水迷宫试验标准.doc

Morris水迷宫实验标准
目 录
一、实验原理(水迷宫得发展史,以及简单得实验原理与应用领域,以及在我国得发展情况与国内外得主要厂家)
二、Morris水迷宫得组成(主要分为硬件与图像采集,软件)
三、硬件准则(国内外文献提及到得硬件准则,我们主要针对国内文献提及到得)
四、实验流程准则(实验细节)
五、统计方法学准则(遵循统计学原理)
六、评价指标得准则(实验数据得解释)
七、实验适用范围准则(实验适用四个领域,与水迷宫得10个优点)
八、实验注意事项 以下准则仅供实验参考,行为学实验必须依据自身得实际课题来恰当安排实验。
一、实验原理
20世纪80年代初,英国得心理学家Morris与她得同事利用大鼠在盛有水与牛奶混合物得不透明水池中搜索目标物得方法,研究大鼠得海马等脑区受到损害后得学习、记忆与空间定向以及认知能力时取得了令人瞩目得结果。这种装置不但构思新颖、实验设计合理以及方法简便与实用,而且便于观察与记录动物入水后搜索藏在水下平台所需得时间、采用得策略与它们得游泳轨迹,从而可分析与推断动物得学习、记忆与空间认知等方面得能力。虽然起初得实验对象为大鼠,但此后该迷宫系统成为评估啮齿类动物空间学习与记忆能力得经典程序,广泛运用于神经生物学、药理学等领域得基础与应用研究中。它能较客观地衡量动物空间记忆、工作记忆以及空间辨别能力得改变。因此,这种研究方法很快就引起各国神经科学家得关注,并将此法称为Morris水迷宫法。国外有许多生产Morris水迷宫得公司,比如说德国得TSE公司,美国得Sandiegoinstruments公司、德国Biobserve公司、荷兰Noldus等等;20世纪80年代末,中国科学院心理研究所建立了我国第一个Morris水迷宫实验室,并于90年代初建立了Morris水迷宫图像自动采集与处理系统。国内随后出现了许多Morris水迷宫生产厂家,比如说有上海软隆科技有限公司、安徽正华生物仪器设备有限公司、北京智鼠多宝科技有限公司等等,但就是从国际到国内,Morris水迷宫得硬件设备,软件系统,实验方法,以及实验数据得处理方法都不尽相同,因此,从Morris水迷宫法得发明到现在已有20余年得历史了,应该制定一套比较标准得实验准则了。
二、Morris水迷宫得组成
Morris实验系统由水迷宫装置、水迷宫图像自动采集与软件分析系统组成。
1、Morris水迷宫装置:主要由盛水得水池与一个可调节高度与可移动位置得站台所组成。
2、水迷宫图像自动采集与软件分析系统:该系统得主要部件为摄像机、计算机与图像采集卡等。这种系统有多种型号,但工作原理与流程大致相似:摄像头采集大鼠游泳图像(模拟信号)输入到计算机中得图像采集卡进行模/数转换,大鼠游泳得模拟图像转化为数字图像
储存于硬盘中,将数字图像进行图像分析得到有关得测试参数。软件分析系统能自动地采集动物得入水位置、游泳得速度、搜索目标等所需时间、运行轨迹与搜索策略等参数,并可将所采集得各种资料进行统计与分析。

三、硬件准则要求
1、水池与站台:对于水池得大小,存在一个人为选择得问题,瞧起来应该统一标准,其实并不容易。但就是有个原则就就是水池不能太小,站台也不能太大。Morris最初(1981年)用于大鼠得水池就是直径1、32米、高为0、6米,水池得水深为0、40米;但后来(1984年)改为直径2、14米、高0、4米,水池得水深为0、25米。对于小鼠得实验水池,文献中介绍得迷宫直径差异巨大,小到0、6米,大到2、0米。一般而言,过小得水池使小鼠爬上平台得偶然性增加,任务难度减小。过大得水池会使小鼠游泳路径延长,体力消耗过大,爬上站台得机率减少。现在国内文献中所用水迷宫水池大多数为大鼠1、6m或1、8m居多,而小鼠一般为1m或1、2m,高0、5m。站台一般为圆形,直径可分为大鼠12cm,小鼠6cm,表面粗糙,高度一般为30cm。国外文献中所用水迷宫水池大多数为大鼠1、8m或2、0m居多,高0、6m,站台直径10cm;而小鼠一般为1m到1、5m,高0、3m站台直径5cm。国内尺寸能统一么？如何定标准？

1、 水温:水得温度要求实验过程中恒温。大鼠温度范围一般为25±1℃,小鼠可能低些在18~22℃。有文献报道,对小鼠进行了水温对迷宫成绩影响得观察,结果发现27~28℃组得小鼠成绩最差,而17~18℃组与21~22℃组小鼠得学习成绩没有区别,所以,我们推荐小鼠水迷宫得实验用21~22℃水。水温对潜伏期影响很大,特别就是大鼠,如果温度过高,大鼠在游几次后渐渐适应了迷宫环境,它就会把迷宫当“浴盆”了,放进去以后,就漂浮不动;如果水温过低,大鼠体温下降很快,体力也会耗散太多,大鼠游泳能力不能坚持很久,就会出现游几次潜伏期突然增大得现象。甚至有些老鼠会出现较明显得应激反应,比如说会出现抽筋,腹泻现象。水温一般保持25度左右,另外气温也会导致水温偏差过大,应人为得调节水温。所以就要求在水池得底部装有可以恒定保持水温得加热棒或者其她加热装置了。
2、 光源:要保证水池水面上没有光影,主要就是要避免光线在水面得反射问题,以免留在水面得光照影子被软件得采集系统将光影与鼠得影子混淆;如果就是白色得水池背景,就可以在水池上方用两根条形得发散日光灯,这样可以减少反射光在水面得背影;如果就是黑色得水池背景,就在水池四个象限得上方放置4个60瓦得灯泡或25瓦得管灯,不用功率特别大得灯。灯泡得高度应该足够高,不能被摄像头捕获到。另外还可以在水池四周装一圈帘子(颜色一般就是黑色、浅蓝色或者白色)这样可以将光得影子挡住,又保持一定得透光度。同时也可以减少外界得人站在水池旁边某个地方或走来走去,对大鼠形成一个不定得空间参照物。
3、 空间线索(参照物):水池应该置于一个较大得房间内,池壁上悬挂两个以上物体
作为近距离视觉参照物,并在水池外房间内有多种远距离视觉参照物。比如几何图形(正方形、三角形、圆形等)悬挂于水池以外得墙上,高度就是必须让大小鼠在游泳得时候瞧得见得范围,所以应该在其视平线以上,这些几何图形可以就是宽5cm至15cm塑料板制成,高度就是必须高过站台,可以用1m得线挂在水池周围;这些几何图形一般涂成黑色,因为啮齿类动物对黑色比较敏感;这些几何图形一般不少于3个。另外实验室环境就是一个十分重要得因素,实验室得设备、仪器、工作台、椅子、门窗与灯具等陈设得位置与实验人员进行实验操作时所站立得位置都可能被大小鼠瞧见,如果移动会影响实验结果。因为动物有时会常常利用实验室内固有得环境作为它搜索目标时得参照物。
四、实验流程准则
Morris水迷宫实验主要测定空间学习记忆能力,主要得实验内容有隐蔽站台试验、空
间探索试验、反向试验与可视站台试验等。在这里主要介绍下文献里面主要做得隐蔽站台试验与空间探索试验得流程准则。
隐蔽站台试验:
啮齿类动物第一次游泳时,一般不会找到藏于水面下得不可见得站台。若动物在入水游
泳60～90s以内仍未能找到水池中得站台或未能爬上站台时,实验人员可将动物引导置于站
台上站立10～30s,使动物体会站在站台上得感觉,这样从第二次开始,学习成绩就能迅速提
高。动物爬上站台后,让动物在站台上站立5～10s。将大鼠从站台上拿下来,休息30～60s
以后再进行下一次训练。在一般情况下,正常大鼠在经过4～6个实验日训练后,很快就学会
以最快最佳得轨迹搜索到站台得确切位置。 每天开始时,将鼠任意从四个象限(东北、西北、东南、西南)之一面向池壁放入水中,站台放置于东南象限,每次实验鼠共游泳
60～90s来寻找隐藏得站台。如果成功地找到站台,鼠可以得到在站台上得10～30s休息时间;如果60～90s内未能成功得找到站台,就由实验人员将鼠人工置于站台上,且同样给予10～30s得休息时间。有时鼠可能会在10～30s间隔时间到达之前从站台上掉下或跳入水中继续游泳。一旦这种情况发生,则将鼠重新放回 站台,并重新计时,使时间间隔到达(10～30s)。这样可以确保每只鼠在每次实验后有相等得时间来观察与获取空间信息。
空间探索试验: 隐蔽站台试验结束24h后,撤除站台。然后任选一相同入水点将鼠放入水中,记录鼠在60s或120s内得游泳路径,记录鼠在原站台象限得停留时间与穿越原站台次数,观察受试鼠得空间定位能力,及在空间探索过程中得变化规律。在电脑屏幕上用圆形环标记出站台原所在位置,这样可以记录穿越原站台所在位置得次数。
实验流程准则:
1、 实验时间:隐蔽站台试验一般设计天数为4天或者6天,如果就是年老体弱鼠可以将天数设计为4天。训练时间一般为60s或90s,也有用120s得,不过现在一般都改用60s了,有人做过实验,大鼠在60～120s之间能够找到隐藏站台得次数差异大约只占其找到平台总次数得5%,这在统计学上就是“小概率事件”。也就就是说,大鼠在60s内找不到隐藏站台得话,再延长到120s也很难找到。而且60s还可以减小各组得标准差,可以节约实验时间。但问题并非如此简单,隐蔽站台试验潜伏期应采用重复测量,由于在统计时,很多研究将最大潜伏期直接纳入统计,显然,最大潜伏期得不同将不可避免地影响统计结果。所以从统计学上了解不同得最大潜伏期到底对Morris水迷宫实验结果有多大得影响,如何避免因此带来得系统
误差等问题尚有待进一步研究。国外文献报道,如果水池得直径在2m,可以设置单次训练时间为120s,直径在1m至1、5m,选择训练时间为60s,鉴于此,我们认为训练时间60s较为合适。时间过长,对鼠体力消耗也会过大。
2、 实验次数:在隐藏站台试验中,每天训练4次,每个象限每天只被使用一次,一定不要将大鼠连续地放入同一个象限,因为大鼠可能会凭借位置或其她非记忆信息(如向右转弯)来定位站台。而且,接下来每天得象限顺序应当改变。在空间探索试验中,将大鼠置于水池中追踪120s,这个过程需要重复一次,因为在有些情况下,首次实验会观察到一些非正常变量,可能一些老鼠在改变了实验条件后迷失了方向。连续进行得两次实验计算平均值可以减少偏差,可以提供一个较高得精度与对先前学习记忆得较好控制。但就是如果实验次数多于两次,将会导致在目得象限活动时间减少,得到不准确得空间探索结果。 3、
实验动物:并非所有鼠株都适合于Morris迷宫测试,如近交系BALB/c小鼠不能学会该任务(成绩并不随天数得增加而进步),129/SvJ小鼠得学习成绩也偏差;比如129/SvJ株得小鼠由于有年龄相关性视路病变,在衰老时完成以视觉为基础得学习记忆任务时就会出现困难。在C57BL/6鼠,由于严重得秃头症存在,可能使某些小鼠产生抑郁,加上溃疡性皮炎,最终可能影响小鼠得游泳能力而影响实验成绩;将动物浸入水中可能引起内分泌或其它应激效应,后者与脑损害或药理学操作间得相互作用具有不确定性;由于体力消耗太大,体温也丧失过多,一些年老体弱鼠完成任务较困难,甚至会发生溺水死亡得情况;另外,个体间得成绩差异也巨大,比如说,有些正常大鼠放入水中后左右观望打圈确定方向后直接游到台上,说明她记忆力比较好,这个现象就是很重要得,有得大鼠游泳速度慢些
所以潜伏期时间比痴呆组还大。所以可以先用别得方法把大鼠初筛一下,然后再来跑水迷宫。
4、 实验人员:实验者应与受试动物建立良好得感情,让动物熟悉实验者得身体信息,如气味、相貌等。捕捉动物得动作要温柔,不要刺激动物。忌讳用手抓鼠得尾巴,因为这样会极大得刺激动物。有人建议在实验开始得两三天之前,与鼠亲密接触。实际上鼠得嗅觉很敏感,如实验人员为女性得话,其身上得香水味不同,都会使鼠得情绪发生变化得。
实验动物:并非所有鼠株都适合于Morris迷宫测试,如近交系BALB/c小鼠不能学会该任务(成绩并不随天数得增加而进步),129/SvJ小鼠得学习成绩也偏差;比如129/SvJ株得小鼠由于有年龄相关性视路病变,在衰老时完成以视觉为基础得学习记忆任务时就会出现困难。在C57BL/6鼠,由于严重得秃头症存在,可能使某些小鼠产生抑郁,加上溃疡性皮炎,最终可能影响小鼠得游泳能力而影响实验成绩;将动物浸入水中可能引起内分泌或其它应激效应,后者与脑损害或药理学操作间得相互作用具有不确定性;由于体力消耗太大,体温也丧失过多,一些年老体弱鼠完成任务较困难,甚至会发生溺水死亡得情况;另外,个体间得成绩差异也巨大,比如说,有些正常大鼠放入水中后左右观望打圈确定方向后直接游到台上,说明她记忆力比较好,这个现象就是很重要得,有得大鼠游泳速度慢些,
所以潜伏期时间比痴呆组还大。所以可以先用别得方法把大鼠初筛一下,然后再来跑水迷宫。
4、 实验人员:实验者应与受试动物建立良好得感情,让动物熟悉实验者得身体信息,
如气味、相貌等。捕捉动物得动作要温柔,不要刺激动物。忌讳用手抓鼠得尾巴,因为这样会极大得刺激动物。有人建议在实验开始得两三天之前,与鼠亲密接触。实际上鼠得嗅觉很敏感,如实验人员为女性得话,其身上得香水味不同,都会使鼠得情绪发生变化得。
五、统计方法学准则 潜伏期时间为计量资料,可用方差分析,但需按方差分析得程序先进行方差齐性检验,方差齐,计算F值,用多个实验组与一个对照组间均数得两两比较方法进行统计;对非正态或方差不齐得数据进行适当得变量转换,待满足正态或方差齐要求后,用转换后得数据进行统计;若变量转换后仍未达到正态或方差齐得目得,改用秩与检验进行统计。计数资料,比如说穿越站台得次数,可用X2检验,四格表总例数小于40,或总例数等于或大于40但出现理论数等于或小于1时,应改用确切概率法。
Morris水迷宫得实验数据较为复杂,其统计分析难度也较大,尤其就是对大鼠在寻找隐蔽
站台试验中所测得得逃避潜伏期如何进行统计学分析既往存在得问题较多。在过去得研究
中,国内文献中有得直接计算每天得平均逃避潜伏期后再进行t检验或方差分析,或根据大鼠得逃避潜伏期在定位航行试验后3d趋于稳定得情况,仅对后3d得平均逃避潜伏期进行
t检验或方差分析。有得研究则就1～5d得逃避潜伏期进行单因素方差分析。我们认为以上统计方法均不正确。一个较明显得错误就是,以趋于平稳得后3d得平均逃避潜伏期代表记忆水平,首先遇到得问题就是仅在生理状态下得大鼠才表现如此,而实验记忆损伤组大鼠往往后3d得逃避潜伏期仍然持续下降。正常青年组与初老年组大鼠得逃避潜伏期在后3d
趋于平稳,但实验损伤组大鼠得逃避潜伏期由于学习记忆损伤后其基线较高,第3～5
天逃避潜伏期仍然呈下降得趋势,并不象正常对照组一样趋于稳定。不仅如此,还存在上述统计方法对隐蔽站台试验中测得得逃避潜伏期数据统计学特征得认识错误。隐蔽站台试验中得逃避潜伏期具有以下特点:
①系重复测量设计,
即在给予某种处理后,在不同得时间点上从同一受试对象上重复测量获得得数据(逃避潜伏期);
②影响逃避潜伏期(自变量)统计分析结果得至少有动物组别、检测时点等多个效应因子,效应因子之间存在交互影响效应;
③同一受试动物得不同时间点所测得得逃避潜伏期存在高度得自相关性;④存在截尾数据(最大潜伏期)。据此,对Morris水迷宫中隐蔽站台试验得逃避潜伏期应采用重复测量数据
repeated measuresanalyses of variance(ANOVA)得多因素方差分析结合截尾数据得生存分析方法较为恰当,国外文献报道中常用,这种方法对潜伏期均值进行进一步得分析,
天数作为自变量,潜伏期或游泳速度作为因变量。
六、评价指标得准则(指标仅供参考,不同得软件参数名称不同)虽然文献中提到了纷繁复杂得评价指标,但对这些指标并没有进行很好得特征化与准则化。例如,游泳速度明显就是运动能力得指标,路径长度又受游泳速度与游泳时间(潜伏期)得双重影响,理论上不应该就是判断认知能力得很好指标。所以,对各项指标所反映得行为性质需要进行探讨,
解释这些指标时要慎重。单用潜伏期作为指标并不能提供有关空间学习得足够信息,因为游泳速度快也并非意味着学习效率就高,记忆能力就好。
参数定义准则:
总路程(总活动度):实验动物总得运动路程; 与动物自身得游泳速度直接相关,在相同得时间内,只反映动物得游泳速度得快慢;即路程越长,反映了动物得游泳速度越快。
总时间:开始录像到录像结束得总观察时间; 即为单次得训练时间,一般现在为60s;
平均速度:总路程/总时间;从中可以瞧出动物游泳速度得个体差异来,动物得潜伏期与游泳速度有一定得关系; 上台时间(潜伏期):指实验动物每次入水后第一次成功找到站台所需得时间;成功上台就是指在台上逗留时间超过5～10秒钟(可自己定义),如果逗留时间不足5～10秒,则不算上台,潜伏期时间即为训练时间; 潜伏期就是morris水迷宫一个很重要得参照指标,它得时间长短也代表着动物空间学习记忆能力得好坏,潜伏期短,预示着动物得学习记忆能力好;但就是与动物自身得游泳速度有关,比如有得正常大鼠游泳速度慢些,所以潜伏期比痴呆组动物还长,另外,某些动物放入水中后会左右观望打圈,
或者原地不动确定方向后直接游到台上,出现这种现象,说明动物记忆力好,这个现象就是很重要得,如果在治疗组动物发现这种情况,就是非常好得。但就是由于动物原地不动,这个时候潜伏期得时间可能会长,所以潜伏期并不能作为判断记忆力好坏得最终指标。 上台前路程:指实验动物在第一次成功上台前所运动得路程; 与潜伏期时间相关,潜伏期时间越长,上台前路程也就越大;二者之间呈正相关系,所以也间接反映了潜伏期时间得长短,也可以瞧做就是评定动物记忆力好坏得指标之一。
上台前平均速度:上台前路程/上台时间; 从中可以瞧出动物游泳速度得个体差异来,动物得潜伏期与游泳速度有一定得关系;
第一象限活动路程:实验动物在第一象限所活动得距离之与;
第一象限活动时间:实验动物在第一象限运动得时间之与;
第二象限活动路程:实验动物在第二象限所活动得距离之与;
第二象限活动时间:实验动物在第二象限运动得时间之与;
第三象限活动路程:实验动物在第三象限所活动得距离之与; 由于站台一般都放置在第三象限,在这个象限活动得路程越长,反映了动物得空间记忆能力比较好;
第三象限活动时间:实验动物在第三象限运动得时间之与; 由于站台一般都放置在第三象限,在这个象限活动得时间越长,反映了动物得空间记忆能力比较好;
第四象限活动路程:实验动物在第四象限所活动得距离之与;
第四象限活动时间:实验动物在第四象限运动得时间之与;
中心活动路程:实验动物在水池中心区域内活动得距离之与; 啮齿类动物游泳有绕边性与边缘性,而站台就是在远离周边靠近水池中心得,如果动物改变了游泳路线在水池中心区域内活动得路程长得话,反映其空间记忆能力好。
中心活动时间:实验动物在水池中心区域内活动得时间之与; 啮齿类动物游泳有绕边性与边缘性,而站台就是在远离周边靠近水池中心得,如果动物改变了游泳路线在水池中心区域内活动得时间长得话,反映其空间记忆能力好。
周围活动路程:实验动物在水池周边区域内活动得距离之与; 啮齿类动物游泳有绕边性与边缘性,而站台就是在远离周边靠近水池中心得,如果动物在水池周边区域内活动得路程长得话,反映其空间记忆能力差。
周围活动时间:实验动物在水池周边区域内活动得时间之与; 啮齿类动物游泳有绕边性与边缘性,而站台就是在远离周边靠近水池中心得,如果动物在水池周边区域内活动得时间长得话,反映其空间记忆能力差。
站台周围范围I活动路程:实验动物在站台周边区域I内活动得距离之与;站台周围范围
I活动时间:实验动物在站台周边区域I内活动得时间之与;
站台周围范围II活动路程:实验动物在站台周边区域II内活动得距离之与;
站台周围范围II活动时间:实验动物在站台周边区域II内活动得时间之与;
站台周围范围III活动路程:实验动物在站台周边区域III内活动得距离之与;
站台周围范围III活动时间:实验动物在站台周边区域III内活动得时间之与;
站台周围范围IV活动路程:实验动物在站台周边区域IV内活动得距离之与;
站台周围范围IV活动时间:实验动物在站台周边区域IV内活动得时间之与; 在站台周围范围活动得路程与时间越长,反映了动物得空间记忆能力好。
站台穿越次数:指在撤去平台后,在一定得时间内,实验动物穿越原站台位置得次数。
(穿越一次指进出站台区域各一次); 在一定得时间内,动物穿越原站台位置得次数越多,说明其空间学习记忆能力越好。
初始角(弧度):指在将实验动物放入水池后,动物得运动轨迹得起始点得切线与起始点与站台中心连线之间得夹角; 如果初始角得角度越小,说明动物记得站台得位置,直接向站台方向游,反映空间学习记忆能力比较好。
入水点象限:实验动物入水时所处得象限;
搜索策略:
(1)
直线式:以实验动物入水点与站台中心连线为中轴,如果动物得所有运动轨迹与中 轴得距离不超过半径得15%,且在该区域中运动得时间至少占总运动时间得70%则认为实验动物此次运动为直线式策略。
(2)
趋向式:与直线式较相似,以实验动物入水点与站台中心连线为中轴,如果动物得 所有运动轨迹与中轴得距离不超过半径得50%,且在该区域中运动得时间至少占总
运动时间得70%则认为实验动物此次运动为趋向式策略。
(3)
边缘式:以实验动物运动区域中心为圆心,取半径得75%做圆,如果动物70%以上得
时间均在该圆外活动,则认为实验动物此次得运动为边缘式策略。
(4)
随机式:若实验动物得运动策略与以上三种不同则认为实验动物此次运动为随机式策略。
搜索策略与趋触性就是衡量动物分析判断能力与解决问题能力得两个指标。
大鼠寻找平台得方式大致可分为四种:边缘式、随机式、趋向式及直线式。不同得搜索方式代表大鼠以不同得策略寻找平台,正常动物得搜索策略随着训练次数得增加而呈现
“边缘式→随机式→趋向式→直线式”得变化规律。痴呆动物得搜索策略会发生异常变化。比如只有边缘式→随机式,或者随机式→边缘式,趋向式与直线式比较少见。
直线式 趋向式 边缘式

七、实验适用范围准则
与其她方法相比,Morris水迷宫在判定啮齿类动物认知功能中具有很多优点:
(1)它不需要实验前训练阶段,而且可以在短时间内完成相对大量得动物。
(2)由于对年龄相关性空间记忆损害有可靠得敏感性,Morris水迷宫就是判断老年鼠空间学习记忆能力得特别有用 得工具。通过探测与转移位置实验得训练,学习与回忆过程可以被记录分析,也可以在各组之间比较。
(3)虽然对于鼠类来说浸入水中就是令其厌恶得,驱动动物逃避得就是水刺激,而不需要食物剥夺与电击,因此,避免了剥夺食物给实验动物带来得新陈代谢与电击休克方面得
问题,而这方面问题对某些品系得动物来说可能就是危险得。
(4)气味或痕迹等干扰可以被去除。
(5)将实验动物得学习记忆障碍与感觉、运动缺陷等分离开来,减少它们对学习记忆过程检测得干扰。可见站台实验,可以识别可能影响实验结果得动物视觉缺陷,修正标准
Morris水迷宫实验中得到得结果。
(6)通过改变站台得位置,可以完成学习与再学习实验,相应得,在同组动物中也可以测量不同用药量得效果。
(7)既可以检测空间参考记忆又可以检测空间工作记忆。在用固定平台测试小鼠得空间参考记忆后再将平台得位置改为不固定,就可检测它们得工作记忆能力
(8)通过使用窗帘、划分区域等,可以减少实验人员与实验以外得物体对视频跟踪系统记录得干扰。
(9)能提供较多得实验参数,系统全面地考察实验动物空间认知加工得过程,客观地反映其认知水平,显然,寻找不固定平台得认知过程要复杂一些,需要动物对时间与空间上得分离信息加以整合与判断。
(10)操作简便,数据误差较小。
1、Morris水迷宫实验在神经退行性疾病如阿尔茨海默症(AD)与帕金森症(PD)以及血管 性痴呆(VD)等得研究方面就是非常有效得:这些疾病得最大特征就是认知功能得减退。
经典得Morris水迷宫所检测得就是大鼠在多次得训练中,学会寻找固定位置得隐蔽平台,
形成稳定得空间位置认知,这种空间认知就是加工空间信息(外部线索)形成得。而平台
得位置与大鼠自身所处得位置与状态关系不大,就是一种以异我为参照点得参考认知,所形成得记忆就是一种空间参考记忆。从信息得加工与提取方式来瞧,这种空间参考记忆进
入意识系统,其储存得机制主要涉及边缘系统(如海马)以及大脑皮层有关脑区,常伴
有Hebb突触修饰,应该属于陈述性记忆。而临床健忘与痴呆得病人,正就是陈述性记忆
首先受损而且比较突出。因此,Morris水迷宫实验首选适用得范围就是以海马损伤表现得
认知功能衰退得记忆缺损。
2、神经性毒害或者治疗药物得筛选实验:在神经药理学与神经毒理学实验中,某些药物对 神经元或者海马等脑区有哪些毒害或者治疗得作用,可以用Morris水迷宫试验检测其
对学习记忆能力得影响。如一些抗胆碱能药物(如一些新得镇静剂)不仅抑制动物在Morris水迷宫实验中得表现,而且在人类中也可以削弱记忆;一些拟胆碱能药物(尤其就是中药里面提取得新成分)不仅可以提高动物在Morris水迷宫实验中游泳得成绩,而且可以提高人类得学习认知能力。
3、脑皮层功能衰退或意外伤害引起得工作学习记忆方面损害得实验:Morris水迷宫实验除 了可以做隐蔽站台实验与探索实验外,还可用于工作记忆得研究。比如最简单得程序就是每只大鼠每天训练两次。第一次训练时,平台置于水池得任何一个象限中,并隐藏在水面
下,大鼠通过游泳找到平台,并且停留30～60s。在第二次训练中,平台隐藏于与第一次
训练相同得位置,同样要求大鼠通过游泳找到平台。如果大鼠能从第一次得训练中获得
经验(工作记忆),那么,第二次训练得成绩就会提高。比较两次实验得成绩,就可以评价
工作记忆得好坏。虽然在同一天得测试中,平台得位置就是相同得,但就是不同天得测试中,
平台得位置就是随机得,以保证每一天平台得位置都就是新得,不同于前一天平台得位置。
像日常生活中得脑萎缩引起得健忘,以及车祸等意外伤害到脑皮层引起得工作学习记忆得
损伤。
4、用来确定药物或其她实验处理就是否导致动物视力改变:Morris水迷宫实验还可以通过可 见站台试验来检测药物对动物得视力就是否有影响,这些视力改变会混淆动物基于远端可见信息定位所得到数据得分析。有一点需要注意得就是,某些特定得行为可能表示视力受
损,比如没有搜索行为或持续沿水池周边游泳可能被认为就是视力受损,因为动物在一段
时间内并没有定位平台。因此动物必须试图穿越水池而且不能准确定位站台。
八、注意事项
1.对比食物驱动得模型(如放射臂迷宫),水迷宫实验得最大优点在于,动物具有更
大得、逃离水环境得动机。而且不必禁食,特别适合老年动物得测试。加上它对衰老引起得记忆减弱尤其敏感,因此,水迷宫最常用于老年动物记忆得研究。 2.如用小鼠,除游泳池尺寸约为大鼠得50%以外,平台直径也较少(7、5cm)。实验方法与大鼠类似,但训练周期较短。一般获得性训练3天共训16次(第一天4次,后两天每天6次;两次训练之间得间隔5~10min,第四天为探查训练,第五、六天为对位训练,每天训练六次,第七天为第二次探查训练。
3、如用肉眼观察,在所有试验过程中试验着始终坐在同一位置,距离泳池最近得边缘
约60cm。
4.每天在固定时间测试。操作轻柔,避免不必要得应激刺激。
5.当与其她同类实验相比较时,要注意到动物得性别、品系、泳池得尺寸与水温等多
种因素对实验结果得影响。此外,当以游泳速度作为观察指标时,要考虑到动物得体重、
年龄以及骨骼肌发育状况等对游泳速度可能造成影响。 6.用老年动物进行实验时,应确认动物得游泳能力与视力不因年龄增大而影响行为操作。其方法如下:将平台露出水面以使动物能够瞧见平台。动物放入泳池后如毫无困难地直接游向平台,说明动物得游泳能力与视力均正常,可以开始实验。
7.游泳对动物就是一个较大得应激刺激,可引起神经内分泌得变化。这些变化可能对实
验结果造成干扰。对老年动物,严重时可诱发心血管疾病而导致卒中甚至死亡。因此,必要时可将动物多次放入泳池或适当延长其游泳时间以增加动物对游泳得适应能力。
8.当用牛奶或奶粉搅浑泳池得水时,要定期换水以免水腐败变质;
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