北京
认知神经科学前沿文献分享
基本信息
Title:Pigeons lock their eyes in place during flight
发表时间:2026-06-17
发表期刊:Current Biology
影响因子:7.7
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研究背景
鸟类飞行研究常用头部朝向推断凝视方向，但这隐含一个前提：飞行时眼球不会在头内大幅独立转动。对于鸽子，这一假设此前缺少自由飞行条件下的双眼直接测量。关键问题是，鸽子飞行中的凝视控制（gaze control）主要靠眼球运动，还是靠头部旋转
实验设计与方法逻辑
作者在9只鸽子中使用头戴式双眼眼球追踪（eye tracking）系统，部分户外飞行还同步记录3D头部旋转。研究比较栖息与飞行状态下的眼球运动、瞳孔面积（pupil area）、头部坐标系（head reference frame）中的眼位分布，并检验同一只鸽子多次飞行是否回到相近的飞行凝视位置（flight gaze position）
核心发现
发现一：飞行中凝视变化主要随头部旋转
户外短距离飞行中，鸽子头部旋转平均约11.31°，眼球运动平均约1.13°，前者约为后者10倍。左右眼运动可与快速头部旋转同步，但幅度相关性不显著，说明眼球运动不是这些飞行中改变凝视方向的主要来源
Fig. 2 中，作者同步展示户外飞行时的头部旋转和左右眼位置变化；这一结果提示短距离飞行中的凝视方向主要由头部运动带动发现二：起飞后瞳孔增大，眼位范围被压缩
飞行时，鸽子瞳孔面积较栖息状态增加68.9%，归一化均值从0.52升至0.88。与此同时，眼球在鼻颞轴和背腹轴上的位置方差均低于栖息状态，说明起飞后眼位更集中。正文将瞳孔变化与飞行视觉需求和内部状态相联系
Fig. 3 中，作者比较稀疏、密集和自然复杂视觉环境中的瞳孔面积与眼位分布；这一结果提示眼位收敛并不只依赖某一种背景发现三：多次飞行会回到相近的飞行凝视位置
在室内稀疏和密集视觉条件下，同一只鸽子的多次飞行眼位相对栖息更偏鼻侧和腹侧。不同试次之间的平均飞行凝视位置距离约0.92°，与试次内眼位方差无显著差异，支持其在所测条件下回到近似固定的头内位置。作者进一步讨论，这种位置接近前庭系统（vestibular system）和视流（optic flow）神经表征的主要水平轴，但相关机制仍属解释性推测
Fig. 4 中，作者展示起飞后眼位向稳定位置收敛，并比较试次间与试次内差异；这一结果提示鸽子在这些短距离飞行中维持接近固定的飞行凝视位置
省流总结
这项 Current Biology 研究表明，在本文测试的短距离飞行中，鸽子眼球运动幅度远小于头部旋转，并在起飞后收敛到稳定的头内位置。结果支持“头锁定式”飞行凝视策略，但样本量和任务范围有限，不能直接外推到复杂避障、集群飞行或其他鸟类
暑期提升
分享人：天天
审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部
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