먹이나 포식자와 같은 소리원을 찾는 것은 많은 척추동물에게 생존에 중요합니다. 육상 척추동물은 각 귀에서 소리 압력의 시간 지연과 강도 차이를 측정하여 소리원을 찾습니다. 그러나 수중에서는 소리의 물리학적 특성으로 인해 이중귀 신호가 매우 작아 방향 청취가 거의 불가능할 것으로 보입니다. 그럼에도 불구하고, 물고기의 방향 청취는 행동적으로 확인되었으나, 그 메커니즘은 수십 년 동안 알려져 왔습니다. 물고기가 미세한 이중귀 차이에 대해 극도로 민감해진 가능성이나 소리 압력과 입자 운동 신호를 비교할 수 있는 가능성 등 여러 가지 가설이 제안되었습니다. 그러나 실험적 도전으로 인해 명확한 설명이 오랫동안 제한되어 왔습니다.

이 연구에서 우리는 가장 작은 척추동물 중 하나인 투명한 전두선 물고기 Danionella cerebrum에서 이러한 모델을 실증적으로 검증합니다. 우리는 압력과 입자 운동을 선택적으로 제어함으로써 방향성 음향 격렬반응의 감각 알고리즘을 해체합니다. 우리는 이 행동에 양쪽 신호 모두가 필수적이며, 그들의 상대적 위상이 그 방향을 제어한다는 것을 발견했습니다. 또한, 미세 전산화 단층촬영 및 광학 진동측정을 통해 D. cerebrum이 이 메커니즘을 구현하는 감각 구조를 보여줍니다. D. cerebrum은 살아 있는 척추동물 종 중 15% 이상과 이러한 구조를 공유하며, 소리 방향을 추론하기 위한 보편적인 메커니즘을 시사합니다.