日本 RIKEN 腦科學中心（CBS）和諸多科學家合作，發現了大腦中的特殊神經元。 通過利用一個新的虛擬實境實現的水族館，在斑馬魚通過虛擬實境線索學習和導航時，可以對其進行大腦成像，研究人員發現了允許有效避免風險的神經元，並在大腦中創建一個允許逃往安全地帶的”危險地圖”。

預測未來是魚類和人類決策的一個組成部分。 當真實情況與預期不一致時，大腦會產生”預測錯誤”，讓我們知道我們的預期是錯誤的。 預測是由環境的內部模型形成的，新的研究發現，魚的大腦中有像人類的預測模型。

研究人員在斑馬魚學會在其魚缸中避免危險時，實時監測了與預測錯誤相關的大腦活動。 他們發現，這些魚試圖保持低的預測誤差以有效地避免危險。 由於規避風險是一種進化上的保守行為，這些結果揭示了包括人類在內的所有脊椎動物共用的重要大腦迴路。

斑馬魚體積小且透明，這使得記錄整個大腦的活動變得容易。 在實驗中，魚在虛擬遊動時看到了紅色或藍色虛擬實境區域的選擇，並學會將虛擬區域的顏色與危險或安全聯繫起來。 研究人員對大腦的前部稱為端腦的部分特別感興趣，它與哺乳動物的大腦皮層和其他結構相對應，並有助於決策。 當斑馬魚學會在虛擬實境中避免危險時，它們的大腦活動的延時變化被記錄下來，導致發現了代表預測錯誤的神經元。

當魚開始學習選擇穿過藍色環境的虛擬路線會導致危險，而選擇紅色路線意味著安全時，出現了不同的活躍的神經元群。 後來，在實驗中逆轉了這種關聯，即紅色變得危險而不是藍色，導致了這些神經元的失活。

這告訴研究人員，這些神經元可能是在為一個行為規則編碼，而不僅僅是魚看到的顏色。 在對虛擬實境空間的另一個改變中，風景被改變了，以便它不會根據魚的尾部運動而改變。

例如，試圖通過翻轉尾巴來向前游，並沒有像預期的那樣使景色退去。 這些操作揭示了一組神經元，只有當魚認為能讓它們到達安全地帶的行動沒有產生預期的結果時，這組神經元才被啟動。

主要作者Makio Torigoe說：「我們認為這群神經元是在大腦中對預測錯誤進行編碼，將它們周圍環境的實際景象與預測景象進行比較，它們已經知道如果它們以某種方式行事，將使它們到達安全地帶」。