当前，斑马鱼作为神经科学与行为遗传学研究的重要模式生物，凭借其高度保守的神经系统基础结构、丰富的可量化行为谱及强大的遗传操作工具，已成为连接神经科学基础研究与临床转化的桥梁。

近年来，斑马鱼学习与认知行为实验范式不断革新，从经典T/Y型/十字迷宫测试到基于人工智能的行为分析，为解析神经发育机制、药物研发及神经退行性疾病建模提供了全新视角。上一期，我们分享了行为学研究范式（一）丨斑马鱼探索与焦虑行为实验与应用，本期，一起来探究斑马鱼学习与认知行为的核心实验范式及其应用进展——

Part 01 、斑马鱼学习与认知行为实验

斑马鱼与人类基因同源性高达87%，并拥有与哺乳动物相似的主要脑区和神经递质系统，可开展学习、记忆、认知等行为学评价实验，常通过T/Y型/十字迷宫测试、条件反射等实验方法，利用斑马鱼天然的颜色偏好、食物刺激及与视觉感知有关的联想记忆反应，构建T/Y型/十字迷宫与视频追踪系统，判断斑马鱼学习认知的变化情况，量化评估斑马鱼的空间记忆及对新奇性反应的行为实验，可用于建立阿尔茨海默病、自闭症、焦虑症等神经精神疾病的斑马鱼学习记忆模型，研究其认知缺陷并寻找治疗方法。

斑马鱼T/Y型/十字迷宫测试

技术优势：斑马鱼的空间认知能力已通过迷宫实验得到广泛验证，T/Y型/十字迷宫测试结合了模式生物的独特优势与行为学研究的精准性，是功能强大、应用广泛且极具价值的工具，也是斑马鱼认知行为学研究领域的基石性实验范式。

实验原理：T型/十字迷宫是基于斑马鱼对营养富集区（EC区）的趋食性，通过颜色偏好（红色/绿色）与食物奖赏的双重刺激，构建联想记忆模型。斑马鱼需在6分钟内从起点找到EC区并停留30秒，记录首次潜伏期及累计停留时间，反映空间学习能力。

Y型迷宫则利用斑马鱼探索新环境的本能，通过“训练-测试”范式评估空间记忆。训练阶段仅开放起始臂与熟悉臂，测试阶段开放新奇臂，记录斑马鱼对新臂的探索偏好（自发交替百分比、新臂停留时间）及总行程距离，量化认知灵活性。

关键指标：

T型/十字迷宫——

潜伏期（反映学习速度）；EC区总停留时长（体现记忆巩固能力）；误入非EC区次数（反映决策准确性）；

Y型迷宫——

自发交替百分比；新臂停留时间（空间记忆强度）；轨迹分析转向次数、停顿频率等（反映运动策略与认知负荷）。

实验方法：经典T型/十字迷宫通过颜色辨别任务评估空间记忆，实验显示斑马鱼可在4天训练内将目标臂选择率提升至73.4%，首次进入潜伏期缩短至2.4秒。测试前1天让斑马鱼自由游动2小时，训练期间，每日1次，每次6分钟，连续4天。未找到EC区的鱼在6分钟后被引导进入并停留30秒，均给予食物奖赏。第5天，记录首次潜伏期及累计停留时间，并使用行为分析仪自动追踪轨迹，统计潜伏期、停留时间及错误率。

Y型迷宫则结合颜色卡片与双重条件评估，如在红色臂放置食物奖赏、蓝色臂施加电击，斑马鱼可学会基于颜色而非位置做出选择。训练阶段，开放起始臂与熟悉臂，持续5分钟。1小时后开放新奇臂，记录5分钟内新臂停留时间及自发交替次数。计算自发交替百分比（交替次数/总进入次数×100%），分析新臂偏好与路径策略。

应用案例：2022年，中国农科院质标所研究团队揭示了双酚A替代物诱导斑马鱼细胞异质性响应。研究中，以双酚F为研究对象，开展了自斑马鱼胚胎期开始的150天长期暴露试验，并基于T型迷宫测试结果发现，成年斑马鱼表现出明显的认知障碍。（Doi：10.1021/acs.est.2c01531）

条件反射实验

技术优势：它是行为学研究领域的关键工具，能在活体状态下实时观察并操控特定神经元在学习过程中的活动，精准解析记忆形成的神经环路，通过量化斑马鱼对刺激的决策反应速度、目标区域停留时间等参数，可以评估斑马鱼学习记忆能力及环境适应性。

实验原理：基于巴甫洛夫经典理论，通过将中性刺激（如红光）与非条件刺激（如食物奖赏）反复配对，使斑马鱼形成“刺激-奖赏”关联记忆。

评价指标：首次进入目标区域的时间（反映学习速度）；目标区域累计停留时间（记忆巩固强度）；正确选择目标区域的次数占比（反映空间认知能力）

实验方法：斑马鱼简单条件反射实验，是将单一刺激（如红光）与喂食时间绑定，斑马鱼在第二次尝试即可学会将光刺激与食物位置关联，表现为光刺激后主动游向目标区域；复杂条件反射，则是双刺激（红光+振动）交叉呈现，斑马鱼需通过10次交替训练区分刺激与食物侧的对应关系，成功条件反射定义为在光刺激阶段主动进入目标区域。

应用案例：已有主动回避条件反射实验表明，胃饥饿素缺失的斑马鱼学习记忆能力显著受损，表现为达到学习标准所需时间延长和逃避电刺激的能力下降。（Doi：10.1016/j.bbi.2020.12.029）

Part 02 、斑马鱼行为分析及成像设备

环特自主研发，国际先进！

随着自动化追踪系统和人工智能等技术的发展，斑马鱼学习与认知行为研究的应用正不断深入。斑马鱼行为分析及成像识别设备，通过集成高速摄像、智能算法与自动化控制技术，为学习与认知行为实验提供了高精度、高通量的解决方案，也为失眠、焦虑、抑郁症等疾病模型构建、药物靶点发现及行为机制研究提供了更精准的研究工具。

环特生物依托20年在斑马鱼技术应用领域的积淀，推出全栈自研的斑马鱼高通量2D行为分析系统、斑马鱼成/幼鱼3D行为分析系统、斑马鱼全景成像系统，已入选2025杭州市优质产品推荐目录，并经谭建荣院士领衔的鉴定委员会认定为“国际先进水平”！

其3D行为建模算法、全景动态追踪技术等核心指标达到国际领先水平，全球首创的360度全景成像系统攻克了斑马鱼多维立体观测难题，其稳定性、智能控制系统等也突破了关键技术瓶颈，实现了生物技术科研设备领域的重大突破，填补了斑马鱼专用设备空白，为国产斑马鱼设备的创新发展注入了强劲动力。

斑马鱼3D行为分析系统

斑马鱼3D行为分析系统可用于斑马鱼成鱼/幼鱼神经疾病、运动能力等相关行为实验运动轨迹追踪、数据采集，实现多条斑马鱼在同一空间内的同时分析，可以拓展多个行为分析组件，进行新型水箱测试、捕食者测试、社交测试，做记忆力训练、神经受损、焦虑、性保健等模型实验。

斑马鱼2D高通量行为分析系统

DanioTrack 2D斑马鱼高通量行为分析系统，可用于斑马鱼成鱼/幼鱼神经疾病、运动能力等相关行为实验运动轨迹的追踪、活跃程度监测和数据采集，具备在同一平面内针对多个目标斑马鱼进行同步分析的功能。

斑马鱼全景成像系统

Danio Visual斑马鱼全景成像系统，是一款为斑马鱼定制的软硬件系统，其中包括前端的限位功能、光学成像模块与斑马鱼分析软件，可用于斑马鱼荧光和白光图像采集、图像分析，适用于所有3-7天的斑马鱼幼鱼实验终点活体成像。

目前，环特斑马鱼行为分析及成像设备已成功应用于多家科研院所、企业，设备表现稳定，客户对其性能及售后服务给予高度认可。相信环特斑马鱼专用实验设备也将助力更多斑马鱼行为学研究取得突破性成果，有效提升实验效率和实验效果，让科研更智能，引领智能实验室设备行业发展！欢迎来电垂询！