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行为是基因与环境相互作用的结果。基因的变化（如转基因，基因敲除或下调等）最终表现为与基因相关的行为变化；环境的变化（如声、光、电的刺激和药物的处理）不仅其本身可直接影响动物的行为，而且可通过对相关基因的影响而改变动物的行为。学习和记忆更是这种相关基因与环境相互作用的行为表现的一种形式。学习是一个获得外界环境信息（对动物而言）或有关世界知识（对人类而言）的过程；记忆则是对这种信息或知识进行加工（encoding）、储存（storage）和再现（retrieval）的过程。人类的记忆复杂，包括对事件与物体的明晰记忆（explicit memory）或描述性记忆（declarative memory）和与学习无关（如适应性和敏感性）或有关（如操作技术和习惯养成）的模糊记忆（implicit memory）或非描述性记忆（nondeclarative memory）。而动物记忆相对较为简单，包括短期记忆（shortterm memory）和长期记忆(long-term memory)；前者一般持续几分钟到几小时，后者则持续24小时到数天.数周甚至更长时间。与此相对应得是工作记忆(working memory)和参考记忆(reference memory)。工作记忆是将获得的信息进行加工并储存较短的时间，因而代表短期记忆；参考记忆是指对在整个实验过程中（测试的任何一天）均有用的信息进行加工储存的过程，因而代表长期记忆。 记忆的脑机制非常复杂，迄今仍不清楚。早在20世纪40年代末，著名神经外科医生Wilder Penfield 第一个获得证据表明，记忆的加工可能是在人脑的某些特殊部位进行。他从上千例的病人观察到，电刺激病人的脑颞叶皮层（temporal lobes）会产生一连串对早期经验的回忆，病人称之为“经验反应”（experiential response）。几年后一次偶然的机会，为了给一个患癫痫长达10年的病人施行脑手术治疗，Penfield将病人双侧的海马·杏仁核和部分颞叶皮层切除。术后发现，病人的癫痫症状大为改善。但出乎意料的是，病人的记忆同时受到破坏性的损害。虽然病人保留了几秒到几分钟的短期记忆，且对手术前的事件有非常好的“长期记忆”，但是，他却不能将短期记忆转化为长期记忆。对人·地点或物体等信息的保持不超过一分钟。而且，他的空间定位能力也大大受到削弱，甚至花了长达一年时间才学会走一条围绕一栋新房的路而不至迷路。事实上，所有因手术或疾病使内侧颞叶的边缘结构受到广泛损害的病人都具有类似的记忆缺陷。这些结果说明，大脑边缘系统在记忆调节中发挥重要作用。 此后近半个世纪的研究表明，脑内至少存在5个不同的结构系统相对特异性地参与学习记忆的调节，包括海马、杏仁核、皮层（尤其是鼻周皮层，perirhinal cortex）、小脑和背侧纹状体。针对这些脑结构建立了相应的具有一定特异性地学习记忆的行为测定方法。海马是空间记忆的最重要的调节脑区，同时也参与情绪记忆的调节。毁损海马回导致空间记忆的完全缺失，情绪记忆也会减弱，但不会完全消失。这是因为情绪记忆主要由杏仁核调节。测定杏仁核依赖的记忆主要用条件恐惧（fear conditioning）法；动物行为实验方法综述而测定海马依赖的记忆方法则很多，包括各种迷宫和抑制性回避(inhibitory avoidance)实验等。鼻周皮层是调节视觉物体记忆（visual object memory） 的特异性闹区，常用物体认知模型（object recognition）检测。小脑是调节与骨骼肌反应有关的经典反射的特异性脑结构，眨眼反应（eyeblink conditioning）模型对小脑依赖的记忆有很高的特异性。纹状体对刺激-反应习惯（stimulus-response habit）的学习记忆过程其重要作用，主要调节与药物滥用有关的学习记忆。测定纹状体记忆的方法很少，主要使用赢-留放射臂迷宫（win-stay radial arm maze）法。纹状体毁损会导致动物在这一模型上的记忆操作障碍，而毁损海马或杏仁核对这种记忆没有明显影响。说明赢-留放射臂迷宫法对纹状体记忆具有特异性。 尽管记忆的发生机制仍不清楚，但越来越多的证据表明，环磷酸腺苷-蛋白激酶A（cyclic AMP-protein kinaseA,Camp-PKA）信号系统对记忆起着重要的调节作用。激活与刺激性G蛋白（Gs）相偶联的受体会刺激腺苷酸化酶的活性，因而使cAMP形成增多，并激活PKA.PKA使cAMP反应单元结合蛋白（cAMP-responsive-element-binding protein, CREB）磷酸化并激活，从而促进与记忆相关的基因表达，最终使记忆增强。此外，分裂素激活蛋白激酶/细胞外信号调节激酶（mitogen activated protein kinase,MAPK/extracellular signal-regulated kinase,ERK）信号通路也以类似的磷酸化方式调节CREB的活性，进而调节记忆。因此，除了用脑部结构毁损的方法从解剖上去除某一特定的脑内结构对记忆的调节功能以外，凡是能影响上述信号通路功能的药物（如NMDA受体拮抗剂MK-801和MEK抑制剂U0126减弱记忆；4-型磷酸二脂酶（type-4phosphodiesterase,PDE4）抑制剂则增强记忆）或有关的处理（如转基因或基因敲除或下调）均可影响学习记忆过程。 学习记忆研究是当今生物医学界最为热门的领域之一。这方面的发展可谓日新月异。新的或经改良的研究方法和手段层出不穷。因此，本章不可能把所有有关学习记忆的研究方法逐一进行描述，只是选择一些有代表性的常用方法加以介绍。此外，所用仪器设备也不只局限于本章所介绍的内容。在同一实验中，不同实验室所用仪器设备会有所不同，但实验结果应该一致。动物行为实验方法综述
20世纪以前是动物行为学的萌芽时期，是动物行为学经历的一个缓慢发展的阶段。
早在旧石器时代（34000～10500年前），人们开始注意观察周围的动物，随着动物家养的开始，人类也需要了解动物的生活周期和行为。
在文明时代的早期，古埃及人开始尝试人工孵卵。
古希腊的亚里斯多德（384～322BC）开始了观察、描述动物行为的新纪元。
在他的论著中，记录了540种动物的生活史和行为，对后人关于生命的认识方面产生了相当大的影响。
17、18世纪，研究动物行为的人更多了，开始了比较不同物种行为的研究和行为的理论探讨。
如德国人约翰（Johunn Pernaller）研究了不同鸟的行为差异，涉及取食、社会行为、筑巢、领地、季节性羽毛色彩变化、迁徙、鸣叫和育雏等方面；法国的勒雷（Chorles Gee Lereg）对狼、狐的捕食行为及野兔的恐惧表现有过生动的描述，提出了动物依靠它们的记忆和生活经验能够聪明地生活。
1859年，达尔文的《物种起源》的发表，对动物行为学的研究产生了深远的影响。
他的《人类的由来》（1871）一书研究比较了人与动物，及本能行为。
19世纪末，人们使用迷宫，研究老鼠的学习行为。
劳埃德（C.Lioyd Mun）研究鸡的本能、学习、模拟行为。
现代行为学中许多术语，如Behaviour（行为）、Animod Behaviour（动物行为），都首次出现在他的论著中。
早在19世纪上半叶，G.居维叶和E.G.圣提莱尔便就动物学研究方法发生过争论：前者强调实验室研究，后者主张在自然条件下进行观察。
在他们的影响下，有关动物行为的研究，形成了两个传统。
一方面的代表多是生理学家和生理心理学家。
如 巴甫洛夫、美国E.L.桑代克和B.F.斯金纳等。
他们在实验室里对狗、猫、大鼠等的学习行为进行了大量研究。
经典条件反射和操作式条件反射便是他们的著名贡献。
另一方面的代表主要是具有博物学倾向的动物学家，如奥籍德国人 K.von弗里施、奥地利人K.Z.洛伦茨和荷籍英国人N.廷伯根等。
他们在自然环境中通过观察和实验，分析行为的动因，探讨行为的适应功能，并力求推导行为的进化途径。
20世纪是动物行为学迅速发展和真正延伸的世纪。
霍布豪斯（Hobhouse）在1901年发现了猴及其它动物能使用一定的工具（棍、箱子）得到食物。
1906年，动物学家詹宁斯（H.S.Jennings）对原生动物的行为进行了详细研究，写出了《原生动物的行为》一书，这是第一本专门论述动物行为的著作。
柏林的海因罗特（Oskar Heinorth）在1871年至1945年间，详尽研究了多种鸭、鹅，比较了它们的运动方式、解剖学特征、社会行为、鸣叫及繁殖行为，并且发现了灰雁从孵卵箱中孵出后的印记行为。
他独自阐述的同源性学说，到21世纪初还被许多人认为是行为学真正诞生的标志之一。
动物学家罗曼内斯（H.S Reimarus）发展了达尔文的思想，并正式建立了比较行为学这一学科，为现代的行为生物学奠定了基础。
随后摩尔根（C.L.Mun）和杰姆斯（W.James），以及劳埃波（J.Loeb）等都在方法、概念上对行为的发展做出了贡献。
1931年至1941年，欧洲著名的行为生物学家廷伯根和劳伦兹在自然和半自然条件下对动物进行了长期的观察，发表了诸如“社会性鸦的行为学”、“鸟类环境世界中的伙伴”、“关于本能的概念”、“对雁鸭类行为的比较研究”等论文，建立了物种的行为图谱，发现了所研究的行为型的功能。
提出了显示、位移、仪式化等等新概念和新的研究课题。
特别是劳伦兹提出的“印记”这一术语，极好地说明了先天性和后天获得性行为的结合问题。
在行为分析、行为生态方面作出了很大的贡献。
动物行为学的研究获得了蓬勃的发展，主要是把动物行为与生命科学中许多其它的许多分支学科相互渗透在一起，形成了许多新的研究领域，从不同的角度进一步完整、系统地阐述动物行为的原因、机制、发生或发育。
进化与适应功能等问题。
动物行为学的分支很多，不可能在此全面论述，本文仅以行为遗传学和行为生态学为中心，作一简要介绍。
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行为遗传学是用遗传学方法研究行为的遗传基础。
自1960年，美国学者Thompson第一个总结了有关资料，写成《行为遗传学》一书，从而宣布这一新学科的诞生。
其后，相关研究大量涌现。
10年以后，一份专业期刊，《行为遗传学》问世。
1967年，Benzer第一个通过人工诱导和选择的方法得到了果蝇的行为突变体，从而为行为遗传学的研究开辟了道路。
从此以后，行为突变体的研究很快在果蝇、线虫、草履虫、细菌及其他生物的研究中大量开展起来。
在分子水平分析的基础上，进一步作行为基因的分离、克隆和转移的研究。
行为遗传学为动物行为学的研究开辟了一个新天地，对于阐明行为遗传的规律和机制都具有重要意义。
行为生态学主要是研究生态学中的行为机制、动物行为的生态学意义和进化意义，在理论及方法论方面是动物行为学中发展最快、最为活跃的一个领域。
行为生态学主要涉及到取食行为生态学。
防御行为生态学、繁殖行为生态学、社会生态学、时空行为生态学（如栖息地的选择、定向和导航、巢域和领域现象等），以及行为生态学预测等内容。
其中，在社会生态学或社会生物学方面，取得了突出的进展。
K.Lorenz对鸟类社会行为的研究、N.Tinbergen（1974）对人类社会行为的研究，以及K.Von Frisch对蜜蜂社会行为的研究，奠定了社会生物学的基础。
1975年，E.O Wilson出版了《社会生物学》一书，系统地介绍了这门学科的观点、理论体系和研究方法。
社会生物学把达尔文自然选择的概念应用于社会行为的研究，又把生态学、行为学、遗传学和进化沦加以综合，提出了内在适合度和亲缘选择的新概念。
这些新概念把社会行为的研究提高到了一个新的高度。
这一领域所展示的迷人前景正吸引着越来越多的科学家。
尤其是关于行为经济学和进化稳定对策（ESS）的研究，正显示着强大的生命力。
尽管在我国这一领域还几乎是个空白，但随着这一学科的迅猛发展，也必将引起我国学术界的巨大兴趣。
动物行为的研究在我国正处于起步阶段，研究的内容主要是描述性的，在理论研究方面，在研究的广度和深度方面，与国外存在着很大的差距。
到目前为止，国内仍没有形成专门的动物行为学教材、期刊。
但据已公开发表的有关论文和资料显示，我国在动物行为某些领域方面的研究已取得了一定的进展。
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