脑声常谈丨斑马鱼行为篇：斑马鱼焦虑样行为和社交行为测试

对于基于活动、习惯、趋向性和潜水行为的测试，斑马鱼是合适的模型。斑马鱼存放在标准200升玻璃水族箱中，每个水族箱都配备了机械和生物水过滤器，设施内的温度通过自动空调系统保持在28±1℃，从而保证了水族箱内恒定的水温。设施内水的pH值设置为8.0，并定期检查放置在设施天花板上的LED灯提供照明，并由电子定时器控制，以提供14h亮/10h时暗的光周期，每天两次自由采食活食。在行为测试结束时，每个受试者都被转移到实验后的水族箱中，避免重复使用它们。每个实验的受试者都在体型和年龄（10-12个月）上进行匹配。

实验装置的示意图

(a)矿场试验；(b)趋光性试验；(c)潜水试验；(d)浅滩试验；(e)八角镜测试；(f)用镜像刺激修改的浅滩测试。绿色阴影表示用于分析鱼行为的区域；

焦虑测试1：旷场测试

旷场测试在一个40 × 40厘米的白色塑料方形测试场中单独测试了每个受试者，该测试场位于带有红外LED λ 980 nm 照明的背光桌子上。除了放置在开放场地上方1 m的暖白色LED灯带外，没有任何照明。运送到实验室的一个小型圆形容器内，将容器轻轻地倒入竞技场中心，让鱼不受干扰地探索新的环境。通过放置在开放场地上方1 m处的对红外光敏感的相机来分析受试者的行为。相机连接到运行VisuTrack AI跟踪软件（该软件以每秒5帧的速度记录鱼的位置，并用它来计算旷场实验中通常采用的3个行为变量。第一个变量是触动性，即距离竞技场边缘1个身体长度内所花费的时间。该变量代表了对竞技场边缘的偏好程度，因为它基于二分空间偏好：在整个测试期间，鱼可能位于边缘，也可能不位于边缘。这种方法经常被使用，因为二分偏好不太可能受到混杂参数（例如受试者的运动量）的影响。第二个变量是活动，以移动距离来衡量，第三个变量代表另一种活动衡量标准，以1个身体长度/秒内移动所花费的时间为阈值。所有变量均保存在1分钟时间段内，以分析行为的时间模式。

焦虑测试2：趋向性测试

趋光性测试在一个矩形底座的玻璃装置（50 cm × 20 cm，水深：12 cm）中对每条鱼进行了测试。该装置的墙壁和底部是一半白色和一半黑色，每一半都由荧光白光灯管照明。测试开始时让受试者在设备的中央区域停留1分钟以使其适应。适应后让鱼在装置中不受干扰地游动30分钟。使用放置在设备上方的相机记录实验。使用定制软件对记录进行评分，以计算每个受试者在1分钟时间段内花费在设备白色区域的时间作为因变量。考虑到鱼的空间位置可能只是两种可能性之一（在白色或黑色部分），因变量提供了对白色部分相对于黑色部分的偏好的衡量标准，独立于受试者游泳速度等其他特征或活动。

焦虑测试3：潜水测试

将受试者放到一个装有20厘米水的小型新型水箱（20厘米 × 20厘米）中。该装置的三个壁由白色有机玻璃制成，而其余一侧由透明有机玻璃制成。该装置由荧光灯照明 三脚架上的摄像机从侧面透明的墙壁上记录了鱼的行为，持续时间为30分钟。然后使用VisuTrack AI跟踪软件从视频记录中跟踪鱼的位置，计算因变量为1分钟时间段内在设备下部25%区域游泳所花费的时间。使用这种评分系统，鱼只能位于装置的下部或上部区域。

社交性测试1：浅滩测试

斑马鱼被记录在一个充满10厘米水的3室装置中（60厘米 × 20厘米 × 20厘米）。中央较大的房间（30 cm × 20 cm）容纳了整个测试（30分钟）的受试者。其中一个侧室（15 cm×20 cm）容纳了一组同种动物作为社交刺激，而另一个侧室（15 cm×20 cm）则留空作为对照。每个侧室均由荧光白光灯管照明，以确保刺激的高可见度。最初测试了15条斑马鱼以及3个同种鱼作为社交刺激。使用视频记录记录，实验者对受试者靠近同种动物（2个身体长度以内）所花费的时间进行评分，并使用相同的距离标准，对靠近空区域所花费的时间进行评分。这些措施用于计算浅滩偏好的比例指数：接近刺激的时间/（接近刺激的时间 + 接近空区域的时间）。因为受试者也可以在装置的中央、没有选择的部分度过时间。 与早期测试所使用的方法一致，该因变量是空间偏好的度量。然而，由于中央无选择区域，两个选择区域之间的距离可能会出现问题，因为活动度低的鱼可能不会注意到远处的刺激。因此，实验者还监测了一种活动测量，包括计算每个受试者在选择的区域之间进行的切换（即，更活跃的鱼会更频繁地在区域之间切换）。 数据以1分钟的时间间隔收集。

社交能力测试2：八角镜测试

使用带有镜面壁的八角形装置进行了镜子测试，覆盖每面墙壁的镜子为17厘米×15厘米，装置中的水深8厘米。装置墙壁周围放置的LED灯带确保均匀的照明。将镜子装置放置在背光台上（红外LED λ 980 nm）以允许自动追踪斑马鱼。测试过程从释放设备中心的个体受试者开始，同时开始记录。然后在整个测试期间（30分钟）让鱼不受干扰。当小型群居鱼将它们的镜像视为同种动物时，它们通常倾向于在镜子附近游泳。跟踪软件计算每个受试者在距离镜子1个身体长度范围内所花费的时间（以1分钟的时间段为单位）。

(a)趋动性以靠近边缘的时间来衡量，分为1分钟的区间；(b)以移动距离衡量的活动，分为1分钟的区间；(c)以移动所花费的时间来衡量的活动，分为1分钟的区间；(d)根据延长测试时间（4小时）测试的移动距离测量的活性，分为30分钟的区间，以便在标准测试时间（30分钟）和延长测试时间之间进行比较；(e)在延长测试时间（4小时）下测试中移动所花费的时间来测量活动，分为30分钟的区间，以便在标准测试时间（30分钟）和延长测试时间之间进行比较。

参考文献

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