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斑馬魚已迅速成為研究脊椎動物神經(jīng)發(fā)育分子基礎的重要模型。斑馬魚透明的卵膜使得可以對其神經(jīng)解剖結構進行連續(xù)觀察；它們發(fā)育迅速且易于進行基因分析，這使得斑馬魚成為研究神經(jīng)發(fā)育分子機制的絕佳模型系統(tǒng)。
（1）水生版的T型迷宮，這是一種操作性任務，用于研究包括注意力、記憶力和強化作用等方面的辨別問題。就魚類而言，T型迷宮已被用于研究斑馬魚的顏色辨別能力、導航問題（例如在金魚中），以及基因操作對棲息地選擇的影響。
（2）旋轉鼓裝置被用于研究反射性逃避行為（視動性反射測試的一種變體）。在這個測試中，一條典型的魚會通過躲在中心桿（b）后面來逃避旋轉的帶子（a），這是一種由視覺引導的逃避趨向行為。
（3）一個用于研究新奇引發(fā)的探索行為的裝置。將一條魚放入水箱中，它會通過門（c）游到升高的平臺上，去探索一個小的、浸沒在水中的刺激物（d），比如一顆彩色珠子；探索行為表現(xiàn)出對熟悉刺激的習慣化，以及在引入新刺激時習慣化的消失。
（4）描繪了一種水生版的位置偏好程序，用于測量條件性的愉悅刺激。在這個測試中，實驗對象首先在水箱兩個不同區(qū)域（e和f）中的一個區(qū)域接觸一種非條件刺激，例如可卡因，然后在隔板打開后，對其進行偏好測試。
四種用于研究斑馬魚學習與記憶的實驗裝置
巴甫洛夫條件反射
斑馬魚在多個實驗中都表現(xiàn)出了巴甫洛夫式學習能力。測試裝置由一個被隔板分隔成兩個不同區(qū)域的水箱組成。在訓練階段，隔板是密封的，一條斑馬魚會在其中一個區(qū)域接觸可卡因。在隨后的偏好測試中，斑馬魚表現(xiàn)出愉悅性條件反射效應，它們會靠近并停留在之前接觸過可卡因的區(qū)域。
一些關于斑馬魚的研究使用了穿梭箱程序，在該程序中，斑馬魚學會通過游向細長水箱的另一側來躲避厭惡的條件刺激。斑馬魚聯(lián)想性學習的最早證明之一是使用電擊消除程序來強化斑馬魚遠離電擊信號的游泳行為。最近，有研究使用穿梭箱和逃避電擊的方法來研究細胞粘附分子在記憶鞏固中的作用。從技術層面講，這些程序中的游泳行為類似于操作性反應（巴甫洛夫條件反射過程涉及將條件刺激與電擊配對）。然而，如果不進行額外的研究，很難說這種“逃避”游泳行為本質上是引發(fā)的還是操作性的。這種模糊性也出現(xiàn)在愉悅性程序中，例如在食物強化的T型迷宮辨別任務中。
有研究通過將嗎啉和警報物質（受驚或受傷的魚分泌的一種化學物質）配對，證明了恐懼的巴甫洛夫條件反射，隨后僅用嗎啉就引發(fā)了條件性恐懼。后來通過表明條件性警報反應也可以通過感覺性條件反射和二級條件反射在刺激之間轉移，證實了它們的學習具有巴甫洛夫條件反射的性質。
斑馬魚操作性條件反射與迷宮
關于斑馬魚行為研究的最早例子是迷宮學習研究，在該研究中，通過引發(fā)陽極趨電性反射來訓練斑馬魚在左右迷宮中行進，并接近黑色或白色的刺激物，該程序實施起來有些困難。通過在T型迷宮的每個分支末端放置不同顏色的刺激物（綠色與紫色，紅色與藍色），并只在一個分支處喂食斑馬魚，從而訓練斑馬魚進行顏色辨別。
三室迷宮是由Arthur和Levin開發(fā)用于評估斑馬魚的學習和記憶能力。三室迷宮可以被看作是T型迷宮的簡化版本，但在這個迷宮中，錯誤會帶來厭惡的后果。起始區(qū)域是中間的“起始室”，在這個中央起始區(qū)域的兩側各有一扇垂直滑動門，通向左右兩個選擇區(qū)域。在試驗開始時，將斑馬魚放入起始室，并讓它在里面短暫活動。在選擇階段，通向左右選擇室的垂直滑動門會打開，讓斑馬魚有時間游向其中一個選擇室；如果它一直停留在起始室，就會在室內揮動魚網(wǎng)（一種“威脅性刺激”），直到它做出選擇。做出選擇后，兩扇垂直滑動門都會關閉。如果選擇正確（即游向目標一側），斑馬魚可以在里面短暫游動；如果選擇錯誤，滑動隔板會移動到“限制位置”并保持一段時間。這個程序會重復固定次數(shù)的試驗。三室穿梭迷宮的因變量測量指標包括逃離起始室的潛伏期和正確選擇的次數(shù)。對該迷宮的初步測試表明，斑馬魚可以被訓練朝著特定方向轉彎（空間學習），或者接近特定顏色的刺激物，而不考慮其位置（非空間學習）。
使用三室穿梭迷宮評估斑馬魚的學習和記憶能力
使用三室穿梭迷宮評估斑馬魚的學習和記憶能力。試驗從斑馬魚位于“起始室”開始；在選擇階段，兩扇垂直滑動門都會打開。
參考文獻：
1、Brookshire KH, Hognander OC. Conditioned fear in the fish. Psychological Reports. 1968;22:75–81.
2、Pinckney GA. Avoidance learning in fish as a function of prior fear conditioning. Psychological Reports. 1967;20:71–74.
3、Fetcho JR, Liu KS. Zebrafish as a model system for studying neuronal circuits and behavior. Annals of the New York Academy of Sciences. 1998;860:333–345.
4、Penberthy WT, Shafizadeh E, Lin S. The zebrafish as a model for human disease. Frontiers in Bioscience. 2002;7:D1439–D1453.
5、Streisinger G, Walker C, Dower N, Knauber D, Singer F. Production of clones of homozygous diploid zebra fish (Brachydanio rerio). Nature. 1981;291:293–296.
6、Schier AF. Genetics of neural development in zebrafish. Current Opinion in Neurobiology. 1997;7(1):119–126.
7、Anichtchik OV, Kaslin J, Peitsaro N, Scheinin M, Panula P. Neuro-chemical and behavioural changes in zebrafish Danio rerio after systemic administration of 6-hydroxydopamine and 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine. Journal of Neurochemistry. 2004;88(2):443–453.
8、Arthur D, Levin ED. Spatial and non-spatial discrimination learning in zebrafish. Animal Cognition. 2001;4:125–131.
9、Hall D, Suboski MD. Visual and olfactory stimuli in learned release of alarm reactions by zebra danio fish (Brachydanio rerio). Neurobiology of Learning & Memory. 1995;63(3):229–240.
10、Hall D, Suboski MD. Sensory preconditioning and second-order conditioning of alarm reactions in zebra danio fish (Brachydanio rerio). Journal of Comparative Psychology. 1995;109(1):76–84.
11、Williams FE, White D, Messer WS. A simple spatial alternation task for assessing memory function in zebrafish. Behavioural Processes. 2002;58(3):125–132.
12、Williams FE, Messer WS Jr. Memory function and muscarinic receptors in zebrafish. Society for Neuroscience Abstracts. 1998;24(46):182.
13、Mueller T, Vernier P, Wullimann MF. The adult central nervous cholinergic system of a neurogenetic model animal, the zebrafish Danio rerio. Brain Research. 2004;1011(2):156–169.
14、Levin ED, Simon BB. Nicotinic acetylcholine involvement in cognitive function in animals. Psychopharmacology. 1998;138:217–230.
15、Levin ED, Bencan Z, Cerutti DT. Anxiolytic effects of nicotine in zebrafish. Physiology and Behavior. 2007;90:54–58.
16、Carvan MJ III, Loucks E, Weber DN, Williams FE. Ethanol effects on the developing zebrafish: Neurobehavior and skeletal morphogenesis. Neurotoxicology and Teratology. 2004;26(6):757–768.
17、Levin ED, Limpuangthip J, Rachakonda T, Peterson M. Timing of nicotine effects on learning in zebrafish. Psychopharmacology. 2006;184:547–552.
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