评估人格特质对斑马鱼磁场敏感性的影响

本方案可用于探究斑马鱼的内部状态或个性如何影响其对来自环境的刺激（如水流或磁场）的定向反应。该技术用于观察内部因素和环境线索对斑马鱼定向行为的共同影响。然而，该方法也可广泛应用于多种实验设计。

该方法可为感受器生物学研究中的行为生态学提供见解。该方法具有物种普适性，适用于任何能够主动游动的水生动物。我们建议，在开展实验前，应充分了解拟使用动物的行为特征，并掌握如何最大限度地减少动物应激反应。

在斑马鱼个性选择实验中，使用250毫升烧杯配合网具将单条鱼转移至转运水箱，并将其移至个性选择水箱的暗侧。经过一小时的适应后，打开滑动门，允许个体从孔洞中游出，进入水箱亮侧探索10分钟。探索期结束后，轻柔地将鱼分装至两个独立容器中：从亮侧收集主动型鱼，五分钟后从暗箱收集被动型鱼。

为了建立一个可进行一维磁场操控的磁场，需保持隧道处于打开状态，并开启电源单元和磁力计。将连接至气体特斯拉计的磁性探头放入隧道内，验证沿隧道主轴方向达到目标磁场强度所需的电压值。随后断开探头连接，并将流动隧道与游泳装置相连。

为了建立一个具有三维磁场操控能力的磁场，首先打开计算机和线圈驱动器中的数模转换器，并在 x、y、z 三个轴向上设定所需的磁场参数。然后将隧道放置在亥姆霍兹线圈组的中心位置。当所需磁场设置完成后，选择一条至五条鱼进行趋流性测试。

将鱼转移至泳道中，将泳道的流速设定为4.5升/分钟，并开启水泵。在向泳道注水前务必关闭出水阀，在转移鱼只后、调节水位前再打开出水阀。动物在泳道中适应一小时后，开始记录鱼在泳道内的行为，并根据选定的实验方案逐步增加流速。

移除线圈后，可将相同的游泳通道置于亥姆霍兹线圈组的中心。在趋流性实验结束时，将每条鱼放入无定形度量室中拍照，并在ImageJ中打开照片。记录动物的性别：雄性斑马鱼体型较纤细，通常呈黄褐色；雌性则体型较圆润，通常具有蓝色和白色的体色。

接下来，点击“分析”并设置比例尺。使用相机比例尺作为参考，选择线段工具，在图像上从吻尖画线至尾鳍末端以测量全长，或画至尾柄处以测量标准长度，从而设定图像的厘米比例尺。然后点击“分析”和“测量”，记录该动物以厘米为单位的线性长度。

为了追踪斑马鱼在隧道内的活动，打开相应的视频分析与建模软件程序。点击“文件”、“导入视频”，打开其中一个视频，然后点击“坐标系”以将长度单位设置为厘米，时间单位设置为秒。点击“坐标轴”，设定参考系以追踪鱼类随时间的位置变化，其中 x 轴沿隧道方向，原点设在出水口处池壁较低角落的位置。

单击校准中的“新建轨迹”以设置比例尺，然后在点质量中选择“新建轨迹”，开始逐条鱼进行追踪。手动以每半秒、五帧的间隔推进视频，并在每次上游到下游转向以及每次下游到上游转向时标记动物的位置和时间。每次追踪结束后，从表格中选择 X 值和时间值。

右键单击数据，然后单击“以完整精度复制数据”。接着将所有转向位置的时间值和 x 值保存到模板电子表格文件中。用于计算每次完整步进的总上游和下游时间，以及趋流性指数值和百分比。

在此代表性实验中，经过如图所示的1小时隧道适应期后，依次对每条鱼进行视频录制，记录其在水槽中随水流速度逐步增加而游动的情况，流速共分七个梯度逐步提升。在这些试验过程中，磁场在单一维度上受到控制。在追踪期间，记录每条鱼在各个流速下的行为表现，并将其作为计算每条鱼在每个流速下趋流性指数的参考点。

当趋流性指数高于50%时，表明动物表现出正趋流性反应，即以逆流游动为主；而趋流性指数与50%无显著差异时，则表明缺乏趋流性反应。对该实验中5条鱼的平均趋流性指数百分比值进行反正弦转换后，结果显示随着水流速度的增加，趋流性指数呈S形上升，从而可通过一种简单的数学方法对斑马鱼的趋流性进行量化。从这些曲线可以看出，在不同方向的磁场作用下，主动鱼的趋流性反应未受影响，两个实验组的反应均由同一条曲线表示。

另一方面，具有反应性的鱼类会根据磁场改变其趋流性定向，该反应表现为显著不同的曲线。请记住，这是一项行为学实验，鱼类的行为可能受到应激的影响。操作和转移鱼类时需格外小心。

因此，在实验前请先进行自我训练。这种趋流性磁操控技术使我们能够进一步探究个性对斑马鱼及其他水生脊椎动物和无脊椎动物磁敏感性的影响。