Zebrafisken (Danio rerio) är en populär modellryggradsdjur för ekotoxikologi, läkemedelsupptäckt och säkerhetsfarmakologiska studier. Dess låga kostnad, väletablerade molekylärgenetiska verktyg och bevarande av viktiga fysiologiska processer som är involverade i morfogenesen och underhållet av nervsystemet gör zebrafiskar till en idealisk djurmodell för neurovetenskaplig forskning, inklusive neurobeteendetoxikologi ^1,2. Det huvudsakliga effektmåttet för att utvärdera neurotoxiciteten hos en kemikalie var, tills nyligen, förekomsten av neuropatologiska effekter. På senare tid har dock beteendemässiga slutpunkter införlivats i neurotoxikologiska screeningprotokoll, och dessa funktionella resultat används nu ofta för att identifiera och bestämma den potentiella neurotoxiciteten hos kemikalier ^3,4. Dessutom är beteendemässiga slutpunkter mycket relevanta ur ekologisk synvinkel, eftersom även en mycket liten beteendeförändring hos fiskar kan äventyra djurets överlevnad under naturliga förhållanden^.

En av de mest använda beteendeanalyserna inom forskning om vuxna zebrafiskar är det nya tanktestet (NTT), som mäter ångestliknande beteende ^6,7. I denna analys utsätts fiskarna för nyheter (fiskarna placeras i ett okänt akvarium), en mild aversiv stimulans och deras beteendemässiga reaktioner observeras. NTT används främst för att bedöma basal rörelseaktivitet, geotaxis, frysning och oregelbundna rörelser hos fisk. Oberäknelig⁸ kännetecknas av plötsliga riktningsförändringar (sicksackande) och upprepade episoder av accelerationer (pilning). Det är en larmreaktion och observeras vanligtvis före eller efter frysningsepisoder. Frysbeteende motsvarar ett fullständigt upphörande av fiskens rörelser (med undantag för operkulära och okulära rörelser) när den befinner sig på botten av akvariet, till skillnad från orörlighet orsakad av sedering, vilket orsakar hypolokomotion, akinesi och sjunkning⁸. Frysning är vanligtvis relaterat till ett högt tillstånd av stress och ångest och är också en del av undergivet beteende. Komplexa beteenden är utmärkta indikatorer på djurs ångesttillstånd. NTT har visat sig vara känsligt för farmakologisk och genetisk manipulation⁹, vilket gör det till ett värdefullt verktyg för att studera den neurala grunden för ångest och relaterade störningar.

Zebrafiskar är en mycket social art, så vi kan mäta ett brett spektrum av sociala beteenden. Stimtestet (ST) och testet för social preferens (SPT) är de mest använda analyserna för att bedöma socialt beteende¹⁰. ST mäter fiskens tendens att gruppera^{ihop 11} genom att kvantifiera deras rumsliga beteende och rörelsemönster. ST är användbart för att studera gruppdynamik, ledarskap, social inlärning och för att förstå det sociala beteendet hos många^fiskarter. SPT i vuxna zebrafiskar anpassades från Crawleys preferens för socialt nyhetstest för möss¹³ och blev snabbt en populär beteendeanalys för studier av social interaktion hos denna modellart¹⁴. Dessa två tester har också anpassats för användning i drogscreeningsanalyser och har visat sig lovande för att identifiera nya föreningar som modulerar socialt beteende^15,16.

I allmänhet är beteendeanalyser hos vuxna zebrafiskar kraftfulla verktyg som kan ge värdefull information om beteendemekanismerna eller neurofenotyperna hos aktiva föreningar och missbrukade läkemedel¹⁷. Detta protokoll beskriver hur man implementerar dessa beteendeverktyg⁷ med grundläggande materiella resurser och hur man tillämpar dem i toxicitetsanalyser för att karakterisera effekterna av ett brett spektrum av neuroaktiva föreningar. Dessutom kommer vi att se att samma tester kan tillämpas för att bedöma de neurobeteendemässiga effekterna av akut exponering för en neuroaktiv förening (metamfetamin) men också för att karakterisera dessa effekter efter kronisk exponering för miljökoncentrationer av ett bekämpningsmedel (glyfosat).