Il pesce zebra ha una serie di caratteristiche biologiche e comportamentali che lo rendono un organismo molto attraente per la ricerca che coinvolge i geni, l'ambiente e il comportamento 5,19. Questo protocollo fornisce all'utente finale una guida relativamente semplice per valutare il comportamento sociale, diversi modi per quantificare il comportamento sociale e ha il potenziale per collegare le risposte comportamentali dei singoli pesci con trattamenti come l'esposizione all'etanolo embrionale, le mutazioni genetiche o altre sostanze farmacologiche.
Per valutare il comportamento sociale nel pesce zebra adulto, seguire attentamente questo protocollo insieme al manuale dell'utente del software di tracciamento scelto. Per costruire l'arena di prova, è sufficiente un serbatoio da 37 litri con coperchio e plastica ondulata leggera, due serbatoi più piccoli per lo stimolo sociale e una macchina fotografica; La maggior parte di questi articoli può essere acquistata nei negozi di animali e in qualsiasi rivenditore di grandi dimensioni. Quando un singolo pesce zebra viene presentato con un gruppo di pesci zebra, il comportamento naturale del singolo pesce zebra è quello di ridurre la distanza dal gruppo aumentando il tempo trascorso in prossimità del gruppo19, questo comportamento è chiamato risposta di branco19. La risposta di branco è un comportamento sociale che può essere caratterizzato in due modi: in primo luogo, quando lo stimolo sociale è visibile misura la distanza tra lo stimolo sociale e il singolo pesce12 e in secondo luogo misura il tempo trascorso nella zona più vicina allo stimolo sociale quando è visibile. Avere la capacità di quantificare il tempo che i pesci zebra trascorrono in una zona di 5 cm quando lo stimolo sociale è visibile fornisce una forte evidenza della risposta sociale dato che questi pesci in media sono lunghi circa 4 cm.
Dividere la vasca di 50 cm in aree di 10,5 cm aiuta nell'analisi statistica perché la probabilità che il pesce di prova si trovi in qualsiasi zona è la stessa. A prima vista, avere due misure per lo stesso risultato sembra ridondante. Tuttavia, la ridondanza può fornire una convalida. Inoltre, le misure di distanza e durata durante l'assuefazione possono essere utilizzate per determinare se un trattamento influisce sulla vista o sul movimento. Questo protocollo utilizzava un software di tracciamento automatizzato disponibile in commercio13,18, ma è suscettibile di altri sistemi di tracciamento o anche di tracciamento manuale da parte di un osservatore addestrato.
Indipendentemente dal software di tracciamento utilizzato, ci sono passaggi critici da adottare per ottimizzare il tracciamento. Innanzitutto, seleziona uno sfondo che fornisca un contrasto significativo rispetto al pesce registrato. Il pesce zebra di tipo selvatico ha strisce orizzontali dorate e blu20; Hanno anche mosaici di xantofori gialli, iridofori argentei o blu e melanofori neri20. Così, quando si caratterizza il comportamento di AB, i pesci selvatici usano uno sfondo bianco 12,13,17, mentre quando si caratterizza il comportamento sociale di un pesce zebra casper che manca di pigmento usano uno sfondo nero17. In secondo luogo, assicurati che ci sia un'illuminazione sufficiente per seguire i pesci sperimentali. Se sono presenti più arene di tracciamento, assicurarsi che l'illuminazione sia identica tra le arene. Un altro passo fondamentale è assicurarsi che il livello dell'acqua nella vasca da 37 L corrisponda al livello dell'acqua nelle vasche da 1,4 L, per garantire che i pesci di prova non possano nuotare in aree che non hanno lo stimolo sociale. Inoltre, assicurarsi che il serbatoio da 1,4 L sia nell'inquadratura, durante la registrazione dei video; In questo modo si fornirà un backup nel caso in cui sia necessaria la codifica manuale dei dati o la verifica del lato stimolo.
I problemi tipici all'interno del protocollo sono il soggetto che non viene tracciato correttamente, un periodo di assuefazione insufficiente e un breve ritardo quando si tirano le barriere opache quando sono allestite più arene. Per evitare che il soggetto non venga tracciato correttamente, assicurarsi che ci sia un contrasto sufficiente tra il pesce e lo sfondo, come accennato in precedenza, e che vengano seguite le linee guida del software. Inoltre, se il software dell'utente consente il tracciamento a infrarossi, ciò può alleviare i problemi associati al contrasto. Mentre 10 minuti possono sembrare un tempo lungo per un periodo di assuefazione, il nostro lavoro non pubblicato suggerisce che la riduzione del tempo di assuefazione ha un impatto negativo sul protocollo. Infine, se la barriera opaca tra i serbatoi da 37 L e 1,4 L viene tirata manualmente e se vengono allestite più arene, tutte le barriere non possono essere tirate esattamente nello stesso momento, a meno che non siano più persone a tirare le barriere. In alternativa, se il test è condotto da una sola persona, è necessario controbilanciare le barriere dell'arena che vengono rimosse per prime.
Sebbene il protocollo sia semplice, il costo del software di tracciamento e il tempo extra necessario per caratterizzare i pesci individualmente sono potenziali insidie. Questo protocollo utilizzava un software disponibile in commercio per tracciare il comportamento dei pesci sperimentali, evitando distorsioni dell'osservatore e aumentando la produttività allestendo più arene e registrando così più pesci. Anche se in questo protocollo è stato utilizzato un software commerciale, sono disponibili altri software di tracciamento, incluso il software gratuito. L'utilizzo di questo protocollo con il tracciamento scelto dall'utente finale riprodurrà il test sociale. In questo protocollo è stato caratterizzato il comportamento di un singolo pesce; Altri si sono concentrati sull'esame di gruppi di zebrafish14 , che è un modo per affrontare la potenziale insidia della caratterizzazione di un pesce alla volta. In alternativa, come accennato in precedenza, l'utilizzo di più arene di test contemporaneamente può aumentare la produttività mantenendo la capacità di assegnare un profilo comportamentale a un singolo pesce. Mantenere la capacità di correlare un profilo comportamentale di un singolo pesce è importante perché dà al ricercatore l'opportunità di cercare la variabilità all'interno di un gruppo di trattamento. Sebbene l'esposizione all'etanolo embrionale sia stata utilizzata come variabile indipendente nei dati rappresentativi, le future applicazioni della tecnica delineata nell'attuale protocollo non si limitano alla semplice caratterizzazione degli effetti dell'esposizione all'etanolo embrionale sul comportamento sociale. Ad esempio, si può determinare l'effetto che le mutazioni genetiche21 o altri trattamenti farmacologici22 hanno sul comportamento sociale. Inoltre, oltre all'esposizione all'etanolo embrionale, i lavori futuri possono caratterizzare l'effetto che altri teratogeni hanno sul comportamento sociale. Pertanto, l'attuale protocollo è utile a qualsiasi ricercatore interessato a capire come i geni e/o l'ambiente influenzano il comportamento sociale.