隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和基因組測(cè)序的陸續(xù)完成，研究者可以更精細(xì)的探究本能行為。斑馬魚(yú)（zebrafish）作為一種重要的模式動(dòng)物，其幼蟲(chóng)是研究魚(yú)類捕食行為的首選實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。HerwigBaier和FlorianEngert等研究團(tuán)隊(duì)在斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)的捕食行為研究中做出了重要貢獻(xiàn)。斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)主要依賴視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)發(fā)現(xiàn)獵物，如草履蟲(chóng)（paramecium），當(dāng)檢測(cè)到獵物后，斑馬魚(yú)會(huì)先擺動(dòng)尾巴使頭朝向獵物，接著做第二次身體的運(yùn)動(dòng)，迅速游過(guò)去捕到獵物。為了更好的確定獵物的位置，斑馬魚(yú)的雙眼的朝向也發(fā)生變化。

斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)捕食獵物過(guò)程上方為斑馬魚(yú)捕食草履蟲(chóng)的4個(gè)階段

當(dāng)草履蟲(chóng)較近時(shí)，捕食過(guò)程一般不超過(guò)1秒鐘。下方為斑馬魚(yú)雙側(cè)眼球?yàn)榱烁玫拇_定獵物的位置，其焦平面在追蹤獵物中的運(yùn)動(dòng)。

HerwigBaier團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)的捕食行為主要依賴于視覺(jué)的輸入，它們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)視頂蓋（Optic tectum，OT）在捕食中起到關(guān)鍵作用。Shh:GFP轉(zhuǎn)基因斑馬魚(yú)可以特異的標(biāo)記視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（retina ganglion cell，RGC）的軸突，通過(guò)激光特異的損毀RGC向OT的輸入，而并不損傷視頂蓋向其他腦區(qū)的輸入（如向頂蓋前腦區(qū)、丘腦和下丘腦等的輸入），結(jié)果看到斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)的捕食行為受到影響，主要表現(xiàn)為不能朝向獵物。這與野生型斑馬魚(yú)在黑暗中以及視覺(jué)損傷的斑馬魚(yú)突變體的捕食表現(xiàn)類似。

斑馬魚(yú)視頂蓋不僅參與了捕食這種趨利行為，而且在避害行為中也扮演重要的角色。Baier團(tuán)隊(duì)用不同大小的視覺(jué)目標(biāo)呈現(xiàn)給斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同大?。?°-50°）的視覺(jué)刺激目標(biāo)引發(fā)不同的行為反應(yīng)，如下圖中模式圖，1°的小圓斑視覺(jué)目標(biāo)會(huì)引發(fā)斑馬魚(yú)的捕食行為，而30°的大圓斑視覺(jué)刺激會(huì)觸發(fā)斑馬魚(yú)的逃避反應(yīng)。進(jìn)一步的結(jié)果顯示主要由谷氨酸能構(gòu)成的Gal4mpn354神經(jīng)元負(fù)責(zé)對(duì)小目標(biāo)的感知并觸發(fā)捕食行為至關(guān)重要。通過(guò)遺傳學(xué)手段損毀這群神經(jīng)元，即便是小目標(biāo)的視覺(jué)刺激，斑馬魚(yú)也會(huì)表現(xiàn)出逃避反應(yīng)。相反，通過(guò)光遺傳學(xué)激活這群神經(jīng)元，斑馬魚(yú)會(huì)將避害反應(yīng)轉(zhuǎn)變成趨利反應(yīng)，即遇到大的視覺(jué)目標(biāo)刺激，也會(huì)表現(xiàn)出趨近反應(yīng)。雙光子鈣成像結(jié)果顯示，這群神經(jīng)元很大程度上偏好于對(duì)小目標(biāo)刺激反應(yīng)強(qiáng)烈。

斑馬視視頂蓋神經(jīng)元對(duì)捕食與避害行為抉擇的理論模型

由大小不同的視覺(jué)目標(biāo)調(diào)諧的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞輸入，通過(guò)相會(huì)抑制的平行神經(jīng)通路所介導(dǎo)，觸發(fā)趨近或逃避的行為反應(yīng)。視頂蓋中的Gal4mpn354神經(jīng)元在兩條神經(jīng)通路中起到交互作用。

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