儿最初会被推离航线，然而，它们能够纠正这种运动并回到它们的起点。

当斑马鱼在虚拟现实环境中游泳时，研究人员使用Janelia公司开发的全脑成像技术来测量鱼的大脑中正在发生的事情。这种技术使科学家们能够搜索整个大脑，看哪些电路在它们的航向纠正行为中被激活，并分解出所涉及的单个组件。

研究人员预计会在前脑看到激活，因为掌管记忆的海马体位于那里，它包含了一个动物环境的"认知地图"。令他们惊讶的是，他们在延髓的几个区域看到了激活，关于动物位置的信息正从一个新确定的电路通过一个叫做下橄榄的后脑结构传递到小脑的运动电路，使鱼能够按自己的意图移动，而当这些通路被阻断时，鱼就无法导航回到它原来的位置。

幼年斑马鱼的虚拟现实环境，鱼在模拟水流的情况下穿越二维环境

这些发现表明，脑干区域会记住斑马鱼的原始位置，并根据其当前和过去的位置产生一个错误信号。这一信息被转达给小脑，使鱼能够游回它的起点。这项研究揭示了下橄榄和小脑的新功能，已知它们参与了伸手和运动等动作，但没有参与这种类型的导航。

新研究的第一作者杨说："我们发现，鱼正试图计算其当前位置和其首选位置之间的差异，并利用这一差异产生一个错误信号。大脑将该错误信号发送到其运动控制中心，因此鱼在被流动无意中移动后可以进行纠正，甚至在许多秒后。"

一个新的多区域后脑回路

目前还不清楚这些相同的网络是否参与了其他动物的类似行为。但研究人员希望研究哺乳动物的实验室现在将开始研究后脑中用于导航的同源电路。

研究人员说，这种后脑网络也可能是其他导航技能的基础，例如当一条鱼游到一个特定的地方避难时。

Janelia高级组长Misha Ahrens说："这是一个未知的电路，用于这种形式的导航，我们认为它可能是探索和基于地标的导航的高阶海马体电路的基础。"