社会信息处理的离散模式预测群体中鱼的个体行为

动物群体中集体行为背后的个体计算与社会互动具有重大的动物行为学、行为学及理论意义。尽管复杂的个体行为已被成功解析为刻板行为模式的小型词典，但集体行为的研究在很大程度上忽略了这些发现；相反，其重点在于推断单一的、与模式无关的社会互动规则，以重现群体行为的宏观且常为定性的特征。在此我们将这两种方法结合起来，预测成年斑马鱼在群体中的个体游动模式。我们表明，鱼在对其同类的游动模式敏感的主动模式与忽略它们的被动模式之间交替。使用一个显式考虑这两种模式的模型，我们以高准确率预测了个体鱼的行为，优于以往假设个体进行单一连续计算并对邻居行为进行简单度量或拓扑加权的做法。在群体层面，鱼之间主动与被动模式的切换是不相关的，但相关的定向游动行为仍然涌现。我们这种将复杂、多模态个体行为与涌现的群体行为联合研究的定量方法，易于扩展至其他行为模式及其神经关联，以及其他物种。