揭秘斑马鱼个性与学习能力之谜:勇敢型学得更快

【字体: 时间:2025年05月11日 来源:Scientific Reports 3.8

编辑推荐:

  在动物学习研究中,个性与学习能力的关系尚不明确。研究人员以斑马鱼(Danio rerio)为对象,开展个性类型对学习性能影响的研究。结果发现,勇敢型斑马鱼在条件位置偏好(CPP)任务中学习更快,该研究为理解动物认知提供了新视角。

  在动物的奇妙世界里,不同个体的学习能力千差万别。你是否好奇,这背后的原因究竟是什么呢?科学家们发现,个性类型或许是影响学习能力的一个关键因素。在众多动物中,从哺乳动物到鸟类,再到鱼类,个性都存在一个从大胆到害羞的连续体。大胆的个体往往对新事物的恐惧较低,探索活动更频繁;而害羞的个体则恰恰相反。然而,以往关于个性与学习关系的研究却充满了矛盾,有的研究表明大胆个体学习更快,有的却得出相反结论,还有的发现两者并无关联。这使得个性与学习之间的关系变得扑朔迷离,仿佛隐藏在重重迷雾之中。为了揭开这层神秘的面纱,来自美国内布拉斯加大学奥马哈分校(University of Nebraska at Omaha)等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们以斑马鱼为研究对象,开展了一项别具意义的研究。最终,研究成果发表在了《Scientific Reports》上。这项研究为我们理解动物的认知世界打开了一扇新的窗户,让我们对个性与学习能力之间的关系有了更深入的认识。
研究人员为了探究个性类型对学习性能的影响,采用了多种关键技术方法。首先,通过选择性育种技术,培育出具有大胆(LSB)和害羞(HSB)个性类型的斑马鱼品系。接着,运用行为学分析方法,对斑马鱼进行了一系列行为学实验,包括旷场测试(Open Field Test,OFT)、食物动机测试、条件位置偏好(Conditioned Place Preference,CPP)任务和 2 - 选择辨别任务。在这些实验中,研究人员详细记录并分析了斑马鱼的行为数据 ,以此来评估它们的学习能力和个性特征。

研究结果


  1. 害羞鱼冻结时间更长但进食动机相同:在旷场测试中,研究人员发现害羞鱼比大胆鱼花费显著更多的时间处于冻结状态(t=?3.55df=90p=6.4×10?4 )。而在食物动机测试中,两种个性类型的斑马鱼在围绕食物管的停留时间上并没有显著差异(t=?0.19df=82p=.85 )。这表明,虽然害羞鱼在面对新环境时更加胆小,但它们对食物的渴望并不比大胆鱼低。
  2. 大胆雄性鱼比害羞雌性鱼更快改变行为:在条件位置偏好任务中,研究人员对影响斑马鱼在条件刺激区停留时间的多种因素进行了分析。结果发现,性别本身没有显著的主效应(F(1,210)=0.64p=.43 ),但处理(F(1,210)=8.25p=.005η2=0.006 )、个性(F(1,210)=4.47p=.04η2=0.04 )和训练天数(F(3,210)=7.57p=1.0×10?4η2=0.037 )都有显著影响 。进一步的分析发现,大胆处理组的雄性斑马鱼在训练 3 天、7 天和 11 天后,在条件刺激区的停留时间相比基线有显著增加;而害羞处理组的雌性斑马鱼在训练 7 天和 11 天后才有显著增加。这说明,在这个任务中,大胆雄性鱼比害羞雌性鱼更快地学会了将刺激与奖励联系起来。
  3. 2 - 选择辨别任务中无学习证据:在 2 - 选择辨别任务中,处理组和对照组的斑马鱼在正确选择的数量上没有显著差异,这表明斑马鱼在这个任务中并没有学会刺激与奖励之间的关联。不过,大胆鱼比害羞鱼做出了更多的正确选择,而且个性类型和测试阶段之间存在显著的交互作用。进一步分析简单斜率发现,害羞对照组和害羞处理组的正确选择数量有显著的正斜率,而大胆对照组和大胆处理组则没有。此外,在总选择数量方面,处理组和对照组存在显著差异,大胆鱼的总选择数量比害羞鱼更高 。这可能是因为大胆鱼对新事物的恐惧较低,更愿意主动探索和做出选择。

研究结论与讨论


综合以上研究结果,研究人员发现,在条件位置偏好任务中,大胆和害羞的斑马鱼在学习速度上存在性别依赖性差异。大胆雄性和害羞雌性斑马鱼表现出学习的证据,而大胆雌性和害羞雄性斑马鱼则没有。这可能与环境或遗传因素对性别、个性和认知之间关系的影响有关,也暗示了在研究个性与学习的关系时,考虑性别的重要性。同时,大胆鱼在该任务中学习速度更快,但在 11 天的训练后,两种个性类型的斑马鱼在条件刺激区的停留时间没有差异,这表明它们最终都能达到相似的学习水平,认知能力的差异可能并不是学习速度不同的原因。

在 2 - 选择辨别任务中,斑马鱼虽然没有学会颜色与奖励的关联,但大胆鱼在初始阶段做出了更多的选择,这可能是由于它们较低的新异恐惧和更强的探索欲望。新异恐惧在两种个性类型的斑马鱼学习差异中起到了重要作用,害羞鱼可能因为对新刺激的恐惧,在学习过程中表现得更为迟缓。

这项研究为我们理解动物个性与学习能力之间的关系提供了重要的线索。它表明,个性类型会影响动物在不同学习任务中的表现,而新异恐惧可能是这种差异的一个关键调节因素。未来的研究可以进一步探索在更复杂的学习任务中,个性与学习的关系是否依然如此,以及环境和遗传因素如何具体影响这种关系。这不仅有助于我们更深入地了解动物的认知机制,也可能为人类的学习和教育研究提供新的思路和启示。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号