發(fā)布時間：2020-09-14 17:07

　　 大腦如何表現(xiàn)學(xué)習(xí)行為和形成記憶是神經(jīng)科學(xué)中一個長期存在的基本問題。研究人員已經(jīng)建立了許多學(xué)習(xí)行為的行為范式,例如經(jīng)典學(xué)習(xí)-將一種中性刺激與一種獎賞或者懲罰建立聯(lián)系和操作者學(xué)習(xí)-將動物的行為與其行為的結(jié)果建立聯(lián)系。然而,學(xué)習(xí)范例主要針對小鼠和其他哺乳動物。近年來斑馬魚幼魚由于其較小的腦體積和豐富的行為模式而逐漸成為一種很有前景的研究學(xué)習(xí)記憶行為機(jī)制的模式生物。此外,研究人員還開發(fā)了遺傳工具,如斑馬魚中的GAL4/UAS系統(tǒng)。在大多數(shù)情況下,可以容易地進(jìn)行遺傳學(xué)和光學(xué)操作。這里,我們報道一個斑馬魚幼魚的高通量操作者行為訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以同時全自動地同時訓(xùn)練12條幼魚將視覺刺激與電刺激建立聯(lián)系。我們通過計算魚在CS區(qū)所處的時間比例以及其轉(zhuǎn)向行為,發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)行為反應(yīng)受到視覺對比度,而不是條件刺激圖案幾何紋理的調(diào)節(jié),與背景對比越強(qiáng)的條件刺激圖案的學(xué)習(xí)反應(yīng)越強(qiáng)。通過進(jìn)一步的用位置指數(shù)描述其學(xué)習(xí)曲線,我們證明了學(xué)會的魚的百分比會隨著條件刺激圖案顏色變深而加強(qiáng)。我們同時用記憶長度量化了我們的操作者學(xué)習(xí)任務(wù)中的記憶消退,并發(fā)現(xiàn)條件刺激圖案和背景之間越低的視覺對比度能引起更多具有記憶消退的魚。此外,野生型AB魚和elavl3:H2B-GCaMP6f的操作者學(xué)習(xí)反應(yīng)差異并不明顯。最后,我們構(gòu)思了一個未來的研究方向,將自由游動斑馬魚的成像與學(xué)習(xí)行為范式相結(jié)合,以監(jiān)測潛在的神經(jīng)活動。最終,我們想要了解這個學(xué)習(xí)過程在全腦環(huán)路層面的神經(jīng)機(jī)制。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q42
【部分圖文】：

這種操作者學(xué)習(xí)訓(xùn)練方案是從Ｖａｌｅｎｔｅ的學(xué)習(xí)范式中修改而來的（Ｖａｌｅｎｔｅ逡逑等，２０１２）。在這里，魚將按順序經(jīng)歷四個不同階段：對照階段，訓(xùn)練階段，逡逑視覺刺激剝奪階段和測試階段（圖１Ｂ）。逡逑首先，在１０分鐘的對照階段，每個放有魚的腔的下方的視覺圖案將在位于逡逑上部的條件刺激（圖Ｓ５Ａ，邋Ｃ或Ｅ）和下部的條件刺激（圖Ｓ５Ｂ，邋Ｄ或Ｆ）之間切逡逑換，隨機(jī)持續(xù)時間為從３０到４５秒間的一個整秒時間（等概率）。逡逑其次，在２０分鐘的訓(xùn)練階段，視覺圖案的更新和電擊的傳遞都取決于魚的逡逑行為。在更新視覺圖案（包括訓(xùn)練階段的第一個視覺圖案）之后，在根據(jù)他們逡逑的位置傳送電擊之前，魚有７秒的反應(yīng)時間作出行為決定。如果魚在７秒的反逡逑應(yīng)時間之后進(jìn)入條件刺激區(qū)域，則每３秒鐘將進(jìn)行全局的電擊（電擊的強(qiáng)度會逡逑使魚感到輕微的不舒服

習(xí)者比例等分析結(jié)果。逡逑首先，我們在操作者學(xué)習(xí)任務(wù)中測試了幾種視覺刺激圖案。當(dāng)使用紅黑棋逡逑盤作為條件刺激時，７－１０天大的斑馬魚幼魚表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)反應(yīng)（圖２Ａ和２Ｂ，逡逑視頻Ｓ１和Ｓ２）。這種學(xué)習(xí)反應(yīng)是基于兩個指標(biāo)進(jìn)行評估的一－位置指數(shù)和轉(zhuǎn)向逡逑指數(shù)（參見材料）和方法）。通過分析每個個體的行為，我們將１０４只魚（２６％）逡逑中的２７只評價為學(xué)習(xí)者（表２）（參見標(biāo)準(zhǔn)的材料和方法）。學(xué)習(xí)者在訓(xùn)練后逡逑的位置和轉(zhuǎn)向指數(shù)顯著增加，而非學(xué)習(xí)者則沒有（圖２Ａ和２Ｂ）。逡逑２５逡逑

３．視覺對比度是調(diào)節(jié)操作者學(xué)習(xí)反應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)逡逑Ａ）學(xué)習(xí)者的百分比隨著條件刺激圖案的灰度值下降而下降。逡逑Ｂ）典型的學(xué)習(xí)者的行為軌跡。純黑（灰度－０）用作條件刺激圖案。逡逑Ｃ）位置指數(shù)分析（ｔ－檢驗，學(xué)習(xí)者ｐ邋＝邋１．９８ｅ－ｌ邋１，非學(xué)習(xí)者ｐ邋＝邋０．９４９２，所有魚ｐ邋＝２．０３ｅ－０６）。純黑（灰度－０）用作條件刺激圖案。逡逑Ｄ）學(xué)習(xí)者的轉(zhuǎn)向指數(shù)也顯著增加（ｔ檢驗，學(xué)習(xí)者ｐ邋＝邋１．２２ｅ－５，非學(xué)習(xí)者ｐ邋＝邋０．６４９１，逡逑所有魚邋ｐ邋＝邋０．００５７）。逡逑Ｅ）位置指數(shù)分析（ｔ檢驗，學(xué)習(xí)者ｐ邋＜０．００００１，非學(xué)習(xí)者ｐ邋＝邋０．３２５２，所有魚ｐ邋＝邋０．００１８）。逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 臧曉霞;紀(jì)明山;左平春;陳仕紅;孫中華;杜芳;;啶酰菌胺對斑馬魚胚胎及成魚的毒性[J];農(nóng)藥;2016年12期

2 沈自慧;楊淋清;吳德生;郭昱嵩;袁建輝;周麗;劉建軍;莊志雄;;基于斑馬魚胚胎進(jìn)行化學(xué)品毒性評價的方法[J];中國熱帶醫(yī)學(xué);2016年12期

3 王鴻奎;鞏杰;王新;劉東;;非肌性肌球蛋白Ⅱ-C在斑馬魚胚胎發(fā)育過程中的表達(dá)[J];交通醫(yī)學(xué);2016年01期

4 郭櫻子;欒亞楠;周玉玲;白承連;任湘鵬;;低劑量氯氟氰菊酯對斑馬魚胚胎運(yùn)動行為的影響[J];溫州醫(yī)科大學(xué)學(xué)報;2016年07期

5 趙崇軍;田敬歡;倪媛媛;馮婭茹;代一航;王金鳳;樊嬌嬌;楊冉;馬志強(qiáng);林瑞超;;馬錢子對斑馬魚胚胎發(fā)育的影響[J];中華中醫(yī)藥學(xué)刊;2016年11期

6 劉迎;胡燕;姜蕾;潘波;秦涵淳;林勇;;6種表面活性劑對斑馬魚胚胎發(fā)育的毒性效應(yīng)[J];生態(tài)毒理學(xué)報;2014年06期

7 何秋霞;董貞蘭;楚杰;孫桂金;韓利文;韓健;劉可春;;蘆薈大黃素對斑馬魚胚胎發(fā)育及運(yùn)動行為學(xué)的毒性研究[J];山東科學(xué);2015年03期

8 陳怡君;蒲韻竹;顏慧;鐘玉緒;王卓;李春杰;查曉丹;趙寶全;劉萍;;冰片對斑馬魚胚胎發(fā)育的安全性評價[J];中國藥房;2014年19期

9 劉迎;胡燕;姜蕾;潘波;秦涵淳;林勇;;5種酰胺類除草劑對斑馬魚胚胎發(fā)育的毒性效應(yīng)[J];農(nóng)藥;2014年11期

10 王雪;彭維兵;王希敏;劉可春;陳錫強(qiáng);張云;;富馬酸二甲酯對斑馬魚胚胎早期發(fā)育的影響[J];動物學(xué)雜志;2013年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 沈自慧;吳德生;郭昱嵩;;基于斑馬魚胚胎進(jìn)行化學(xué)品毒性評價的方法[A];2016年中國水產(chǎn)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2016年

2 陳錫強(qiáng);韓利文;王希敏;王思鋒;侯海榮;劉可春;;促滲劑氮酮對斑馬魚胚胎的透皮作用及其毒性影響(英文)[A];2012年中國藥學(xué)大會暨第十二屆中國藥師周論文集[C];2012年

3 張利軍;郭家彬;苑曉燕;史慧勤;趙君;束玉磊;彭雙清;;應(yīng)用斑馬魚胚胎和幼魚評價布洛芬的心臟毒性[A];2013年（第三屆）中國藥物毒理學(xué)年會暨藥物非臨床安全性評價研究論壇論文摘要[C];2013年

4 侯佳;桂永浩;張立鳳;王躍祥;宋后燕;鐘濤;;視黃酸缺乏對斑馬魚胚胎心臟發(fā)育的影響[A];中華醫(yī)學(xué)會第五次全國兒科中青年學(xué)術(shù)交流大會論文匯編（上冊）[C];2008年

5 常成;朱加進(jìn);孫啟;;瓶裝水對斑馬魚胚胎生長發(fā)育的影響[A];2017浙江省營養(yǎng)學(xué)會年會暨西湖營養(yǎng)學(xué)術(shù)論壇資料匯編[C];2017年

6 于永利;楊景峰;王思珍;董武;;高殘留農(nóng)藥福美雙對斑馬魚胚胎體節(jié)以及脊索的影響[A];持久性有機(jī)污染物論壇2010暨第五屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2010年

7 巴雅斯胡;楊景峰;于永利;王思珍;董武;;高殘留農(nóng)藥代森鋅誘導(dǎo)斑馬魚胚胎脊索變形[A];持久性有機(jī)污染物論壇2011暨第六屆持久性有機(jī)污染物全國學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

8 楊維超;苑曉燕;張利軍;吳衛(wèi)東;彭雙清;;納米二氧化硅致斑馬魚胚胎發(fā)育毒性的初步研究[A];2014線粒體毒性與基于毒性通路的安全性評價新策略學(xué)術(shù)研討會暨中國毒理學(xué)會毒理學(xué)替代法與轉(zhuǎn)化毒理學(xué)專業(yè)委員會成立大會論文集[C];2014年

9 涂文清;徐超;劉維屏;;乙草胺對于斑馬魚胚胎在發(fā)育和免疫毒性方面的對映體選擇性[A];第四屆全國分子手性學(xué)術(shù)研討會暨2011綠色手性論壇論文摘要集[C];2011年

10 朱小山;朱琳;李燕;端正花;;富勒烯(C_(60))對斑馬魚胚胎發(fā)育毒性的初步研究[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

相關(guān)重要報紙文章 前6條

1 實(shí)習(xí)生 楊陽;斑馬魚可為癌癥病人試藥[N];科技日報;2017年

2 記者 張夢然;燃煤中發(fā)現(xiàn)未知潛在毒副產(chǎn)品[N];科技日報;2017年

3 記者 劉霞;科學(xué)家繪出首個脊椎動物發(fā)育藍(lán)圖[N];科技日報;2008年

4 記者 陳丹;研究發(fā)現(xiàn)一些3D打印物品有毒[N];科技日報;2015年

5 記者 毛黎;2008年10大科學(xué)突破[N];科技日報;2008年

6 本報駐日內(nèi)瓦記者 陳建;“中國創(chuàng)新”領(lǐng)跑日內(nèi)瓦發(fā)明展[N];經(jīng)濟(jì)日報;2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 姜蓬壘;斑馬魚細(xì)胞低溫馴化中的表觀遺傳調(diào)控機(jī)制研究[D];上海海洋大學(xué);2018年

2 鄒清亮;轉(zhuǎn)錄因子Zc3h8通過抑制炎癥反應(yīng)來保護(hù)斑馬魚消化器官免于退化[D];西南大學(xué);2018年

3 蔡陳;斑馬魚tnni1b基因敲除導(dǎo)致心臟房室瓣膜發(fā)育異常的機(jī)制研究[D];華中科技大學(xué);2018年

4 周承明;利用生物信息學(xué)優(yōu)先挑選基因并利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建斑馬魚模型研究COL1A2基因在腦出血中的作用[D];華中科技大學(xué);2018年

5 謝少林;Tg(cyp1a:mCherry)轉(zhuǎn)基因斑馬魚的構(gòu)建及其對環(huán)境中POPs監(jiān)測的研究[D];華南農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

6 謝華平;利用斑馬魚模型研究Pygo1與fhlA基因的發(fā)育生物學(xué)功能[D];湖南師范大學(xué);2012年

7 倪睿;Hars非經(jīng)典功能調(diào)控斑馬魚血管發(fā)育機(jī)制研究[D];西南大學(xué);2018年

8 熊舒婷;miR-200家族在斑馬魚生殖發(fā)育中的功能研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2018年

9 路暢;Dmrt2a和igf2bp1在斑馬魚胚胎發(fā)育中的功能研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

10 邢延奕;斑馬魚dishevelled家族基因調(diào)節(jié)胚胎圖式形成和原腸運(yùn)動的突變分析[D];山東大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 景新星;斑馬魚SIX基因亞簇的重疊轉(zhuǎn)錄本Six2a-OT和Six6b-OT的功能探究[D];上海海洋大學(xué);2018年

2 郭安寧;低溫脅迫下斑馬魚bmp10，dusp1分子調(diào)控機(jī)制的研究及gsdf轉(zhuǎn)基因品系的構(gòu)建[D];上海海洋大學(xué);2018年

3 冉皓宇;利用馴化構(gòu)建斑馬魚低溫發(fā)育模型及低溫馴化初步機(jī)制探究[D];上海海洋大學(xué);2018年

4 李玉;斑馬魚Tac3a;Tac3b;Gnrh3敲除品系的建立及表型檢測[D];中山大學(xué);2018年

5 陳介會;斑馬魚腸轉(zhuǎn)錄組分析及腸特異性基因鑒定與敲除[D];西南大學(xué);2015年

6 勞喬聰;斑馬魚糖尿病模型的建立及在評價青錢柳功效中的應(yīng)用研究[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2018年

7 王黎f

本文編號：2818428