辐鳍鱼脑的发生、分化及生理功能研究综述❋

温海深, 王孝杰

(海水养殖教育部重点实验室(中国海洋大学)， 山东 青岛 266003)

大约4.3亿年前，硬骨鱼祖先分化为肉鳍鱼和辐鳍鱼[1]。其中肉鳍鱼演化为四足动物和现生肉鳍鱼(肉鳍鱼大多已灭绝，现存种仅6种肺鱼和2种腔棘鱼)。已鉴定的硬骨鱼种类超过3万种，除肉鳍鱼外，均属于辐鳍鱼；而真骨鱼类(Teleost)又是辐鳍鱼类中的主要类群[2]。传统意义上硬骨鱼超纲(Osteichthyes)仅包含硬骨鱼类，但随着近年对脊椎动物基因组研究深入，四足动物被归入硬骨鱼超纲[1]，有的学者为避免歧义，将其称为“硬骨脊椎动物(Bony vertebrates)”[3]。从进化角度来看，四足动物是一类“登陆成功”的肉鳍鱼，与辐鳍鱼分离了数亿年，两者为平行进化的关系(见图1)[1]。肉鳍鱼的脑在结构上与四足动物更为接近，与辐鳍鱼差异较大[4]。

脑是脊椎动物体内最复杂的器官，调控动物体的各项机能及生活行为。早期对辐鳍鱼脑的研究是从哺乳动物的研究成果借鉴的，但辐鳍鱼脑并非是哺乳动物脑的简单版本，也不能代表四足动物祖先脑的形态[4]。1975年，R. E. Peter等绘制了完整的金鱼(Carassiusauratus)和底鳉(Fundulusheteroclitus)的脑分区图谱[5-6]。20世纪80年代末，多巴胺、血清素等小分子神经递质相应抗体的开发和使用，推动了鱼类下丘脑单胺能神经元的定位研究[7-8]。1993年， DiI、DiO等亲脂性羰花青染料被应用于辐鳍鱼，追踪定位脑神经元的神经纤维和突触连接[9]。21世纪以后，脑分区的研究趋向于分子层面。学者们发现，包括所有脊椎动物胚胎阶段神经管分化都依赖于某些特定脑区表达的形态因子(Morphogen)，如Wnt1、Fgf8、Shh等，这些形态因子对脑区分化至关重要，这些脑区被称为信号中心(Signaling center)或组织导体(Organizer)[10-12]。借助于原位杂交或转基因共表达荧光蛋白等技术，追踪定位特定的形态因子/转录因子，可识别定位特定的脑区[13]。基于近年来转录因子的研究，脊椎动物中许多脑区被重新定义，分区也更为细致、精准。

鉴于辐鳍鱼类的进化地位，本文更多采用的是“辐鳍鱼”的概念，通过与四足动物/肉鳍鱼进行比较神经学研究，可以更好地理解辐鳍鱼脑的系统发生与功能分区。斑马鱼(Daniorerio)作为一种模式生物，其个体小、易养殖、繁殖能力强、生殖周期短、遗传背景清晰、体外受精且胚胎发育透明，是用于研究辐鳍鱼脑的发育生物学的理想材料[14-15]，因此本文主要以斑马鱼脑为辐鳍鱼脑模型展开论述。

图1 硬骨鱼及四足动物的系统进化树[1-2]

1 脊椎动物脑的系统发生概述

脊椎动物脑的发生具有固定的模式。在脊椎动物的神经胚阶段，背侧外胚层(神经板)向下凹陷形成神经沟，进而闭合形成神经管(Neural tube)并脱离外胚层埋入中胚层组织中(见图2 A)；神经管沿管腔水平面(见图2中的蓝色虚线)可分为上、下两部分，上半部分叫做翼板，下半部分被称作基板(见图2 B)[16]。神经管形成后，前端分化为前、中、后3个脑泡，即前脑(Prose-ncephalon)、中脑(Mesencephalon)、后脑(Rhombencephalon)。前脑进一步分化，从后向前依次为前脑神经原节p1～p3、hp1、hp2；后脑从前向后依次分化为后脑神经原节r0～r11 。前脑p1～p3将发育为间脑(Diencephalon，Di)，hp1、hp2发育为次级前脑(Secondary prosencephalon，2ndPr)[17-18]。次级前脑可进一步细分为端脑(包括大脑皮层和下大脑皮层)、视隐窝区以及下丘脑[18-19]。与此同时，后脑神经原节r0发育为峡部，连接中脑与后脑；r1翼板隆起形成小脑，基板形成脑桥；r2～r11将发育延髓，延髓往后的神经管发育为脊髓(见图2 A、C)[20]。辐鳍鱼成鱼的脑区包括端脑、中脑、下丘脑、小脑、脑桥和延髓，丘脑包埋在内，位于端脑和中脑之间(见图2 C)[4]。真骨鱼类和全骨鱼类的脑具有下叶(下叶为下丘脑和中脑复合的结构)[21]，有的辐鳍鱼还具有血管囊[22]。

2 脑室系统

3 辐鳍鱼脑分区与生理功能

3.1 次级前脑——端脑、视隐窝区、下丘脑

基于斑马鱼胚胎脑3D结构分析和分子标记，次级前脑包括三部分：端脑、下丘脑和视隐窝区，分别围绕着3个脑室：端脑室、视隐窝室和下丘脑脑室(见图4 A～C)。以往的研究，对胚胎简单地纵切并不能观察到向左右两侧突出的视隐窝区[18]。不仅是辐鳍鱼类，所有脊椎动物的次级前脑均沿用这一保守的发育模式(见图4)[19]。

(A：脊椎动物胚胎神经管[18]；B：未分化的神经管横截面[16]；C：成年斑马鱼脑纵截面[15]。Pr：前脑；Me：中脑；Rh：后脑。2nd Pr：次级前脑；P：大脑皮层；SP：下大脑皮层；ORR：视隐窝区；Hy：下丘脑；Di：间脑；SpC：脊髓。p1～p3：前脑原节1～3。r0～r11：后脑原节0～11；AP：翼板；BP：基板；RP：顶板；FP：底板；NC：脊索；OB：嗅球；PrT：前顶盖；Th：丘脑；PTh：前丘脑； TeO：视顶盖；TL：纵枕；TS：半规凸隆；OZIL：下叶外区；Ce：小脑；CCe：小脑主体；VCe：小脑瓣膜；LCa：小脑尾侧叶；Po：脑桥；MO：延髓。A↔P：前后轴；D↔V：背腹轴；L↔R：左右轴。A: Neural tube of vertebrate embryo [18]; B: Cross section of undifferentiated neural tube [16]; C: Longitudinal section of brain of adult zebrafish [15]. Pr: Prosencephalon; Me: Mesencephalon; Rh: Rhombencephalon. 2nd Pr: Secondary prosencephalon; P: Pallium; SP: Subpallium; ORR: Optic recess region; Hy: Hypothalamus; Di: Diencephalon; SpC: Spinal cord. p1～p3: Prosencephalic neuromeres 1～3. r0～r11: Rhombencephalic neuromeres 0～11; AP: Alar plate; BP: Basal plate; RP: Roof plate; FP: Floor plate; NC: Notochord; OB: Olfactory bulb; PrT: Pretectum; Th: Thalamus; PTh: Prethalamus; TeO: Optic Tectum; TL: Torus longitudinal; TS: Torus semicircularis; OZIL: Outer Zone of the inferior lobe; Ce: Cerebellum; CCe: Corpus cerebelli; VCe: Valvula cerebelli; LCa: Lobus caudalis cerebelli; Po: Pons; MO: Medulla oblongata. A↔P: Anterior-posterior axis; D↔V: Dorsal-ventral axis; L↔R: Left-right axis.)

(A：斑马鱼脑；B：斑马鱼脑室系统。Tel：端脑；Me：中脑； Ce：小脑；Hy：下丘脑；Pi：垂体；IL：下叶；MO：脑干；TelV：端脑脑室；TecV：顶盖室；3V：第三脑室；4V：第四脑室；LR：外侧隐窝；PR：后隐窝。A↔P：前后轴；D↔V：背腹轴；L↔R：左右轴。A: Brain of zebrafish; B: Ventricular system of zebrafish. Tel: Telencephalon; Me: Mesencephalon; Ce: Cerebellum; Hy: Hypothalamus; Pi: Pituitary; IL: Inferior lobe; MO： Medulla oblongata; TelV: Telencephalic ventricle; TecV: Tectal ventricle; 3V: Third ventricle; 4V: Fourth ventricle; LR: Lateral recess; PR: Posterior recess. A↔P: Anterior-posterior axis; D↔V: Dorsal-ventral axis; L↔R: Left-right axis.)

(A：脊椎动物胚胎神经管(红线表示B、C的切割方向)；B：胚胎次级前脑；C：幼体次级前脑；D：成体前脑纵截面。Tel：端脑；ORR：视隐窝；Hy：下丘脑；Me：中脑；V：脑室；Co：连合；3V：第三脑室；LR：外侧隐窝；PR：后侧隐窝。红色星号()标示垂体。 A：Neural tube of vertebrate embryo (the red line shows the cutting direction of B and C); B,: Embryonic 2nd Pr; C: Infantile 2nd Pr; D: Longitudinal section of prosencephalon of adult animals. Tel: Telencephalon; ORR: Optic recess region; Hy: Hypothalamus; Me: Mesencephalon; V: Ventricle; Co: Commission; 3V: Third ventricle; LR: Lateral recess; PR: Posterior recess. The red asterisks () show the pituitary. )

3.1.1 端脑 端脑起源于次级前脑背侧的大脑皮层和下大脑皮层。在哺乳动物中，端脑也被称为大脑。多数脊椎动物(包括四足动物和肉鳍鱼、软骨鱼、无颌脊椎动物等)的端脑等采用的是“外凸”的形成方式，在这个过程中，神经管向左右两侧突出，形成2个半球，每个半球中心具有1个侧脑室(见图5 C、D)。唯独辐鳍鱼比较特殊，采用的是“外翻”的形成方式，顶部向两侧延伸发育为左右2个半球，并形成较薄的脉络膜组织覆盖住顶部，形成横截面为“T”字形的脑室(见图5 E、F)[18,30]。尽管两者形态差异巨大，但根据细胞谱系追踪显示，辐鳍鱼端脑与哺乳动物大脑存在对应的同源脑区。

结构上，辐鳍鱼成鱼的端脑由左右2个半球组成，其前端具有一对嗅球，与嗅神经相连。端脑的背侧区域和嗅球来源于大脑皮层，而腹侧区域来源于下大脑皮层(与人类的基底神经节同源)。端脑背区也是辐鳍鱼端脑外翻的部分，大多数细胞经过迁移远离脑室表面；相反，端脑腹区的细胞组成核团，大多靠近脑室[31]。辐鳍鱼类的下大脑皮层(端脑腹区)系统发育比较保守，是辐鳍鱼类端脑非外翻的部分。分子证据表明，辐鳍鱼下大脑皮层的背核(Vd)和腹核(Vv)分别与四足动物纹状体和苍白球同源[30]。

辐鳍鱼大脑皮层(端脑背区)发育过程经历了“外翻”，理论上与四足动物大脑皮层的拓扑结构截然不同。四足动物的大脑皮层按照定位大致可分为四部分：内侧大脑皮层(MP)、背侧大脑皮层(DP)、外侧大脑皮层(LP)和腹侧大脑皮层(VP)；在哺乳动物中，这几部分分别被称作海马体(Hippocampus)、新皮层(Isocortex)、梨状皮层(Piriform cortex)和杏仁核(Amygdala)。辐鳍鱼大脑皮层按照细胞结构、功能可分为：端脑背区的内侧部(Dm)、外侧部(Dl)、后侧部(Dp)和中部(Dc)等[18,32]。与其他脊椎动物相同，辐鳍鱼的端脑背区也是一个多模态感觉整合的中心，包括视觉信号输入Dl区，听觉信号输入Dm区，嗅觉信号输入Dp区[33-34]，参与了空间学习[35]、逃避反应学习[36]。图5展示了其中一种学说，认为辐鳍鱼Dl与四足动物MP同源，Dm与DP同源，Dp与LP同源，Dm与VP同源[32]。但也有学者认为，辐鳍鱼大脑皮层发育过程并不是简单的外翻，实际情况可能更加复杂，因此辐鳍鱼大脑皮层可能不能完全和四足动物一一对应[37]。

3.1.2 视隐窝区 脊椎动物胚胎次级前脑的视隐窝区(ORR)围绕视隐窝组织，位于端脑和下丘脑之间，边界清晰(见图4 D)，并且表达特定的转录因子(dlx2a、sim1a和otpb)[19,38]。胚胎发育过程中，视隐窝向左右两侧突出形成杯状结构，即视柄和视杯，与视杯接触的外胚层发育为眼球的晶状体，视杯则发育为视网膜神经和色素上皮，视柄发育为视神经，最终这几部分复合形成眼球[39-40]。脊椎动物成体的视前区也来源于胚胎阶段的ORR。辐鳍鱼的视前区能够分泌硬骨鱼催产素(IST)和加压素(AVP)，AVP、IST神经元的轴突穿过下丘脑深入到神经垂体内，在生理、行为、感觉、运动等方面起到广泛的调节作用[31]。

(A：脊椎动物胚胎神经管(红线示端脑截面切割方向)；B：脊椎动物原始端脑的横截面；C：肉鳍鱼和四足动物原始端脑；D：小鼠胚胎的大脑(端脑)；E：辐鳍鱼的原始端脑；F：斑马鱼成鱼的端脑。MP：内侧大脑皮层；DP：背侧大脑皮层；LP：外侧大脑皮层；VP：腹侧大脑皮层；St：纹状体；GP：苍白球；V：端脑脑室； Hip：海马体；iCtx：新皮层；pCtx：梨状皮层；BLA：基底外侧杏仁核；Sep：隔膜；lot：外侧嗅束；Dl：端脑背区的外侧部；Dm：端脑背区的内侧部；Dc：端脑背区的中部；Dp：端脑背区的后侧部；Vd：端脑腹区背核；Vv：端脑腹区腹核；EN：脚内核；NT：核带。A: Embryonic neural tube of vertebrate (red line shows the cutting direction); B: Cross section of vertebrate primordial telencephalon; C: Primordial telencephalon of lobe-finned fishes and tetrapods; D: Cerebrum (telencephalon) of mouse embryo; E: Primordial telencephalon of ray-finned fish; F: Telencephalon of adult zebrafish. MP: Medial pallium; DP: Dorsal pallium; LP: Lateral pallium; VP: Ventral pallium; St: Striatum; GP: Pallidum; V: Telencephalic ventricle;Hip: Hippocampus; iCtx: Isocortex; pCtx: Piriform cortex; BLA: Basolateral amygdala; Sep: Septum; lot: Lateral olfactory tract; Dl: Dorsal part of the dorsal telencepha-lon;Dm: Medial part of the dorsal telencephalon; Dc: Central part of the dorsal telencephalon; Dp: Posterior part of the dorsal telencephalon; Vd: Dorsal part of the ventral telencephalon; Vv: Ventral part of the ventral telencephalon; EN: Entopeduncular nucleus; NT: Nucleus taenia.)

3.1.3 下丘脑-垂体 辐鳍鱼下丘脑位于视前区的后下方、丘脑的下方，根据目前已被广泛接受的前体细胞模型，下丘脑起源于次级前脑的腹侧区域，不属于间脑(见图2)[18]。羊膜动物、两栖类、真骨鱼和多鳍鱼的次级前脑脑室系统如图4 C、 D所示，可见真骨鱼下丘脑脑室具有2个隐窝——外侧隐窝LR和后隐窝PR，而羊膜动物、两栖动物、多鳍鱼缺乏下丘脑脑室隐窝或者隐窝不明显[21,26]。

脊椎动物的下丘脑是内分泌的调节中枢。下丘脑向下延伸，与垂体相连，两者在功能上有着密切联系。辐鳍鱼垂体可分为神经垂体(NH)和腺垂体(AH)两部分[41]。NH发育起源于脑，AH为垂体的内分泌腺部。辐鳍鱼缺乏四足类所具有的正中隆起和门脉系统，取而代之的是下丘脑神经元延伸直接与腺垂体细胞接触，调控其生理活动[31]。下丘脑分泌激素种类繁多，主要包括促性腺/甲状腺/肾上腺激素释放激素、黑皮质素系统、生长激素释放激素、生长抑素、神经肽Y家族、食欲肽、黑色素浓集激素、缩胆囊肽等等，涉及了摄食、能量代谢、生长、应激、环境适应、生殖等多种生理活动[31,42]。

血管囊(Saccus vasculosus)是某些鱼类脑特有的构造之一，但并非所有的鱼类都具有明显的血管囊[22]。血管囊位于脑下叶腹面，但并不与下叶相连，而是在前端与下丘脑相连，并且血管囊腔与第三脑室相通，所以被认为是下丘脑的附属结构[43]。辐鳍鱼血管囊与昼夜节律、季节感知有关；在鸟类和哺乳动物中，垂体的结节部和排列在中下丘脑第三脑室腹侧壁的室管膜细胞在调节光周期方面具有关键作用，有可能与辐鳍鱼血管囊同源[44-45]。斑马鱼脑不具有明显的血管囊，原因可能是斑马鱼生活在热带水域，其季节感知不强，这有待进一步研究。

3.2 间脑

间脑由前脑神经原节p1、p2、p3发育而来(见图2 A)，分别发育为前顶盖(Pretectum，见图2 C，PrT)、丘脑(Thalamus，见图2 C，Th)、前丘脑(Prethalamus，见图2C，PTh)[32]。脊椎动物的间脑是一个“感觉中转站”，它作为大脑皮层和深层脑结构之间的枢纽，它负责对脑的各部分收集的信息进行分配、修改和过滤。间脑在人类和其他哺乳动物中研究资料较多，比较神经生物学家正试图通过比较和鉴定不同脊椎动物间脑的共同特征来探索其进化历程[32]。辐鳍鱼间脑中具有一个松散的神经核团，叫做小球前核复合体(Preglomerular complex，PG)，由p1、p2、p3翼板的神经元迁移到基板发育而来，哺乳动物不具有该结构。事实上，PG是辐鳍鱼间脑中的主要感觉中转站，接收各种来源的感觉信号，例如视觉、听觉、侧线机械感觉、电感觉系统和味觉系统，并将信号传向大脑皮层[32]。

3.3 下叶

某些辐鳍鱼类脑腹侧具有明显突出的脑区，叫做下叶(Inferior lobe，IL)。IL仅存在于真骨鱼类、全骨鱼类(如雀鳝)，而鲟鱼、多鳍鱼、四足动物不具有该结构，所以认为IL是新鳍亚纲(全骨鱼、真骨鱼)所特有的结构(见图4 C、D)。组织结构上，IL从外向内依次为下叶外区(OZIL)、无细胞体的纤维区(FB)和外侧隐窝核(NRL)(见图6 B)[21]。传统意义上，认为下叶为下丘脑外侧隐窝的延续，属于前脑的一部分。但有新的研究表明，IL为中脑、下丘脑来源的复合结构：下叶的腔为下丘脑第三脑室侧隐窝LR的延伸，NRL的神经元属于脑脊液接触型神经元，来源于下丘脑[21，26]；而OZIL是在胚胎发育过程中中脑祖细胞持续侵入IL形成的(见图6 B)。

电刺激OZIL会诱发鱼类撕咬物体的行为，所以在早期研究中OZIL被认为参与了摄食行为的调控[46-47]。事实上，OZIL外区接收除了味觉之外的各种感官输入：视觉、体感、听觉，可能还有触觉。OZIL参与了视觉检测，但没有数据涉及动机状态，因此学者们更倾向认为OZIL是一个多感官整合中心[48-49]。

(A：次级前脑俯视图；B：下叶横截面，展示中脑细胞迁入过程。Hy：下丘脑；Me：中脑；V：脑室；NRL：外侧隐窝核；OZIL：下叶外区；FB：纤维区。A: TOP view of secondary prosencephalon; B: Cross section of Planform of inferior lobe, showing the migration of mesencephalic cells. Hy: Hypothalamus; Me: Mesencephalon; V: Ventricle; NRL: Lateral recess nucleus; OZIL: Outer zone of the inferior lobe; FB: Fiber bundle.)

3.4 中脑

人类中脑体积较小，被高度发达的大脑和小脑所遮盖。与之相反，辐鳍鱼的中脑通常是最大的脑区，在鱼类生命活动中扮演着重要角色。胚胎发育过程中，中脑的翼板和基板分别发育为上丘(顶盖)和下丘(脚盖)。非哺乳类脊椎动物(包括鱼类在内)的上丘也叫视顶盖(Optic tectum，TeO)，是包括视觉在内的多功能感觉中枢。在辐鳍鱼中，视网膜和其他感觉信号(听觉、侧线、体感、电感觉)输入到视顶盖中，以自身为中心感知所处的空间环境和周围发生的事件。视顶盖通过与运动前中枢的连接，控制眼球运动、接近和回避运动。因而，辐鳍鱼的视顶盖是高度发达的神经处理器，对于生存和繁殖所必需的行为反应的感觉辨别和快速应对是不可或缺的[50]。其中，视顶盖作为辐鳍鱼视觉中枢之一，它接收视神经的视觉信号，经间脑小球前核的信号中转，将信号传递到端脑Dm和Dl区[32]。

中脑下丘主要包括半规隆凸(TS)以及下叶外区。辐鳍鱼中脑下丘的TS是听觉、侧线感觉中枢重要的组成部分之一，它接收来自听觉通路中几个脑桥核的输入。TS与间脑相互联系，将听觉信号传递至端脑Vd和Dm区[32,51]。

3.5 小脑、脑桥及延髓

小脑(Cerebellum)在脊椎动物中发挥运动协调、运动学习的功能，也涉及调节情感、情绪等生理功能[52-53]。从硬骨鱼到哺乳动物，小脑的基本结构是保守的(见图7 A，B)。辐鳍鱼小脑主要包括3部分，小脑主体、小脑瓣膜、小脑尾侧叶(见图2 C)。组织结构上，辐鳍鱼小脑主体和小脑瓣膜大致相似，可分为3层：分子层、浦肯野细胞层和颗粒细胞层(见图7 A)[54]。

(A，B：斑马鱼、小鼠成体脑纵截面。C，D：辐鳍鱼和哺乳动物的小脑神经元连接[55]。ML：分子层；PCL：浦肯野细胞层；GCL：颗粒细胞层；DCN：深小脑核。MF：苔藓状纤维；CF：攀缘纤维。PC：浦肯野细胞；St：星状细胞；EC：神经突状细胞；GC：颗粒细胞；Go：高尔基细胞；Ba：篮细胞；Lu：卢加罗细胞；UBC：单极刷细胞。A, B: Longitudinal sections of adult zebrafish and mouse; C, D: Cerebellar neural connections of ray-finned fishes and mammals[55]. ML: Molecular layer; PCL: Purkinje cell layer; GCL: Granule cell layer; DCN: Deep cerebellar nuclei. MF: Mossy fiber; CF: Climbing fibe. PC: Purkinje cell; St: Stellate cell; EC: Eurydendroid cell; GC: Granule cell; Go: Golgi cell; Ba: Basket cell; Lu: Lugaro cell; UBC: Unipolar brush cell.)

辐鳍鱼小脑组织结构、神经元种类与其他脊椎动物相似，并且神经元的连接模式、神经递质种类也相似(见图7 C，D)，这说明肉鳍鱼和辐鳍鱼共同祖先可能已经具有了这种保守的小脑神经元模式[52,55]。浦肯野细胞(PCs)是小脑中最大的神经元，树突伸入小脑分子层，轴突伸入小脑颗粒层。PCs在小脑信号处理、中转网络中发挥核心作用[56-57]。例如，斑马鱼小脑外侧的PCs可以调控同侧躯干运动行为，小脑尾侧PCs调控身体对侧的眼球运动；抑制某一区域的PCs的活性可以相应地抑制其身体特定部位的运动调控作用[56]。

脊椎动物脑桥和延髓中的细胞核团主要包括类：脑神经的起源和终末中心、排列松散的细胞核团以及众多的中继核，许多中继核中属于小脑前核，发射出神经纤维，终止于小脑[58]。与其他脊椎动物类似，辐鳍鱼脑干由2个纵向区域组成：翼板(感觉区)和基板(运动区)。这两部分均可再分为躯体和内脏区，即在翼板可分为躯体感觉区和内脏感觉区，基板可分为内脏运动区和躯体运动区[58]。脑干主要负责调控心脏、呼吸和血管运动中枢，负责调节呼吸、心率、血压和睡眠节律等无主观意识自主功能[59]。

4 展望

辐鳍鱼类是最大的脊椎动物类群，其演化路线不同于肉鳍鱼/四足动物，其脑形态构造上与四足动物存在较大差异。尽管如此，学者们仍然能在分子层面找到两者的同源脑区，这些同源脑区既有保守性，又具有各自的特殊性。此外，辐鳍鱼脑的研究起步相对较晚。因此，鉴定辐鳍鱼与四足动物的同源区域是一项极具挑战性的工作，迄今为止，辐鳍鱼类端脑和间脑的同源性仍然存在很大的争议，这可能会是一个长期存在、值得深入研究的问题。脊椎动物在胚胎阶段保留了部分其祖先的形态特征，筛选和鉴定保守的脑区转录因子，定位追踪同源神经元将会是研究同源脑区的主要手段。脊椎动物脑区之间通常具有相对保守的神经连接，通过化学物质示踪或者转基因共定位的方法追踪神经元之间的传入、传出关系，也可用于鉴定的同源脑区。古生硬骨鱼保留了硬骨鱼祖先的形态特征，脑的结构相对原始，古生物研究资料也可作为比较神经学的补充说明。

相比于国外，国内的学者研究对象多为经济鱼类，并且更加关注辐鳍鱼脑对摄食、能量代谢、生长、环境适应、生殖等生理活动的调控。作者近20年来主要研究聚焦于硬骨鱼类下丘脑-垂体-性腺(肝脏)轴的功能，先后以鲆鲽类、花鲈、许氏平鲉等海水经济鱼类为实验对象，侧重研究了它们的生长内分泌、生殖内分泌及对环境的适应机制。脑的生理功能与其结构相适应，因此，今后应建立在新的鱼脑结构的学说基础之上，进一步深入研究这些经济鱼类脑的生理功能，丰富和补充鱼类生物学与生理学内容，这可以为实际生产提供理论支持、推动产业发展，同时也为比较神经生物学的研究提供借鉴。

通过多领域、多角度的研究，可使得辐鳍鱼脑的分区、功能的研究更加精准。随着研究的深入，前人提出的模型得以不断修正、改进和完善。尽管目前仍然有许多未解决的难题，相信随着研究的进一步深入，这些问题最终都会得以解决。