《Physiology & Behavior》：Prenatal, but Not Neonatal, Paracetamol Exposure Disrupts Neuroendocrine Regulation of Stress and Emotional Behavior in Adult Male Rats
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本研究探讨了鱼类学习能力与水产养殖优化的关系，以欧洲鲈鱼为模型，通过空间学习任务评估其认知表现及脑内即刻早期基因（IEGs）表达。研究发现仅10-16%的个体能成功学习任务，其端脑和下丘脑下叶的egr-1和c-fos表达显著上调，表明IEGs可作为学习相关脑活动的可靠标记。该研究为理解鱼类认知个体差异、优化饲养策略及改善鱼类福利提供了重要神经行为学依据。
在过去的几十年里，人们对鱼类认知能力的看法发生了根本性转变。直到20世纪60年代中期，科学界普遍认为鱼类的学习能力非常有限，甚至根本不存在。然而，随着研究的深入，这一观点被彻底推翻。如今，大量证据表明，鱼类拥有相当惊人的学习能力，能够表现出多种学习类型，如习惯化、印记学习、联想学习和社会学习等。这种认知能力在优化水产养殖饲养和投喂策略方面扮演着关键角色。
欧洲鲈鱼（Dicentrarchus labrax）作为地中海地区水产养殖的主要鱼种之一，在全球海洋和沿海水产养殖中产量位居前列。在日常养殖管理中，投喂是核心环节，影响着日常饲养规程和鱼与人之间的互动。因此，理解鱼类如何感知和学习与食物相关的线索，对于优化其福利和生产效率至关重要。然而，先前的研究表明，在欧洲鲈鱼中，只有很小比例的个体（通常低于8%）能够持续激活导致食物投放的触发器，或者在联想学习测试中表现出色。这种显著的个体差异背后的神经机制尚不清楚，这促使研究人员需要更深入地探索学习过程中的大脑活动模式。
为了解决这一问题，研究人员开展了一项研究，旨在评估欧洲鲈鱼在正向奖励下的联想学习行为表现，并利用即刻早期基因（IEGs）c-fos和egr-1在端脑、下丘脑下叶等脑区的表达作为学习相关神经元激活的指标。该研究论文发表在《Physiology 》上。
研究人员主要运用了行为学分析、实时定量PCR（qPCR）和多元统计分析等关键技术方法。实验使用了来自商业孵化场的欧洲鲈鱼幼鱼，将其置于专门设计的学习水族箱中进行空间联想学习测试。根据其任务表现（如成功进入奖励腔室的次数、耗时等行为属性），将鱼分为学习者（L）、非学习者（NL）和非尝试者（NA）。在学习期结束后，立即取样端脑（Tel）、下丘脑下叶（ILH）和剩余脑部（RBr）组织，通过qPCR技术检测egr-1和c-fos基因的相对表达量（以β-actin作为内参基因进行标准化）。此外，还利用主成分分析（PCA）等多变量统计方法对行为数据进行降维和模式识别，以揭示不同学习组在行为特征空间中的分布差异。
3.1. 8天学习
在44条受试鱼中，约16%（7条）被认定为学习者（L）。这些L鱼在任务中表现出渐进式的改进：首次成功进入奖励腔室的平均试验号较晚（约第8-9次试验，即测试第3天），但随后成功进入变得频繁、迅速且连续。完成任务的所需时间逐渐减少并在第4学习天后稳定在16-20分钟。其平均成功率最高（43.5%），但在学习过程中错误次数也最高（尽管与NL鱼无显著差异）。非学习者（NL）鱼（占45.5%）首次成功进入的时间点更早（平均第5次试验，即第2学习天），但随后完成任务的时间并未改善，反而逐渐增加，成功率逐渐下降，表现出不一致的行为成功。非尝试者（NA）鱼（占38.6%）从未进入正确腔室，表现出行为冷漠。
3.2. 3天学习
在48条受试鱼中，约10.4%（5条）被认定为学习者（L）。L鱼首次成功进入发生在第1天末/第2天初（平均试验号3.8），随后成功进入频繁、迅速且连续。在第3学习天，完成任务时间约17分钟，平均成功率高达55.6%。NL鱼（占50%）首次成功进入的时间与L鱼无显著差异，但任务完成时间保持稳定，成功率相对较低且稳定。NA鱼（占39.6%）同样从未成功进入正确腔室。
3.3. egr-1和c-fos相对表达
在8天学习后，L鱼和NL鱼的端脑（Tel）和下丘脑下叶（ILH）中egr-1的相对表达量显著高于NA鱼。L鱼在Tel和ILH中的c-fos表达也高于NA鱼；NL鱼仅在ILH中的c-fos水平高于NA鱼。在剩余脑部（RBr），两个基因的表达在各学习组间无显著差异。值得注意的是，L鱼和NL鱼之间在所有脑区的基因表达均无显著差异。
在3天学习后，L鱼和NL鱼在所有分析的脑区中egr-1的相对表达量均显著高于NA鱼。对于c-fos，L鱼和NL鱼在Tel中的表达显著高于NA鱼；在ILH和RBr中，NL鱼的c-fos高于NA鱼，而L鱼的值处于中间水平且与其他两组无差异。同样，L鱼和NL鱼之间的基因表达无显著差异。
3.4. 不同脑区egr-1和c-fos的相关性及其与学习表现的关系
在8天和3天学习后，同一脑区内的egr-1和c-fos表达呈正相关，且在RBr中的相关性最高。不同脑区之间的egr-1和c-fos表达也呈正相关，最强的关联涉及RBr。
在8天学习后，仅发现Tel中的c-fos表达与所有成功进入的平均时间、最后试验日的平均试验时间以及最后试验日成功进入的平均时间呈负相关（即表达越高，学习表现越好）。在3天学习后，除了上述关联外，较低的成功进入时间与Tel和RBr中（而非ILH）较高的egr-1和c-fos表达相关；成功率与Tel中的egr-1和c-fos表达呈正相关。
3.5. 个体差异和学习准确性分析
单尾二项检验显示，在3天学习期中，只有1/15（6.7%）的鱼表现显著高于随机水平（50%准确率）；在8天学习期中，0/21（0%）的鱼达到此标准，证实了学习任务的挑战性。哈蒂根双峰检验表明，成功率呈多峰分布，验证了L、NL、NA行为表型的存在。PCA和多变量分析（如3天期的perMANOVA和8天期的Hotelling's T2检验）证实了L鱼和NL鱼在行为特征空间中存在显著分离。在3天期中，较高的总成功率与较短的首
