淺析Morris水迷宮的實驗的常用方法和流程準則

一、實驗的方法

Morris水迷宮實驗主要測定空間學習記憶能力，最常見的實驗內容有隱蔽站臺試驗和空間探索試驗。
 

1.1、隱蔽站臺實驗

隱蔽站臺試驗是一項用于評估嚙齒類動物空間學習記憶能力的實驗方法。在這個實驗中，動物被引入一個水池中，水池中設置有一個不可見的隱蔽站臺。嚙齒類動物在第一次游泳時通常難以找到水面下的隱蔽站臺，因為它對站臺的位置并不了解。如果在游泳的60～90秒內動物未能找到站臺，實驗人員會將動物引導至站臺上站立10～30秒，讓其體會站在站臺上的感覺。

這個引導過程有助于動物在第二次及之后的試驗中迅速提高學習成績。一旦動物爬上站臺，讓它在站臺上站立5～10秒。然后將大鼠從站臺上拿下來，休息30～60秒，再進行下一次訓練。通常情況下，經(jīng)過4～6個實驗日的訓練，大鼠往往能夠以最快最佳的軌跡找到站臺的確切位置。

每天實驗開始時，將鼠從四個象限（東北、西北、東南、西南）之一面向池壁放入水中，站臺放置于東南象限。每次實驗鼠共游泳60～90秒來尋找隱藏的站臺。如果成功找到站臺，鼠可以在站臺上休息10～30秒；如果未能成功找到，實驗人員將鼠人工置于站臺上，同樣給予10～30秒的休息時間。即使鼠在間隔時間內掉下或跳入水中，也會重新放回站臺，并重新計時，以確保每只鼠在每次實驗后有相等的時間來觀察和獲取空間信息。

這一流程中，記錄動物找到站臺的潛伏期、路徑選擇等相關行為數(shù)據(jù)，以評估其學習和記憶表現(xiàn)。通過反復實驗和訓練，嚙齒類動物逐漸學會在水池中找到隱蔽站臺的準確位置，展現(xiàn)出空間學習記憶的能力。
 

1.2 空間探索實驗

空間探索試驗是在隱蔽站臺試驗結束24小時后進行的一項實驗。在這個實驗中，首先撤除水池中的站臺，然后選擇一個與之前相同的入水點將大鼠放入水中。在接下來的60秒或120秒內，記錄大鼠的游泳路徑，包括停留在原站臺象限的時間和穿越原站臺的次數(shù)。同時觀察受試大鼠在空間探索過程中的空間定位能力，并記錄其變化規(guī)律。

為了更詳細地記錄實驗結果，可以通過visutrack在電腦屏幕上用圓形環(huán)標記出站臺原來的位置。這樣可以有效地記錄大鼠穿越原站臺位置的次數(shù)，進一步分析空間探索的行為模式。

通過空間探索試驗，研究者可以深入了解大鼠在隱蔽站臺試驗后對空間環(huán)境的認知和適應能力。觀察大鼠的游泳路徑、停留時間和穿越次數(shù)等行為數(shù)據(jù)，有助于評估其空間學習和記憶表現(xiàn)。
 

二、流程和實驗準則
 

2.1 實驗時間和訓練時間

隱蔽站臺試驗的設計天數(shù)通常為4天或6天，但對于年老體弱的實驗動物，可以考慮縮短設計天數(shù)至4天，以減輕其實驗負擔。訓練時間一般選擇在60秒或90秒之間，盡管過去有使用120秒的情況，但目前更趨向于使用60秒。這一選擇并非僅僅是為了節(jié)約實驗時間，還考慮到大鼠在60～120秒之間找到隱藏站臺的次數(shù)差異相對較小，符合統(tǒng)計學上的“小概率事件”。

2.2 隱蔽站臺試驗潛伏期的考慮

在實驗中，隱蔽站臺試驗潛伏期需要采用重復測量，以避免最大潛伏期對統(tǒng)計結果的影響。許多研究在統(tǒng)計時直接納入最大潛伏期，但其差異會不可避免地影響統(tǒng)計結果。因此，對不同最大潛伏期對Morris水迷宮實驗結果的影響，以及如何避免由此帶來的系統(tǒng)誤差等問題，需要進一步深入研究。
 

2.3 水池直徑與訓練時間的關系

根據(jù)國外文獻報道，水池直徑在2m時，可以考慮將單次訓練時間延長至120秒；而在直徑在1m至1.5m范圍內，則選擇訓練時間為60秒。這種選擇考慮到水池直徑的不同可能影響動物的訓練時間選擇，而實驗者認為在直徑為2m的水池中，訓練時間60秒更為合適，能夠平衡實驗效果和動物體力消耗。
 

2.4 實驗次數(shù)

實驗次數(shù)的安排是關鍵的步驟之一。每天進行4次訓練，確保每個象限每天只被使用一次，是為了避免大鼠依賴位置或其他非記憶信息（如向右轉彎）來定位站臺。

在空間探索試驗中，將大鼠置于水池中追蹤120秒，這個過程需要重復一次。這是因為首次實驗可能觀察到一些非正常變量，例如一些老鼠在改變了實驗條件后可能會迷失方向。通過進行兩次實驗并計算平均值，可以減少由于個體差異或外部因素引起的偏差，提供更高精度的實驗結果，同時更好地控制先前學習記憶的影響。

然而，需要注意的是，實驗次數(shù)不宜過多。如果實驗次數(shù)超過兩次，可能導致在目的象限活動的時間減少，從而得到不準確的空間探索結果。因此，在確定實驗次數(shù)時，需要在充分考慮精度和控制力的基礎上，避免過度繁瑣的實驗設計。
 

2.5  老鼠的入水象限

連續(xù)放置大鼠在同一象限可能導致它們通過非記憶性的方式找到站臺，而非真正學習空間位置。更為重要的是，每天象限的順序應當改變，以消除可能的位置偏好和非記憶性的影響。這樣做可以確保大鼠在實驗中真正依賴學習和記憶空間信息，而非簡單地依靠某種模式或偏好。

2.6 用于實驗的鼠株

在Morris迷宮測試中，并非所有鼠株都適合，因為不同鼠株可能表現(xiàn)出不同的學習和記憶能力。例如，近交系BALB/c小鼠可能無法學會該任務，而129/SvJ小鼠的學習成績可能存在偏差。對于129/SvJ株的小鼠，由于年齡相關性視路病變，在衰老時完成以視覺為基礎的學習記憶任務可能會變得困難。

同樣，C57BL/6鼠可能由于嚴重的禿頭癥而產(chǎn)生抑郁，加上潰瘍性皮炎，可能影響小鼠的游泳能力，從而影響實驗成績。將動物浸入水中可能引起內分泌或其他應激效應，與腦損害或藥理學操作的相互作用具有不確定性。此外，年老體弱的鼠可能在完成任務時面臨體力消耗過大，體溫過低等問題，甚至可能發(fā)生溺水死亡的情況。

在選擇實驗動物時，研究者需要注意個體間的成績差異。有些大鼠可能表現(xiàn)出較好的記憶力，迅速找到隱藏站臺，而另一些可能游泳速度較慢，潛伏期時間較長。這種差異可能會對實驗結果產(chǎn)生影響，因此建議在進行Morris迷宮測試之前先用其他方法對大鼠進行初篩。
 

2.7 實驗人員

實驗者應該與受試動物建立良好的感情。這可以通過讓動物熟悉實驗者的身體信息，如氣味和相貌等，來實現(xiàn)。動物對于陌生的氣味和外貌可能感到緊張，而熟悉的實驗者能夠減輕動物的緊張情緒，有助于實驗的正常進行。

抓取動物的動作需要溫柔的進行。過度的刺激可能導致動物的緊張和不安，從而影響實驗結果。在處理動物時，實驗者應當避免用手抓鼠的尾巴，因為這樣的做法會極大地刺激動物，可能引起不適和恐懼。

建議在實驗開始的兩三天之前，與鼠進行親密接觸。這是因為動物的嗅覺非常敏感，實驗者的氣味可以對動物的情緒產(chǎn)生影響。例如，如果實驗人員使用香水，動物可能對香水的味道產(chǎn)生不同的反應。因此，在實驗開始前的親密接觸可以幫助調適動物，減少外部因素對實驗結果的干擾。