動物行為學研究中八臂迷宮實驗的改良方法
實驗介紹
八臂迷宮是一種研究動物空間記憶的迷宮模型，主要用于不同藥物處理以及疾病模型下動物學習、記憶、覓食策略、空間認知等多方面的研究。它由八邊形中央區(qū)和與其連接的八條工作臂組成。實驗者通過在特定食餌臂末端放入食餌作為對進入該臂的獎賞，而在其余臂內不放食餌或通過刺激手段懲罰實驗動物的方式對實驗動物進行迷宮覓食訓練。動物在饑餓驅使下探索迷宮尋找食餌，通過一定時間的訓練后，可對迷宮各臂進行自由探索并成功躲避沒有食餌的工作臂完成覓食。通過水，電等刺激 - 應答模塊建立完整的條件、非條件環(huán)境刺激，配合視頻采集系統(tǒng)記錄實驗動物覓食或逃避策略，提供靈敏且易于操作的技術以分析不同藥物處理或疾病模型損傷對記憶相關腦區(qū)的影響，用于評估發(fā)育神經損傷處理對嚙齒類動物空間學習記憶認知的影響。
目前大多文獻采用的傳統(tǒng)八臂迷宮實驗方法在實際操作中的訓練周期長達 2~4周。實驗動物成功躲避無誘餌臂端快速找到食餌臂端概率較低，且單次探索時間長或是訓練次數過多，不能在短時間合理訓練頻率下有效評估空間學習記憶能力，無法方便服務于實驗者快速有效完成實驗。為此
本實驗應用改良電加熱條件刺激八臂迷宮裝置探索新型八臂迷宮實驗方法。
箱體: 標準大鼠八臂迷宮箱體，尺寸為單臂長 425 mm，寬145 mm，高 225 mm;
獎勵食餌: 經輻照滅菌的市售生瓜子仁;
懲罰裝置: 4 個電輔熱裝置，尺寸 100 mm × 100 mm，
參考物: 各臂內貼不同形狀參考物(以加強實驗過程中動物對周圍環(huán)境的記憶) 。
實驗方法
第1日：讓大鼠適應迷宮環(huán)境。將禁食 12h的2組大鼠隨機各再分為5組，每組2只。將迷宮閘門同時打開并在各臂末端及中央區(qū)域各投放5個瓜子仁作為食餌，2只大鼠同時放入迷宮中央區(qū)域, 讓其自由攝食、探究10min，每日訓練 2 次。以大鼠后肢完全進入臂門記為進入該臂1次。
第2日：重復第1日的訓練。實驗人員于訓練開始前輕柔安撫動物5~10 min，使其放松地自由探索迷宮環(huán)境。
第3日：迷宮及食餌位置保持不變，每只大鼠單獨進入迷宮訓練，使其大膽獨自探索迷宮環(huán)境。每只鼠在單次訓練結束后用體積分數 75% 酒精噴灑擦拭箱體以去除氣味滯留。
第4日：為對照組大鼠設定特定食餌臂以及空食餌臂，例如1號動物食餌臂1，3，5，6; 空食餌臂為 2 ，4 ，7 ，8 。實驗組大鼠設定固定食餌臂及電加熱懲罰臂，例如: 1號動物食餌臂為2，4，5，8；電加熱懲罰臂為 1，3，6，7。在每個食餌臂投放1顆瓜子仁作為食餌。電加熱懲罰裝置溫度設定為 60 ℃。電加熱懲罰臂末只放置電加熱裝置而不放食餌。實驗者將大鼠輕柔地放入至八臂迷宮中央，適應環(huán)境 30 s 后同時打開閘門讓其自由探究直至吃完食餌或總探索時間達10min結束訓練，每日訓練2次。
第5至第7日；重復第4日的訓練。
第8日：連接VisuTrack視頻軌跡跟蹤采集系統(tǒng)，設定大鼠編號及采集信息，只在對應編號的食餌臂放置1顆瓜子仁作為食餌，而在其他臂中不做任何處理。每只鼠在實驗結束后用體積分數75%乙醇噴灑擦拭箱體以去除氣味滯留。實驗者輕柔地將大鼠放置于迷宮中央，適應環(huán)境30s后同時打開閘門并開始記錄其自由探究運動軌跡。軟件分析2組大鼠移動距離、移動速度、總體耗時、參考記憶錯誤以及工作記憶錯誤等實驗指標，以評估兩種方法對大鼠空間學習記憶探索能力。工作記憶錯誤(working memory errors)，即在同一次實驗中大鼠再次進入已經吃過食餌的臂; 參考記憶錯誤(reference memory errors), 即在一次實驗中動物進入非食餌臂。
運動軌跡圖
通過VisuTrack視頻軌跡跟蹤系統(tǒng)軌跡可見，對照組大鼠在傳統(tǒng)方式訓練7d后無法達到八臂迷宮實驗追蹤測試標準，而實驗組大鼠在改良實驗方法訓練7日后均達到八臂迷宮實驗追蹤測試標準。
八臂迷宮是一種研究動物空間記憶的迷宮模型，主要用于不同藥物處理以及疾病模型下動物學習、記憶、覓食策略、空間認知等多方面的研究。它由八邊形中央區(qū)和與其連接的八條工作臂組成。實驗者通過在特定食餌臂末端放入食餌作為對進入該臂的獎賞，而在其余臂內不放食餌或通過刺激手段懲罰實驗動物的方式對實驗動物進行迷宮覓食訓練。動物在饑餓驅使下探索迷宮尋找食餌，通過一定時間的訓練后，可對迷宮各臂進行自由探索并成功躲避沒有食餌的工作臂完成覓食。通過水，電等刺激 - 應答模塊建立完整的條件、非條件環(huán)境刺激，配合視頻采集系統(tǒng)記錄實驗動物覓食或逃避策略，提供靈敏且易于操作的技術以分析不同藥物處理或疾病模型損傷對記憶相關腦區(qū)的影響，用于評估發(fā)育神經損傷處理對嚙齒類動物空間學習記憶認知的影響。
本實驗應用改良電加熱條件刺激八臂迷宮裝置探索新型八臂迷宮實驗方法。
箱體: 標準大鼠八臂迷宮箱體，尺寸為單臂長 425 mm，寬145 mm，高 225 mm;
獎勵食餌: 經輻照滅菌的市售生瓜子仁;
懲罰裝置: 4 個電輔熱裝置，尺寸 100 mm × 100 mm，
參考物: 各臂內貼不同形狀參考物(以加強實驗過程中動物對周圍環(huán)境的記憶) 。
實驗方法
第1日：讓大鼠適應迷宮環(huán)境。將禁食 12h的2組大鼠隨機各再分為5組，每組2只。將迷宮閘門同時打開并在各臂末端及中央區(qū)域各投放5個瓜子仁作為食餌，2只大鼠同時放入迷宮中央區(qū)域, 讓其自由攝食、探究10min，每日訓練 2 次。以大鼠后肢完全進入臂門記為進入該臂1次。
第2日：重復第1日的訓練。實驗人員于訓練開始前輕柔安撫動物5~10 min，使其放松地自由探索迷宮環(huán)境。
第3日：迷宮及食餌位置保持不變，每只大鼠單獨進入迷宮訓練，使其大膽獨自探索迷宮環(huán)境。每只鼠在單次訓練結束后用體積分數 75% 酒精噴灑擦拭箱體以去除氣味滯留。
第4日：為對照組大鼠設定特定食餌臂以及空食餌臂，例如1號動物食餌臂1，3，5，6; 空食餌臂為 2 ，4 ，7 ，8 。實驗組大鼠設定固定食餌臂及電加熱懲罰臂，例如: 1號動物食餌臂為2，4，5，8；電加熱懲罰臂為 1，3，6，7。在每個食餌臂投放1顆瓜子仁作為食餌。電加熱懲罰裝置溫度設定為 60 ℃。電加熱懲罰臂末只放置電加熱裝置而不放食餌。實驗者將大鼠輕柔地放入至八臂迷宮中央，適應環(huán)境 30 s 后同時打開閘門讓其自由探究直至吃完食餌或總探索時間達10min結束訓練，每日訓練2次。
第5至第7日；重復第4日的訓練。
第8日：連接VisuTrack視頻軌跡跟蹤采集系統(tǒng)，設定大鼠編號及采集信息，只在對應編號的食餌臂放置1顆瓜子仁作為食餌，而在其他臂中不做任何處理。每只鼠在實驗結束后用體積分數75%乙醇噴灑擦拭箱體以去除氣味滯留。實驗者輕柔地將大鼠放置于迷宮中央，適應環(huán)境30s后同時打開閘門并開始記錄其自由探究運動軌跡。軟件分析2組大鼠移動距離、移動速度、總體耗時、參考記憶錯誤以及工作記憶錯誤等實驗指標，以評估兩種方法對大鼠空間學習記憶探索能力。工作記憶錯誤(working memory errors)，即在同一次實驗中大鼠再次進入已經吃過食餌的臂; 參考記憶錯誤(reference memory errors), 即在一次實驗中動物進入非食餌臂。
運動軌跡圖
通過VisuTrack視頻軌跡跟蹤系統(tǒng)軌跡可見，對照組大鼠在傳統(tǒng)方式訓練7d后無法達到八臂迷宮實驗追蹤測試標準，而實驗組大鼠在改良實驗方法訓練7日后均達到八臂迷宮實驗追蹤測試標準。
八臂迷宮又稱放射性迷宮，該裝置已廣泛應用于檢測藥物作用或疾病模型損傷下嚙齒類動物大腦空間學習記憶能力。八臂迷宮實驗準確敏感地反映腦空間學習記憶功能，使其成為檢測嚙齒類動物空間記憶的重要實驗方法之一�？臻g記憶又分為參考記憶和工作記憶。工作記憶屬于程序性記憶范疇，是在皮層 -紋狀體系統(tǒng)調控下完成的對進行中工作任務的重要信息的短期存儲；參考記憶則是空間定位物體本身以及物體與食餌的相對關系。海馬結構在短期記憶向長期記憶轉變和空間學習記憶功能中發(fā)揮至關重要作用。
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標簽：
八臂迷宮 動物實驗
