八臂迷宮實驗方法

八臂迷宮（radial arm maze）實驗也是最為常用的評價動物學習記憶能力的模型之一，由Olton等人于20世紀70年代中期建立。其基本依據(jù)是，控制進食的動物受食物的驅(qū)使對迷宮各臂進行探究；經(jīng)過一定時間的訓練，動物可記住食物在迷宮中的空間位置。該方法可同時測定動物的工作記憶（working memory）和參考記憶（reference memory）。所用動物包括大鼠、小鼠和鴿子。這一模型對腦區(qū)毀損和多種藥物均很敏感。后者包括乙醇、東###（抗膽堿能藥）和MK-801(NMDA受體拮抗劑)等。

• （一）   實驗設備 

實驗多數(shù)采用八臂放射迷宮，也有采用 十二臂或者二十四臂迷宮。這里介紹上海欣軟信息科技有限公司（）生產(chǎn)的八臂迷宮。每個臂長41.9cm，寬11.4cm，高10.1cm；其上有一透明蓋，兩側(cè)各有兩個相對的光電管。迷宮中央八角形區(qū)的直徑為27.4cm；上有一透明頂蓋。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．動物適應實驗環(huán)境1周后，稱重，禁食24小時。此后每天訓練結(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，重復第二天的訓練。這一過程讓動物在沒有很強的應激條件下熟悉迷宮環(huán)境。

4．第四天起，動物單個進行訓練：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)，重復前一天的訓練，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。每天訓練兩次，其間間隔1h以上。

記錄以下4個指標：1工作記憶錯誤（working memory errors）,即在同一次訓練中動物再次進入已經(jīng)吃過食粒的臂；2參考記憶錯誤（reference memory errors ），即動物進入不曾放過食粒的臂；3總的入臂次數(shù)；4測試時間，即動物吃完所有食粒所花的時間。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（如生理鹽水），再給削弱記憶的藥物（如東~~~~MK-801等），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。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。

• 注意事項

1．  小鼠放射迷宮設備和實驗程序與大鼠類似，但迷宮規(guī)格應比大鼠迷宮小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志。去除或移動這些標志可能使動物操作困難并降低迷宮臂選擇的準確性。

6．  根據(jù)實驗目的的不同迷宮放射臂的數(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（例如過去的迷宮學習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測試或長期記憶的測試。一般認為，工作記憶代表短期記憶，參考記憶代表長期記憶。

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