Morris水迷宮的實(shí)驗(yàn)方法與介紹

Morris水迷宮是英國(guó)心理學(xué)家Morris在20世紀(jì)80年代初(1981年)設(shè)計(jì)的一種實(shí)驗(yàn)方法，應(yīng)用于大腦學(xué)習(xí)記憶機(jī)制的研究。它在阿爾茨海默病(AD)研究中的應(yīng)用非常普遍。經(jīng)典的Morris水迷宮，測(cè)試項(xiàng)目主要包括定位導(dǎo)航測(cè)試和尋找隱藏在水中的平臺(tái)的空間探索測(cè)試兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，主要用于測(cè)試實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)空間位置和方向感(空間位置)的學(xué)習(xí)記憶能力。廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶、阿爾茨海默病、海馬/外海馬研究、智力與衰老等科學(xué)研究和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域。是醫(yī)學(xué)院校開展行為學(xué)研究，尤其是學(xué)習(xí)記憶研究的首選經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。
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莫里斯水迷宮實(shí)驗(yàn)(Morris water maze experiment)是強(qiáng)迫實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(小鼠)游泳，并學(xué)會(huì)尋找隱藏在水中的平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)。主要用于測(cè)試實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)空間位置感和方向感(空間方位)的學(xué)習(xí)記憶能力。它廣泛應(yīng)用于許多學(xué)科的科學(xué)研究和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域，如學(xué)習(xí)和記憶、阿爾茨海默病、海馬/海馬研究、智力和衰老等。是醫(yī)學(xué)院校開展行為學(xué)研究，尤其是學(xué)習(xí)記憶研究的首選經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)原理

雖然老鼠是天生的游泳者，但它們討厭呆在水里。同時(shí)，游泳對(duì)老鼠來說是一項(xiàng)體力消耗極大的活動(dòng)，它們本能地在水中尋找休息的地方。尋找休息地點(diǎn)的行為涉及一個(gè)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，然后進(jìn)行加工、整理、記憶、強(qiáng)化再取出，才能成功航行，找到隱藏在水中的平臺(tái)，最終逃離水面。

實(shí)驗(yàn)裝置

小鼠Morris水迷宮在線檢測(cè)系統(tǒng)由ABS噴塑圓柱池和VisuTrack動(dòng)物行為分析系統(tǒng)(上海新軟)組成。這個(gè)水池直徑120厘米，高50厘米。這個(gè)平臺(tái)直徑6厘米，高14厘米。水池按東南、西北、西北四個(gè)方向分為四個(gè)象限(東北、東南、西南、西北)。象限池壁圓弧的中點(diǎn)是動(dòng)物可選的進(jìn)入點(diǎn)，平臺(tái)可以放在任意象限的中心。VisuTrack圖像采集分析系統(tǒng)記錄動(dòng)物的游泳軌跡數(shù)據(jù)，用于提取和分析指標(biāo)。攝像頭可以用模擬攝像頭，分辨率700線以上，2.8mm廣角鏡頭。

Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)方法

• 定位航行實(shí)驗(yàn)（place navigation）

實(shí)驗(yàn)開始先將小鼠放入水池中（不放平臺(tái)）自由游泳2min使其熟悉迷宮環(huán)境。實(shí)驗(yàn)共歷時(shí)5d，每天定于固定時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段訓(xùn)練4次。訓(xùn)練開始時(shí)， 將平臺(tái)置于 NW 象限，從池壁四個(gè)起始點(diǎn)的任一點(diǎn)將小鼠面向池 壁放入水池。自由錄像記錄系統(tǒng)記錄小鼠找到平臺(tái)的時(shí)間（逃避 潛伏期）和游泳路徑，4次訓(xùn)練即將小鼠分別從四個(gè)不同的起始點(diǎn) （不同象限）放入水中。Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)方法小鼠找到平臺(tái)后或120s 內(nèi)找不到平臺(tái)（潛伏期記為 120s），則由實(shí)驗(yàn)者將其拿上平 臺(tái)，在平臺(tái)上休息15s再進(jìn)行下一次試驗(yàn)。每天以小鼠4次訓(xùn)練 潛伏期的平均值作為小鼠當(dāng)日的學(xué)習(xí)成績(jī)。

• 空間探索試驗(yàn)（spatial probe）

第6天撤除原平臺(tái)，將小鼠任選 1 個(gè)入水點(diǎn)放入水中，所有小鼠必須為同一入水點(diǎn)，記錄大鼠在2min 內(nèi)跨越原平臺(tái)的次數(shù)。

注意事項(xiàng)

在實(shí)驗(yàn)過程中注意事項(xiàng)尤為重要，只有注意這些外部因素才能使實(shí)驗(yàn)不受影響順利進(jìn)行，而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

1、對(duì)比食物驅(qū)動(dòng)的模型，水迷宮實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)在于，動(dòng)物具有更大的、逃離水環(huán)境的動(dòng)機(jī)。而且不必禁食，特別適合老年動(dòng)物的測(cè)試。加上它對(duì)衰老引起的記憶減弱尤其敏感，因此，水迷宮最常用于老年動(dòng)物記憶的研究。

2、每天在固定時(shí)間測(cè)試。操作輕柔，避免不必要的應(yīng)激刺激。懸尾應(yīng)激可顯著損傷小鼠的空間記憶及其反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的獲得和鞏固，其中相對(duì)空間記憶及其反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的鞏固受損尤為嚴(yán)重，所以在實(shí)驗(yàn)過程中避免小鼠懸尾時(shí)間過長(zhǎng)。

3、當(dāng)與其他同類實(shí)驗(yàn)相比較時(shí)，要注意到動(dòng)物的性別、品系、泳池的尺寸和水溫等多種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。此外，當(dāng)以游泳速度作為觀察指標(biāo)時(shí)，要考慮到動(dòng)物的體質(zhì)量、年齡以及骨骼肌發(fā)育狀況等對(duì)游泳速度可能造成影響。

4、用老年動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確認(rèn)動(dòng)物的游泳能力和視力不因年齡增大而影響行為操作。其方法如下：將平臺(tái)露出水面使動(dòng)物能夠看見平臺(tái)。動(dòng)物放入泳池后如毫無困難地直接游向平臺(tái)，說明動(dòng)物的游泳能力和視力均正常，可以開始實(shí)驗(yàn)。

5、 游泳對(duì)動(dòng)物是一個(gè)較大的應(yīng)激刺激，可引起神經(jīng)內(nèi)分泌的變化。這些變化可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。對(duì)老年動(dòng)物，嚴(yán)重時(shí)可誘發(fā)心血管疾病而導(dǎo)致卒中甚至死亡。因此，必要時(shí)可將動(dòng)物多次放入泳池或適當(dāng)延長(zhǎng)其游泳時(shí)間以增加動(dòng)物對(duì)游泳的適應(yīng)能力。

6、水迷宮實(shí)驗(yàn)過程中，水面布光和對(duì)外界環(huán)境的隔離要求很高，水面的陰影會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，外界工作人員或者其他物體移動(dòng)會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的記憶，所以水迷宮外的一切物品在實(shí)驗(yàn)的始終要保持不變。
Morris水迷宮是利用小鼠尋找水中的休息場(chǎng)所的本能，通過定位航行試驗(yàn)和空間探索試驗(yàn)兩個(gè)部分來測(cè) 試小鼠對(duì)空間位置感和方向感（空間定位）的學(xué)習(xí)記憶能力。在實(shí)驗(yàn)過程中注意事項(xiàng)不容忽視，只有注意這些外部因素， 才能使實(shí)驗(yàn)不受影響順利進(jìn)行，而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

 

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