他用斑马鱼做实验,发现斑马鱼在看见游动的草履虫(活动物体)时,大脑神经元中钙离子浓度会产生变化。实验能清晰地看到,当草履虫从鱼的左方向右游动时,斑马鱼大脑中的神经元活跃点就从右向左“游”,这是因为视网膜上的成像与它的视野呈相反方向。
川上指出:“鱼和人的大脑有着同样的基本功能,包括视觉、听觉、学习和记忆、恐惧反应和侵略性等。只是鱼不会说话。”即鱼应该也是用大脑来记忆的。
人类手中有很多关于鱼类的科研项目,斑马鱼之类模式物种屡次参与了认知能力与记忆的实验,证明了鱼的记忆经常可以持续数天、数个月乃至更久。医生鱼通过了镜子测试,显示出视觉自我认知能力,可能具有自我意识。
1965年,美国密歇根大学研究人员测试了金鱼的记忆:将金鱼放在长方形鱼缸里,在鱼缸的一端射出一道亮光,20秒后从亮光处释放电击。很快,金鱼产生了条件反射,看到光后不等电击释放就游到鱼缸的另一头。数次训练之后,金鱼可以在30天内保持上述记忆。
1988年,德国歌德大学的一项研究显示金鱼的记忆可以超过三天。
一些实验证明,金鱼的长期记忆可以达到1年以上,能够辨认物品形状、颜色、声音。金鱼的眼睛似乎是四色视觉,尽管成像距离并不出色。
2002年,美国托雷多大学研究人员测试了斑马鱼的记忆:在喂食前点亮红灯作为信号数次之后,斑马鱼能在十天内保持对红灯和食物的关系的记忆、看到红灯便聚集到水面。斑马鱼可以很快学会走迷宫、根据声音信号寻找食物、记住捕食者的形状、根据提示躲避电击。
另一项研究显示,给幼年斑马鱼闻苯乙醇,这些斑马鱼直到成年都能记住这种味道。进一步研究显示,闻到苯乙醇的幼年斑马鱼的脑中,嗅上皮细胞的otx2基因的表达量明显增加,且该基因在这些斑马鱼成年后仍保持在很高的水平。