八臂迷宮在動物行為實驗中學(xué)習(xí)認(rèn)知功能方面的應(yīng)用

八臂迷宮（8-Arm Maze）用來檢測藥物或大腦受損狀態(tài)下學(xué)習(xí)和記憶方面的表現(xiàn)，它由八個完全相同的臂組成，這些臂從一個中央平臺放射出來，所以又被稱為放射迷宮（Radial Maze）。八臂迷宮操作簡便、可行，而且能區(qū)分短期的工作記憶和長期的參考記憶，現(xiàn)已被廣泛用于學(xué)習(xí)記憶功能評價。

一、實驗設(shè)備
實驗多數(shù)采用八臂放射迷宮，每個臂長30cm，寬5cm，碗直徑25mmx15mm，中央?yún)^(qū)通往各臂的入口處有一活動門，用來對動物的出入臂進行控制。迷宮與計算機相聯(lián)。也可用攝像跟蹤系統(tǒng)（video tracking system）取代光電管來記錄動物在迷宮內(nèi)的活動行為。放置迷宮的房間內(nèi)有一些外部暗示（extramaze cues）。動物在迷宮內(nèi)可以看見這些暗示，并借此進行空間定位。實驗用大鼠或小鼠進行。 二、實驗方法
1．動物適應(yīng)實驗環(huán)境1周后，稱重，禁食24小時。此后每天訓(xùn)練結(jié)束后限制性地給予正常食料（據(jù)體重不同，大鼠16-20g，小鼠2-3g），以使體重保持在正常進食大鼠的80%~85%。
2．第二天，迷宮各臂及中央?yún)^(qū)分撒著食物顆粒（每只4~5粒，直徑約3~4mm）。然后，同時將4只動物置于迷宮中央（通往各臂的門打開）。讓其自由攝食、探究10min。
3．第三天，重復(fù)第二天的訓(xùn)練。這一過程讓動物在沒有很強的應(yīng)激條件下熟悉迷宮環(huán)境。
4．第四天起，動物單個進行訓(xùn)練：在每個臂靠近外端食盒處各放一顆食粒，讓動物自由攝食。食粒吃完或10min后將動物取出。
5．第五天，將食物放在食盒內(nèi)，重復(fù)前一天的訓(xùn)練，一天2次。
6．第六天以后，隨機選4個臂，每個臂放一顆食粒；各臂門關(guān)閉，將動物放在迷宮中央；30s后，臂門打開，讓動物在迷宮中自由活動并攝取食粒，直到動物吃完所有4個臂的食粒。如經(jīng)10min食粒仍未吃完，則實驗終止。每天訓(xùn)練兩次，其間間隔1h以上。
  記錄以下幾個指標(biāo)：
1.工作記憶錯誤（working memory errors）次數(shù),即在同一次訓(xùn)練中動物進入食物臂的總次數(shù)-1次；
2.參考記憶錯誤（reference memory errors ）次數(shù)，即動物進入不曾放過食粒的臂的總次數(shù)；
3.總的入臂次數(shù)；
4.成功進入潛伏期，即動物第一次進入食物臂的時間；
5.錯入潛伏期，即動物第一次進入未放食物的臂的時間；
此外，計算機還可記錄動物在放射臂內(nèi)及中央?yún)^(qū)的活動情況，包括運動距離和運動時間等。
連續(xù)5次訓(xùn)練的工作記憶錯誤為零、參考記憶錯誤不超過1次時，可以開始藥物測試或腦內(nèi)核團結(jié)構(gòu)毀損實驗。一般先給溶劑，再給削弱記憶的藥物，然后加用增強記憶的藥物，劑量由低到高。 三、計算與數(shù)據(jù)分析 
用兩個指標(biāo)評價動物的記憶，即工作記憶錯誤頻率（frequency  of  working  memory  errors） 和參考記憶錯誤頻率（frequency of reference memory errors） ,分別等于工作記憶錯誤或參考記憶錯誤與總的入臂次數(shù)的比率。用這兩個指標(biāo)分別評價工作記憶與參考記憶。同時，計算平均探究時間（average exploration time）,即測試時間與總的入臂次數(shù)之比，為評價一般運動活性的指標(biāo)。根據(jù)毀損的腦區(qū)結(jié)構(gòu)或所給削弱記憶的藥物的不同，工作記憶錯誤頻率和/或參考記憶錯誤頻率顯著增高，記憶增強藥物或治療可使這種錯誤頻率降低。

  四、注意事項
1． 小鼠放射迷宮設(shè)備和實驗程序與大鼠類似，但迷宮規(guī)格應(yīng)比大鼠迷宮小1/4~1/2，以免增加小鼠行為操作難度。
2． 本實驗也可只用來測定工作記憶。方法中唯一不同的是，在所有放射臂均放置食粒，而不是只選4個臂放置食粒。
3． 慢性應(yīng)激對動物的迷宮操作可產(chǎn)生影響，且存在性別差異。經(jīng)過慢性應(yīng)激以后，雄性大鼠記憶力減弱，表現(xiàn)為記憶錯誤頻率增加；雄性大鼠的空間記憶反而增強，表現(xiàn)為錯誤頻率減少。
4． 即使在限制進食條件下，也應(yīng)讓大鼠體重每周增加5g，以免動物因營養(yǎng)不良而患病。剔除身體狀態(tài)不良的動物。
5． 迷宮周圍的任何一件物品均可被動物用來作為空間定為的標(biāo)志。去除或移動這些標(biāo)志可能使動物操作困難并降低迷宮臂選擇的準(zhǔn)確性。
6． 根據(jù)實驗?zāi)康牡牟煌�迷宮放射臂的數(shù)目可不同，包括8、16、24、32、40和48臂迷宮。迷宮臂越少要求動物記住探究過的臂也越小，動物的行為操作就越簡單。增加臂的數(shù)目一方面增加了對動物空間記憶的要求，另一方面也引入了更多的、有必要考慮的干擾因素（例如過去的迷宮學(xué)習(xí)對目前所測記憶的影響）。所以，通常使用8臂放射迷宮，既可減少不必要的、過多臂的干擾，又可縮短訓(xùn)練和測試所花的時間。
7． 所用食物通常為小塊的、帶巧克力味（動物最喜歡的味道之一）或甜味的早餐圈（每塊10mg）；也可用液體食物（如巧克力奶或水）。后者對于測試某些影響動物對固體食物吞咽的藥物（如東###）尤為實用。
8． 影響動物迷宮操作主要有兩大因素：對迷宮或觀察者的恐懼與動物探究習(xí)性和已知放在迷宮臂內(nèi)食物的驅(qū)使�？謶忠蛩剡^強會阻止動物的迷宮操作，使動物始終停留在迷宮的某一個地方而不去探究。缺乏對食物的渴求也會產(chǎn)生類似結(jié)果，增加對動物的撫摸，必要時加高迷宮臂的側(cè)墻，有助于減少動物的恐懼。如食物的驅(qū)使作用不足，可減少食物量，但必須同時監(jiān)測體重和一般身體狀況。通常大鼠體重不應(yīng)低于禁食前的80%；對多數(shù)大鼠，體重降低15%即可。
9． 與水迷宮不同，放射臂迷宮適合反復(fù)測試或長期記憶的測試。一般認(rèn)為，工作記憶代表短期記憶，參考記憶代表長期記憶。
 
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