動物の集団運動のリズムを見つける(Finding the beat of collective animal motion)

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2024-05-22 マックス・プランク研究所

研究によると、動物が集団で動く際には、隣同士のリズムを合わせることが重要であり、これが群れの動きを結びつける力となっています。第一著者のGuy Amichayは、ゼブラフィッシュのペアを用いて、魚が交互に動くリズムを観察しました。この交互のリズムは「二つの足が歩くような」動きです。研究チームは、コンピューターモデルを使ってこのリズムが両方向の相互作用によって生じることを確認しました。さらに、仮想現実を用いて実際の魚でもこの原理が機能することを実証しました。この研究は、動物の集団行動における影響の理解を大きく変える可能性があります。

<関連情報>

集団運動における一対の時間的結合の基礎となるメカニズムと機能を明らかにする Revealing the mechanism and function underlying pairwise temporal coupling in collective motion

Guy Amichay,Liang Li,Máté Nagy & Iain D. Couzin
Nature Communications  Published:22 May 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-48458-z

figure 1

Abstract

Coordinated motion in animal groups has predominantly been studied with a focus on spatial interactions, such as how individuals position and orient themselves relative to one another. Temporal aspects have, by contrast, received much less attention. Here, by studying pairwise interactions in juvenile zebrafish (Danio rerio)—including using immersive volumetric virtual reality (VR) with which we can directly test models of social interactions in situ—we reveal that there exists a rhythmic out-of-phase (i.e., an alternating) temporal coordination dynamic. We find that reciprocal (bi-directional) feedback is both necessary and sufficient to explain this emergent coupling. Beyond a mechanistic understanding, we find, both from VR experiments and analysis of freely swimming pairs, that temporal coordination considerably improves spatial responsiveness, such as to changes in the direction of motion of a partner. Our findings highlight the synergistic role of spatial and temporal coupling in facilitating effective communication between individuals on the move.

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生物工学一般
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