斑马鱼的记忆秘密大揭秘！
斑马鱼的记忆秘密大揭秘！
中国科学院上海微系统与信息技术研究所李孟研究员团队在斑马鱼大脑研究中取得重大突破，相关成果发表于国际顶级学术期刊《自然》。这一发现不仅揭示了斑马鱼大脑的空间认知机制，还为理解人类大脑提供了新的参考。
中国科研团队的重大发现
中国科学院上海微系统与信息技术研究所李孟研究员与德国马克斯普朗克学会生物控制论研究所合作，使用国际领先的跟踪显微镜技术，在斑马鱼大脑中发现了与其他物种相似的空间表达与计算机理。这一突破性研究揭示了硬骨鱼脑中空间信息的功能特性和解剖分布，为开发类脑空间计算及类脑导航提供了理论基础和生物机理支持。
研究团队对自由游动幼年斑马鱼进行了全脑成像，发现了微小幼虫斑马鱼大脑中存在位置细胞的第一个令人信服的证据。令人惊讶的是，与编码方向和速度的细胞（主要集中在鱼类的rhombencephalon区域）相比，大多数位置细胞位于斑马鱼前脑中端脑（telencephalon）区域，其确切功能几十年来一直是争论的焦点。端脑中位置细胞的高浓度可能证实了长期以来的猜想，即该大脑区域是哺乳动物海马体的功能类似物，只是缩小了。
这些位置编码神经元可以用来解码动物随时间变化的空间位置。通过将这一群体编码投射到二维活动流形上，研究团队观察到斑马鱼大脑中空间表示随时间的演变。通过系统性的改变外界环境，研究团队发现斑马鱼大脑中编码空间信息的神经元网络可能同时集成了类似于哺乳动物位置细胞的异位（allothetic）和自位（idiothetic）信息。这些空间信息编码神经元显示出组装结构（assembly structure）的特性，这一结果与哺乳动物中最近的研究成果相符。
斑马鱼的记忆能力
斑马鱼不仅具备长期记忆，还能通过DNA甲基化的方式将记忆遗传给后代。在实验中，斑马鱼可以很快学会走迷宫，根据声音信号寻找食物，记住捕食者的形状，根据提示躲避电击。有趣的是，斑马鱼和人类的记
忆特点有相似之处。对于这些小鱼而言，过大的压力会让它们记不住东西，注意力分散也会降低学习效率，斑马鱼的记
忆能力也会随着衰老而逐渐减退。
斑马鱼作为模式生物的重要性
斑马鱼作为模式生物，其与人类基因同源性高达87%，生理、发育、代谢与哺乳类动物高度相似，能可靠模拟和预测人类生理、病理过程。2024年4月25日，空间水生生保系统携带4条斑马鱼和4克金鱼藻进入中国空间站，并安装在问天舱的生命生态实验柜开展在轨实验。以斑马鱼和金鱼藻为研究对象的在轨水生生态研究项目收获颇丰，包括以下几方面：
成功在轨培养：2025年1月8日，《中国日报》报道中指出，该生态系统在中国空间站稳定运行达43天，创造了国际上空间水生生态系统在轨运行的最长时间纪录，实现了中国在空间培养脊椎动物的突破；
观测到斑马鱼行为异常：研究人员发现，斑马鱼在微重力下表现出腹背颠倒游泳、旋转运动、转圈等定向行为异常现象，解析了空间环境对脊椎动物生长发育与行为的影响，为空间密闭生态系统的物质循环研究提供了理论支撑。
实现在轨产卵：斑马鱼在太空环境中实现了在轨产卵，为研究太空生态系统的物质循环奠定了基础，这表明我国在轨建立的空间自循环水生生态系统可以成为斑马鱼协助科学家进行航天员空间健康研究的实验平台。
2025年，斑马鱼有望再次“出征”中国空间站。据悉，第二批进入中国空间站的斑马鱼预计有6条，同时还将有6克金鱼藻一同进入中国空间站。通过斑马鱼，科研人员将重点研究微重力对脊椎动物肌肉和骨骼的蛋白质造成的影响。
展望未来
斑马鱼作为模式生物，其研究价值已经得到了广泛认可。随着中国在太空研究领域的不断深入，斑马鱼有望在更多领域发挥重要作用。通过研究斑马鱼在太空环境中的表现，科学家们能够更好地理解微重力对生物体的影响，为未来人类在太空中的长期生存提供重要参考。
这些突破性的研究不仅让我们更深入地了解鱼类的大脑运作方式，还可能为人类记忆和认知障碍提供新的治疗思路。随着研究的不断深入，我们有理由相信，斑马鱼这位“水中小白鼠”将在未来的科学研究中扮演更加重要的角色。