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腦聲常談丨Morris水迷宮實(shí)驗及注意事項
1. 實(shí)驗?zāi)康?/strong>
Morris水迷宮實(shí)驗通過強(qiáng)迫實(shí)驗動物游泳并尋找隱藏在水中的平臺,主要用于測試動物對空間位置感和方向感的學(xué)習(xí)記憶能力。該實(shí)驗廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老等多個領(lǐng)域,是醫(yī)學(xué)院校進(jìn)行行為學(xué)研究,尤其是學(xué)習(xí)與記憶研究的首選實(shí)驗方法。
2. 實(shí)驗原理
盡管鼠類是天生的游泳健將,但它們厭惡水中的狀態(tài),且游泳對它們來說是消耗體力的活動。因此,鼠類會本能地尋找水中的休息場所。這一行為涉及復(fù)雜的記憶過程,包括收集與空間定位相關(guān)的視覺信息,并對這些信息進(jìn)行處理、整理、記憶、加固和提取,以成功找到隱藏在水中的平臺并逃脫。
3. 實(shí)驗設(shè)備

-Morris水迷宮,型號:XR-XM101,上海欣軟-
小鼠Morris水迷宮在線檢測系統(tǒng)由不銹鋼噴塑圓柱形水池和圖像采集分析系統(tǒng)組成。水池直徑為100厘米,高38厘米。平臺直徑6厘米,高14厘米。水池按東南西北四個方向劃分為四個象限(NE、SE、SW、NW),平臺可置于任意象限中央。圖像采集分析系統(tǒng)記錄動物游泳軌跡數(shù)據(jù),用于指標(biāo)提取和分析。
4. Morris水迷宮實(shí)驗方法
定位航行實(shí)驗
實(shí)驗開始時,先將小鼠放入水池中自由游泳2分鐘,使其熟悉迷宮環(huán)境。實(shí)驗持續(xù)5天,每天在固定時間段進(jìn)行4次訓(xùn)練。訓(xùn)練時,平臺置于NW象限,小鼠從池壁四個起始點(diǎn)中的任意一點(diǎn)面向池壁放入水中。自由錄像系統(tǒng)記錄小鼠找到平臺的時間和游泳路徑。每次訓(xùn)練分別從四個不同的起始點(diǎn)放入小鼠。如果小鼠在120秒內(nèi)未找到平臺,實(shí)驗者將其引導(dǎo)至平臺并在平臺上休息15秒。每天以小鼠4次訓(xùn)練潛伏期的平均值作為當(dāng)日學(xué)習(xí)成績。
空間探索試驗
第6天撤除平臺,將小鼠從任意一個入水點(diǎn)放入水中,所有小鼠使用同一入水點(diǎn)。記錄小鼠在2分鐘內(nèi)跨越原平臺位置的次數(shù)。
注意事項
在實(shí)驗過程中,需特別注意以下外部因素,以確保實(shí)驗順利進(jìn)行并獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
5.1 實(shí)驗動機(jī)
與食物驅(qū)動的模型相比,水迷宮實(shí)驗的優(yōu)勢在于動物具有更強(qiáng)的逃離水環(huán)境的動機(jī)。實(shí)驗無需禁食,特別適合老年動物的測試。此外,水迷宮對衰老引起的記憶減弱尤為敏感,因此常用于老年動物記憶研究。
5.2 實(shí)驗時間與操作
每天在固定時間進(jìn)行測試,操作應(yīng)輕柔,避免不必要的應(yīng)激刺激。懸尾應(yīng)激會顯著損害小鼠的空間記憶及其反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的獲得和鞏固,因此實(shí)驗過程中應(yīng)避免小鼠懸尾時間過長。
5.3 實(shí)驗變量控制
與其他同類實(shí)驗相比,需注意動物的性別、品系、泳池尺寸和水溫等因素對實(shí)驗結(jié)果的影響。此外,以游泳速度作為觀察指標(biāo)時,需考慮動物的體重、年齡和骨骼肌發(fā)育狀況對游泳速度的潛在影響。
5.4 老年動物的適應(yīng)性測試
使用老年動物進(jìn)行實(shí)驗時,需確認(rèn)其游泳能力和視力不受年齡影響。可將平臺露出水面,若動物能直接游向平臺,則說明其游泳能力和視力正常,可開始實(shí)驗。
5.5 應(yīng)激控制
游泳對動物是較大的應(yīng)激刺激,可能引起神經(jīng)內(nèi)分泌變化,干擾實(shí)驗結(jié)果。對老年動物,嚴(yán)重時可能誘發(fā)心血管疾病甚至死亡。因此,可通過多次放入泳池或延長游泳時間,增加動物對游泳的適應(yīng)能力。
5.6 環(huán)境控制
水迷宮實(shí)驗對水面布光和外界環(huán)境的隔離要求較高。水面陰影和外界物體移動會干擾實(shí)驗結(jié)果,因此實(shí)驗過程中應(yīng)保持水迷宮外環(huán)境不變。
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