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一分钟学会Morris水迷宫实验的测试方法、实验步骤和注意事项
点击次数:167 发布时间:2022-04-11

Morris水迷宫是英国心理学家Morris于20世纪80年(1981)代初设计并应用于脑学习记忆机制研究的一种实验手段,其在阿尔茨海默病(AD)研究中的应用非常普 遍。较为经典的Morris水迷宫,测试程序主要包括定位航行试验和空间探索试验两个找隐藏在水中平台的一种实验,主要用于测试实验动物对空间位 置感和方向感(空间定位)的学习记忆能力。被广泛应用于学习记忆、老年痴呆、海马/外海马研究、智力与衰老等多个学科的科学研究和计算机辅助教学等领域,是医学院校开展行为学研究尤其是学习与记忆研究的经典实验。




实验目的

Morris 水迷宫实验是一种强迫实验动物(小鼠)游泳,学习寻找隐藏在水中平台的一种实验,主要用于测试实验动物对空间位置感和方向感(空间定位)的学习记忆能力。被广泛应用于学习记 忆、老年痴呆、海马/外海马研究、智力与衰老等多个学科的科学 研究和计算机辅助教学等领域,是医学院校开展行为学研究尤其 是学习与记忆研究的经典实验。

实验原理

虽然老鼠是天生的游泳健将,但是它们却厌恶处于水中的状态,同时游泳对于老鼠来说是十分消耗体力的活动,它们会本能 的寻找水中的休息场所。寻找休息场所的行为涉及一个复杂的记忆过程,包括收集与空间定位有关的视觉信息,再对这些信息进 行处理、整理、记忆、加固、然后再取出,目的是能成功的航行并且找到隐藏在水中的站台,最终从水中逃脱。

实验设备

小鼠Morris 水迷宫在线检测系统由一个ABS喷塑圆柱形水池和VisuTrack动物行为分析系统(上海欣软)两部分组成。水池直径为120cm,高50cm。平台直径6cm,高14cm。按东南西北四个方向将水池平 均划分为4个象限(NE、SE、SW、NW),象限池壁圆弧中点为可选的动物入水点,平台可置于任意一个象限的中央。VisuTrack图像采集分析系统记录动物游泳轨迹数据,用于指标的提取及分析。摄像头可以使用模拟相机,清晰度在700线以上为好,2.8mm广角镜头。

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Morris水迷宫实验方法

  • 定位航行实验(place navigation)

实验开始先将小鼠放入水池中(不放平台)自由游泳2min使其熟悉迷宫环境。实验共历时5d,每天定于固定时间段,每个时间段训练4次。训练开始时, 将平台置于 NW 象限,从池壁四个起始点的任一点将小鼠面向池 壁放入水池。自由录像记录系统记录小鼠找到平台的时间(逃避 潜伏期)和游泳路径,4次训练即将小鼠分别从四个不同的起始点 (不同象限)放入水中。Morris水迷宫实验方法小鼠找到平台后或120s 内找不到平台(潜伏期记为 120s),则由实验者将其拿上平 台,在平台上休息15s再进行下一次试验。每天以小鼠4次训练 潜伏期的平均值作为小鼠当日的学习成绩。

  • 空间探索试验(spatial probe)

第6天撤除原平台,将小鼠任选 1 个入水点放入水中,所有小鼠必须为同一入水点,记录大鼠在2min 内跨越原平台的次数。



注意事项

在实验过程中注意事项尤为重要,只有注意这些外部因素才能使实验不受影响顺利进行,而且实验数据更加准确。

1、对比食物驱动的模型,水迷宫实验的优点在于,动物具有更大的、逃离水环境的动机。而且不必禁食,特别适合老年动物的测试。加上它对衰老引起的记忆减弱尤其敏感,因此,水迷宫常用于老年动物记忆的研究。

2、每天在固定时间测试。操作轻柔,避免不必要的应激刺激。悬尾应激可显著损伤小鼠的空间记忆及其反转学习的获得和巩固,其中相对空间记忆及其反转学习的巩固受损尤为严重,所以在实验过程中避免小鼠悬尾时间过长。

3、当与其他同类实验相比较时,要注意到动物的性别、品系、泳池的尺寸和水温等多种因素对实验结果的影响。此外,当以游泳速度作为观察指标时,要考虑到动物的体质量、年龄以及骨骼肌发育状况等对游泳速度可能造成影响。

4、用老年动物进行实验时,应确认动物的游泳能力和视力不因年龄增大而影响行为操作。其方法如下:将平台露出水面使动物能够看见平台。动物放入泳池后如毫无困难地直接游向平台,说明动物的游泳能力和视力均正常,可以开始实验。

5、 游泳对动物是一个较大的应激刺激,可引起神经内分泌的变化。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的适应能力。

6、水迷宫实验过程中,水面布光和对外界环境的隔离要求很高,水面的阴影会干扰实验结果,外界工作人员或者其他物体移动会干扰实验动物的记忆,所以水迷宫外的一切物品在实验的始终要保持不变。

参考文献

[1] 薛丹,徐淑萍,刘进修,等. 水迷宫实验中三种品系小鼠学习记忆能力的比较[J]. 中国实验动物学报,2010 ,18(2):149-152.

[2] 朱丹彤,肖波,谢光洁,等. 化学点燃癫痫大鼠在水迷宫中学习记忆能力的测定[J]. 卒中与神经疾病,2003,10 (1):36-39.

[3] 冯力民,吴真,佟也芒. 用水迷宫建立大鼠空间辨别性学习记忆模型[J]. 北华大学学报(自然科学版),2007,8(1):46-49.



Morris水迷宫是利用小鼠寻找水中的休息场所的本能,通过定位航行试验和空间探索试验两个部分来测 试小鼠对空间位置感和方向感(空间定位)的学习记忆能力。在实验过程中注意事项不容忽视,只有注意这些外部因素, 才能使实验不受影响顺利进行,而且实验数据更加准确。





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