绕圈行走：将视觉引导与自发转向行为中高层级和低层级参数缩放联系起来

动物调整其朝向的能力，即转向能力，对于所有步行动物都至关重要。尽管已有多项研究探讨了转向过程中足部运动或足间协调可能发生的变化，但关于与转向相关的变化如何随转向幅度而缩放，人们所知仍相对有限。在本研究中，我们利用自由行走竹节虫的自发转向和视觉诱导转向，检验了：（i）自由转向的高层参数如何与足部运动的低层参数发生缩放关系；以及（ii）视觉引导对转向参数的影响。为此，我们在开放场地中采用静止地标位置的阶跃式变化，以限制目标导向转向的时机和幅度。将这些视觉引导转向与全白条件下的自发转向进行了比较。我们表明，与自发转向相比，视觉诱导转向具有更大的前进速度，并且短步更少。转向反应的缩放主要由转向持续时间的增加（1.87倍）而非转向速度的增加（1.32倍）所主导。旋转速度的增加与前进速度的降低相关，但这两种效应在时间上具有灵活性。这些变化还伴随着步进方向更大的偏移，以及内侧足与外侧足之间步型不对称性的增强，这表明存在多种不同的转向策略，其取决于总体转向角度。因此，未来关于六足运动的模型应当考虑纳入一种以上的机制来控制转向。

动物调整其航向的能力，即转向能力，对所有步行动物都至关重要。尽管已有若干研究探讨了转向过程中足部运动或足间协调如何变化，但关于这些与转向相关的变化如何随转向幅度而变化，我们仍知之甚少。在本研究中，我们利用不受约束行走竹节虫的自发转向和视觉诱导转向，检验了：(i) 不受约束转向的高层参数如何与足部运动的低层参数成比例变化；以及 (ii) 视觉引导对转向参数的影响。为此，我们在开放场地实验中对静止地标位置施加阶跃变化，以约束目标导向转向的时序和幅度。将这些视觉引导转向与全白条件下的自发转向进行了比较。我们表明，与自发转向相比，视觉诱导转向具有更大的前进速度，并且短步更少。转向反应的尺度变化主要由转向持续时间的增加（1.87 倍）而非转向速度的增加（1.32 倍）所主导。旋转速度的增加与前进速度的降低相关，尽管两种效应的时间关系具有灵活性。这些变化还伴随着步伐方向更大的偏移，以及内侧足与外侧足之间步型不对称性的增加，这表明存在多种不同转向策略的组合，并且这种组合取决于总体转角。因此，未来关于六足运动的模型应考虑纳入不止一种控制转向的机制。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.735770v1?rss=1

🏷️ 动物运动控制 转向行为 视觉引导 步态不对称 竹节虫 步行运动学