水迷宮實(shí)驗(yàn)原理

1、Morris 水迷宮實(shí)驗(yàn)原理Morris 水迷宮實(shí)驗(yàn) 原理：一種小鼠、大鼠能夠?qū)W會在水箱內(nèi)游泳并找到藏在水下逃避平臺的實(shí)驗(yàn)方 法。由于沒有任何可接近的線索以標(biāo)志平臺的位置， 所以動物的有效定位能力需 應(yīng)用水箱外的結(jié)構(gòu)作為線索。 迷宮由圓形水池、 自動攝像及分析系統(tǒng)兩部分組成， 圖像自動采集和處理系統(tǒng)主要由攝像機(jī)、 計算機(jī)、 圖像監(jiān)視器組成， 動物入水后 啟動監(jiān)測裝置，記錄動物運(yùn)動軌跡，試驗(yàn)完畢自動分析報告相關(guān)參數(shù)。檢測指標(biāo)： 實(shí)驗(yàn)程序包括：（ 1）定位航行實(shí)驗(yàn)（ place navigation ），用于測 量小鼠對水迷宮學(xué)習(xí)和記憶的獲取能力。實(shí)驗(yàn)歷時 4 天，上、下午各訓(xùn)練 1次， 共計 8

2、 次。實(shí)驗(yàn)觀察和記錄小鼠尋找并爬上平臺的路線圖及所需時間， 即記錄其 潛伏期和游泳速度。（ 2）空間搜索實(shí)驗(yàn)（ spatial probe test），用于測量學(xué)會尋找平臺后， 對平臺空間位置記憶的保持能力。 定位航行實(shí)驗(yàn)結(jié)束后， 撤去平 臺，從同一個入水點(diǎn)放入水中， 測其第一次到達(dá)原平臺位置的時間、 穿越原平臺 的次數(shù)。優(yōu)缺點(diǎn)： Morris 水迷宮是目前世界公認(rèn)的較為客觀的學(xué)習(xí)記憶功能評價方法。 利用 Morris 水迷宮檢測空間記憶學(xué)習(xí)能力。水迷宮與放射臂狀迷宮相比較的主 要優(yōu)越性在于在水迷宮中，動物訓(xùn)練所需的時間較短（1周），而臂形迷宮則 需要幾周的訓(xùn)練時間；迷宮內(nèi)的線索，例如氣味可以

3、被消除掉；大的劑量-效應(yīng)研究可以在一周內(nèi)進(jìn)行；可以利用計算機(jī)建立圖像自動采集和分析系統(tǒng)， 這就能根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)， 制成相應(yīng)的直方圖和運(yùn)行軌跡圖， 便于研究者對實(shí)驗(yàn) 結(jié)果作進(jìn)一步分析和討論， 用來研究有關(guān)大鼠運(yùn)動或動機(jī)問題； 動物在實(shí)驗(yàn)中 可以不禁食。 從理論上講， 水迷宮實(shí)驗(yàn)是一個厭惡驅(qū)動的實(shí)驗(yàn)而臂形迷宮實(shí)驗(yàn)是 食欲驅(qū)動的實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)由美國科學(xué)家 Richard GMMorris于1981年建立。最初用于研究腦內(nèi)結(jié)構(gòu) 對學(xué)習(xí)和記憶的調(diào)節(jié)作用， 后來逐步發(fā)展成為目前最為常用的評價動物學(xué)習(xí)與記 憶的模型。這一實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是，嚙齒類動物在水中有強(qiáng)烈的逃避水環(huán)境的動機(jī)， 并以最快、最直接的途徑逃離水環(huán)

4、境。 學(xué)會逃避水環(huán)境的過程體現(xiàn)動物的學(xué)習(xí)能 力；根據(jù)周圍環(huán)境進(jìn)行空間定位，有目的地游往水中安全的地方（平臺），體現(xiàn) 動物的空間記憶能力。?（一） 實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)用大鼠或小鼠進(jìn)行。 大鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括一個灰色或黑色圓形水池 （直 徑150cm高60cm、一臺跟蹤攝像機(jī)以及攝像機(jī)相聯(lián)的計算機(jī)（圖 25-1 ）。池內(nèi)盛水，深50cm水溫為攝氏2224C。平臺置于水面下2cm （小鼠為1cn）。 在水中加入奶粉或牛奶將水?dāng)嚋喴悦庾寗游锟辞逅缕脚_。 攝像機(jī)位于水池中央 上方200cm可記錄動物的位置、游泳距離和時間（從而可計算出游泳速度）以 及游泳路徑等。 房間周圍墻壁上貼上色彩鮮明、 形狀不同的圖

5、畫用為迷宮外暗示（ extra-mazecues ）。?（二） 實(shí)驗(yàn)方法分獲得性訓(xùn)練、探查和對位訓(xùn)練 3 個過程。1 .獲得性訓(xùn)練（Acquisition phase）理論上將水池分為4個象限，平臺置于其 中一個象限區(qū)的中央。（ 1） 將動物（大鼠或小鼠）頭朝池壁放入水中，放入位置隨機(jī)取東、西、南、 北四個起始位置之一。記錄動物找到水下平臺的時間（S）。在前幾次訓(xùn)練中， 如果這個時間超過60s，則引導(dǎo)動物到平臺。讓動物在平臺上停留 10s.（2）將動物移開、擦干。必要時將動物（尤其是大鼠）放在 150W的白熾燈下 烤5min，放回籠內(nèi)。每只動物每天訓(xùn)練4次，兩次訓(xùn)練之間間隔1520min,連續(xù)

6、 訓(xùn)練 5d 。2探查訓(xùn)練 （probe trial1） 最后一次獲得性訓(xùn)練結(jié)束后的第二天， 將平臺撤除， 開始 60s 的探查訓(xùn)練。 將動物由原先平臺象限的對側(cè)放入水中。 記錄動物在目標(biāo) 象限（原先放置平臺的象限） 所花的時間和進(jìn)入該象限的次數(shù)， 以此作為空間記 憶的檢測指標(biāo)。3. 對位訓(xùn)練（reveral phase） 測定動物的工作記憶（workingmemory）。探查 訓(xùn)練結(jié)束后的第二天， 開始維持 4 天的對位訓(xùn)練。 將平臺放在原先平臺所在象限 的對側(cè)象限， 方法與獲得性訓(xùn)練相同。 每天訓(xùn)練 4 次。每次記錄找到平臺的時間 和游泳距離以及游泳速度。4. 對位探查訓(xùn)練（ probet

7、rial2 ）最后一次對位訓(xùn)練的第二天進(jìn)行。方法與上述 探查訓(xùn)練類似。 記錄動物 60s 內(nèi)動物在目標(biāo)象限 （平臺第二次所在區(qū)） 所花時間 和進(jìn)入該區(qū)的次數(shù)。? （三） 注意事項1 .對比食物驅(qū)動的模型（如放射臂迷宮），水迷宮實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)在于，動物 具有更大的、逃離水環(huán)境的動機(jī)。而且不必禁食，特別適合老年動物的測試。加 上它對衰老引起的記憶減弱尤其敏感， 因此，水迷宮最常用于老年動物記憶的研 究。2. 如用小鼠，除游泳池尺寸約為大鼠的 50%以外，平臺直徑也較少（ 7.5cm）。 實(shí)驗(yàn)方法與大鼠類似，但訓(xùn)練周期較短。一般獲得性訓(xùn)練 3 天共訓(xùn) 16 次（第一 天4次，后兩天每天6次；兩次訓(xùn)練

8、之間的間隔510min,第四天為探查訓(xùn)練， 第五、六天為對位訓(xùn)練，每天訓(xùn)練六次，第七天為第二次探查訓(xùn)練。3. 如用肉眼觀察， 在所有試驗(yàn)過程中試驗(yàn)著始終坐在同一位置， 距離泳池最近的 邊緣約 60cm。4. 每天在固定時間測試。操作輕柔，避免不必要的應(yīng)激刺激。5. 當(dāng)與其他同類實(shí)驗(yàn)相比較時，要注意到動物的性別、品系、泳池的尺寸和水 溫等多種因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 此外，當(dāng)以游泳速度作為觀察指標(biāo)時， 要考慮 到動物的體重、年齡以及骨骼肌發(fā)育狀況等對游泳速度可能造成影響。6. 用老年動物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)確認(rèn)動物的游泳能力和視力不因年齡增大而影響 行為操作。 其方法如下： 將平臺露出水面以使動物能夠看見平臺。 動物放入泳池 后如毫無困難地直接游向平臺， 說明動物的游泳能力和視力均正常， 可以開始實(shí) 驗(yàn)。7. 游泳對動物是一個較大的應(yīng)激刺激，可引起神經(jīng)內(nèi)分泌的變化。這些變化可 能對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。 對老年動物， 嚴(yán)重時可誘發(fā)心血管疾病而導(dǎo)致卒中甚至 死亡。因此，必要時可將動物多次放入泳池或適當(dāng)延長其游泳時間以增加動物對 游泳的適應(yīng)能力。8. 當(dāng)用牛奶或奶粉攪渾泳池的水時，要定期換水以免水腐敗變質(zhì)；結(jié)語目前對于學(xué)習(xí)記憶的研究進(jìn)展十分迅速， 各種學(xué)習(xí)記憶的理論不斷涌現(xiàn)。 按照這 些理論而設(shè)計的動物模型也不斷出現(xiàn)。 而各種先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)如神經(jīng)電生理技術(shù)的 LTP、ERP和腦成像技術(shù)的f