动物行为中的涨落景观与重尾分布

动物行为由作用于广泛尺度上的无数机制所塑造，这阻碍了定量推理与普遍原则的识别。在此，我们结合数据分析与理论来研究行为可塑性与动物行为中常观察到的重尾统计之间的关系。具体而言，我们首先利用秀丽隐杆线虫（C. elegans）运动的高分辨率记录表明，长时行为间的随机转移表现出重尾的首通时间分布与关联函数。此类重尾可由行为随时间的缓慢适应来解释。这一特定结果促使我们第二步引入一个通用模型，其中我们将准稳态多阱势上的快动力学与非遍历的缓慢变化模态分离开来。随后我们展示重尾如何在该模型中普遍涌现，并给出了所得函数形式的理论推导，其可成为幂律，指数依赖于涨落的强度。最后，我们通过在适应被抑制因而重尾消失的秀丽隐杆线虫突变体，以及重尾再次盛行的 larval 斑马鱼游动行为记录中检验我们的发现，为其普适性提供了直接支持。