欣软产品：FishTrack斑马鱼行为分析系统

实验背景

斑马鱼作为模式动物优势明显，应用广泛。在神经生物学中，其发育和行为学应用突出。幼体透明、眼睛大，成鱼对光敏感，视觉研究优势显著。嗅觉、听觉器官体表可见，易于检测。好动便于运动观察；群聚习性用于社会生物学。行为学是分析神经整合功能的简单有效方法，已形成相关实验模型。

实验模块组成

FishTrack斑马鱼行为分析系统是上海欣软信息科技有限公司为研究斑马鱼行为而研发设计的创新型解决方案。系统主要分为以下几大模块（自由选配）：

• 成鱼行为分析模块

• 幼鱼观察分析模块(也叫多孔板测试系统、斑马鱼行为量化系统)

• 斑马鱼微视行为模块(例如胚胎活动/心血管测量/形态学测量)

• 斑马鱼视觉行为模块(OMR、OKR 测试)

• 斑马鱼3D行为模块

• 斑马鱼集群分析模块

一、斑马鱼成鱼行为分析模块

成鱼行为分析模块借鉴啮齿类动物测试范式，用于评估学习记忆、社交行为及焦虑抑郁等。软件可准确跟踪鱼轨迹，计算活动路程、逗留时间、区域访问次数和游泳速度。装置包括十字交互装置、旷场实验箱、新物体识别箱等，底部配有红外背光以消除自然光干扰。

特点：

• 系统检测的指标包括：游泳距离、区域进入次数、区域进入时间、行为持续时间、行为持续次数、甩尾次数等；

• 系统可以量化斑马鱼的行为状态：包括微小运动、正常运动、剧烈运动，同时可检测斑马鱼的冻结呆滞状态；

• 摄像机采集速率：30-60帧/秒，分辨率：≥1080P，红外照明系统功率可调；

跟踪效果展示：

二、幼鱼观察分析模块

幼鱼观察分析模块专门用来高通量追踪多孔反应板中斑马鱼幼鱼的行为轨迹数据。斑马鱼观察箱可兼容各种类型的孔板，如96 孔、48 孔、24 孔等培养皿，幼鱼观察箱可拓展水浴循环及温控模块、声音与震动刺激模块、光刺激模块来完成不同的行为测试。

1、水浴循环及温控模块（选配）

温控模块是斑马鱼观察箱的附属设备，可连接到行为观察箱，通过流动水流自主调节箱内温度。其设计便于温度控制，温控范围15℃-40℃。水温在孔板处测量，显示屏显示精确孔内水温，为追踪斑马鱼幼鱼活动提供理想可控环境，常用于幼鱼长时间节律监测。

2、声音与震动刺激模块（选配）

震动刺激模块主要用于研究斑马鱼惊恐反应等实验，该装置内置在观察箱中，离散性震动刺激通过击打微量反应板支架底座产生。您可以设置不同级别的震动力度来量化您的研究。

3、光刺激模块

光刺激模块主要用于斑马鱼幼鱼的昼夜节律研究，软件里设置昼夜光照变化来模拟日出日落，光照强度0-8000Lux可调，光照从底部灯板发出，可更好的刺激斑马鱼，同时，设置短暂的光刺激或者长时间的强光刺激来进行斑马鱼幼鱼的睡眠剥夺实验。

跟踪效果展示：

三、斑马鱼微视行为模块

斑马鱼微视行为分析系统是一款全新的专业用于斑马鱼胚胎和幼鱼微视行为的软件系统，可以测定胎动、心率、血流量、形态学等参数。同时，测量基于视频及静态图像等文件，并适合高通量实验研究的解决方案。

斑马鱼微视行为需要在显微镜下进行视频拍摄，用户实验室需自行准备好合适的显微镜及配套相机。

胚胎活动相关测量参数

• 惊厥次数–胚胎卷尾的次数

• 惊厥频率–每分钟胚胎卷尾的次数

• 惊厥活跃性–胚胎卷尾的时间百分比(总测量时间)

• 惊厥的持续时间–胚胎被激活所耗费的总时

心率测量相关参数

• 每分钟的心跳次数 (BPM)

• 每秒钟的心跳次数(BPS)

血流量测定相关参数

该模块根据斑马鱼血流视频来进行无侵入式的血流和肠容物流量的测定。只需要在软件里选择感兴趣区域内的血管或部分肠壁就可以测量其相对流量来反馈血液和肠溶物的活跃度。

形态特征测量

斑马鱼微视行为分析模块还可以通过分析斑马鱼的图像来检测斑马鱼的形态发育情况。通过定义感兴趣的区域，自动测量受测区域的长度和面积，如尾长，眼睛大小，心包区等以此监测斑马鱼的成长和发育情况。

四、斑马鱼视觉行为模块

视动反应是指斑马鱼对移动的目标有一种追逐的行为，该反应可以用来检测幼鱼和成鱼的视觉相关基因突变。幼年斑马鱼发生明显视动反应的时期一般在7dpf 左右。视觉行为模块主要包含眼动反应(optokinetic response, OKR)及视动反应(optomotor response, OMR)。

眼动反应(optokinetic response, OKR)

检测斑马鱼视觉相关基因突变的经典行为学实验。受精后第3天(day post-fertilization，dpf)开始，幼鱼在光适应一段时间后就会对移动的光栅进行注视，如果光栅是在一个围绕幼鱼的圆筒上移动时，幼鱼的眼睛就会一直追随光栅直到其眼睛不能再转动，然后就会有一个急速的眼颤动以回复到最初水平。之后又进行下一个追随反应，如此循环。

视动反应(optomotor response, OMR)

斑马鱼对移动的目标有一种追逐的行为，该反应可以用来检测幼鱼和成鱼的视觉相关基因突变。幼年斑马鱼发生明显视动反应的时期一般在7 dpf左右。将幼鱼放在一个狭窄的长方形水缸中，在鱼缸底部放置一个显示器，当显示器中的光栅朝向某个方向运动时，斑马鱼会朝着光栅移动的方向运动。

五、斑马鱼3D行为模块

斑马鱼3D行为模块是一个专门用来研究鱼类等动物的三维空间运动轨迹，并测定其运动行为参数的视频跟踪系统。三维跟踪不仅允许研究人员记录鱼类动物在试验观察箱内的运动，而且能够用立体图像可视化鱼类动物运动路径并计算大量的运动行为参数。软件通过对同一目标进行两个平面运动轨迹（二维轨迹）自动跟踪，来实现三维运动轨迹的合成和重现。

六、斑马鱼集群行为

斑马鱼集群行为分析旨在揭示其群体协调游动的规律与机制。研究通过高速摄像与计算跟踪技术，量化鱼群的整体形态、个体间距、运动方向对齐度及速度关联性。分析重点包括群体极化、邻居交互规则以及紧急决策（如逃避捕食者）时的信息传递动力学。

斑马鱼行为实验方法

经典客户案例（部分）

用户发表文献（部分）

1.Zhou, DY., Su, X., Wu, Y. et al. Decreased CNNM2 expression in prefrontal cortex affects sensorimotor gating function, cognition, dendritic spine morphogenesis and risk of schizophrenia. Neuropsychopharmacol. 49, 433–442 (2024).

2.Wu Y, Gao Y, Tie F, Wang R, Hu N, Dong Q, Fu C, Wang H. The Neuroprotective Effects of Cyanidin Derivatives on AlCl3-Induced Zebrafish Model of Alzheimer's Disease. Molecules. 2025 Sep 10;30(18):3686.

3.Qu L, Liu F, Fang Y, Wang L, Chen H, Yang Q, Dong H, Jin L, Wu W, Sun D. Improvement in Zebrafish with Diabetes and Alzheimer's Disease Treated with Pasteurized Akkermansia muciniphila. Microbiol Spectr. 2023 Jun 15;11(3):e0084923.

4.Nie YY, Zhou LJ, Li YM, Yang WC, Liu YY, Yang ZY, Ma XX, Zhang YP, Hong PZ, Zhang Y. Hizikia fusiforme functional oil (HFFO) prevents neuroinflammation and memory deficits evoked by lipopolysaccharide/aluminum trichloride in zebrafish. Front Aging Neurosci. 2022 Sep 9;14:941994.

5.Liu F, Xu T, He J, Jiang Y, Qu L, Wang L, Ma J, Yang Q, Wu W, Sun D, Chen Y. Exploring the potential of white birch sap: A natural alternative to traditional skin whitening agents with reduced side effects. Heliyon. 2024 Feb 27;10(5):e26715.

6.Fu R, Liu H, Zhang Y, Mao L, Zhu L, Jiang H, Zhang L, Liu X. Imidacloprid affects the visual behavior of adult zebrafish (Danio rerio) by mediating the expression of opsin and phototransduction genes and altering the metabolism of neurotransmitters. Sci Total Environ. 2024 Feb 1;910:168572.

7.Lu ZG, Li MH, Wang JS, Wei DD, Liu QW, Kong LY. Developmental toxicity and neurotoxicity of two matrine-type alkaloids, matrine and sophocarpine, in zebrafish (Danio rerio) embryos/larvae. Reprod Toxicol. 2014 Aug;47:33-41.

8.Nie Y, Yang J, Zhou L, Yang Z, Liang J, Liu Y, Ma X, Qian Z, Hong P, Kalueff AV, Song C, Zhang Y. Marine fungal metabolite butyrolactone I prevents cognitive deficits by relieving inflammation and intestinal microbiota imbalance on aluminum trichloride-injured zebrafish. J Neuroinflammation. 2022 Feb 7;19(1):39.

9.https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0009279726000128

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