淺析Morris水迷宮的實(shí)驗(yàn)的常用方法和流程準(zhǔn)則

一、實(shí)驗(yàn)的方法

Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)主要測(cè)定空間學(xué)習(xí)記憶能力，最常見的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)和空間探索試驗(yàn)。
 

1.1、隱蔽站臺(tái)實(shí)驗(yàn)

隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)是一項(xiàng)用于評(píng)估嚙齒類動(dòng)物空間學(xué)習(xí)記憶能力的實(shí)驗(yàn)方法。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，動(dòng)物被引入一個(gè)水池中，水池中設(shè)置有一個(gè)不可見的隱蔽站臺(tái)。嚙齒類動(dòng)物在第一次游泳時(shí)通常難以找到水面下的隱蔽站臺(tái)，因?yàn)樗鼘?duì)站臺(tái)的位置并不了解。如果在游泳的60～90秒內(nèi)動(dòng)物未能找到站臺(tái)，實(shí)驗(yàn)人員會(huì)將動(dòng)物引導(dǎo)至站臺(tái)上站立10～30秒，讓其體會(huì)站在站臺(tái)上的感覺。

這個(gè)引導(dǎo)過程有助于動(dòng)物在第二次及之后的試驗(yàn)中迅速提高學(xué)習(xí)成績(jī)。一旦動(dòng)物爬上站臺(tái)，讓它在站臺(tái)上站立5～10秒。然后將大鼠從站臺(tái)上拿下來，休息30～60秒，再進(jìn)行下一次訓(xùn)練。通常情況下，經(jīng)過4～6個(gè)實(shí)驗(yàn)日的訓(xùn)練，大鼠往往能夠以最快最佳的軌跡找到站臺(tái)的確切位置。

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

這一流程中，記錄動(dòng)物找到站臺(tái)的潛伏期、路徑選擇等相關(guān)行為數(shù)據(jù)，以評(píng)估其學(xué)習(xí)和記憶表現(xiàn)。通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練，嚙齒類動(dòng)物逐漸學(xué)會(huì)在水池中找到隱蔽站臺(tái)的準(zhǔn)確位置，展現(xiàn)出空間學(xué)習(xí)記憶的能力。
 

1.2 空間探索實(shí)驗(yàn)

空間探索試驗(yàn)是在隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)結(jié)束24小時(shí)后進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，首先撤除水池中的站臺(tái)，然后選擇一個(gè)與之前相同的入水點(diǎn)將大鼠放入水中。在接下來的60秒或120秒內(nèi)，記錄大鼠的游泳路徑，包括停留在原站臺(tái)象限的時(shí)間和穿越原站臺(tái)的次數(shù)。同時(shí)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(xì)地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以通過visutrack在電腦屏幕上用圓形環(huán)標(biāo)記出站臺(tái)原來的位置。這樣可以有效地記錄大鼠穿越原站臺(tái)位置的次數(shù)，進(jìn)一步分析空間探索的行為模式。

通過空間探索試驗(yàn)，研究者可以深入了解大鼠在隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)后對(duì)空間環(huán)境的認(rèn)知和適應(yīng)能力。觀察大鼠的游泳路徑、停留時(shí)間和穿越次數(shù)等行為數(shù)據(jù)，有助于評(píng)估其空間學(xué)習(xí)和記憶表現(xiàn)。
 

二、流程和實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則
 

2.1 實(shí)驗(yàn)時(shí)間和訓(xùn)練時(shí)間

隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)天數(shù)通常為4天或6天，但對(duì)于年老體弱的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，可以考慮縮短設(shè)計(jì)天數(shù)至4天，以減輕其實(shí)驗(yàn)負(fù)擔(dān)。訓(xùn)練時(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)間，還考慮到大鼠在60～120秒之間找到隱藏站臺(tái)的次數(shù)差異相對(duì)較小，符合統(tǒng)計(jì)學(xué)上的“小概率事件”。

2.2 隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)潛伏期的考慮

在實(shí)驗(yàn)中，隱蔽站臺(tái)試驗(yàn)潛伏期需要采用重復(fù)測(cè)量，以避免最大潛伏期對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的影響。許多研究在統(tǒng)計(jì)時(shí)直接納入最大潛伏期，但其差異會(huì)不可避免地影響統(tǒng)計(jì)結(jié)果。因此，對(duì)不同最大潛伏期對(duì)Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jìn)一步深入研究。
 

2.3 水池直徑與訓(xùn)練時(shí)間的關(guān)系

根據(jù)國外文獻(xiàn)報(bào)道，水池直徑在2m時(shí)，可以考慮將單次訓(xùn)練時(shí)間延長(zhǎng)至120秒；而在直徑在1m至1.5m范圍內(nèi)，則選擇訓(xùn)練時(shí)間為60秒。這種選擇考慮到水池直徑的不同可能影響動(dòng)物的訓(xùn)練時(shí)間選擇，而實(shí)驗(yàn)者認(rèn)為在直徑為2m的水池中，訓(xùn)練時(shí)間60秒更為合適，能夠平衡實(shí)驗(yàn)效果和動(dòng)物體力消耗。
 

2.4 實(shí)驗(yàn)次數(shù)

實(shí)驗(yàn)次數(shù)的安排是關(guān)鍵的步驟之一。每天進(jìn)行4次訓(xùn)練，確保每個(gè)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(zhuǎn)彎）來定位站臺(tái)。

在空間探索試驗(yàn)中，將大鼠置于水池中追蹤120秒，這個(gè)過程需要重復(fù)一次。這是因?yàn)槭状螌?shí)驗(yàn)可能觀察到一些非正常變量，例如一些老鼠在改變了實(shí)驗(yàn)條件后可能會(huì)迷失方向。通過進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)并計(jì)算平均值，可以減少由于個(gè)體差異或外部因素引起的偏差，提供更高精度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)更好地控制先前學(xué)習(xí)記憶的影響。

然而，需要注意的是，實(shí)驗(yàn)次數(shù)不宜過多。如果實(shí)驗(yàn)次數(shù)超過兩次，可能導(dǎo)致在目的象限活動(dòng)的時(shí)間減少，從而得到不準(zhǔn)確的空間探索結(jié)果。因此，在確定實(shí)驗(yàn)次數(shù)時(shí)，需要在充分考慮精度和控制力的基礎(chǔ)上，避免過度繁瑣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
 

2.5  老鼠的入水象限

連續(xù)放置大鼠在同一象限可能導(dǎo)致它們通過非記憶性的方式找到站臺(tái)，而非真正學(xué)習(xí)空間位置。更為重要的是，每天象限的順序應(yīng)當(dāng)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(shí)驗(yàn)中真正依賴學(xué)習(xí)和記憶空間信息，而非簡(jiǎn)單地依靠某種模式或偏好。

2.6 用于實(shí)驗(yàn)的鼠株

在Morris迷宮測(cè)試中，并非所有鼠株都適合，因?yàn)椴煌�鼠株可能表現(xiàn)出不同的學(xué)習(xí)和記憶能力。例如，近交系BALB/c小鼠可能無法學(xué)會(huì)該任務(wù)，而129/SvJ小鼠的學(xué)習(xí)成績(jī)可能存在偏差。對(duì)于129/SvJ株的小鼠，由于年齡相關(guān)性視路病變，在衰老時(shí)完成以視覺為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)記憶任務(wù)可能會(huì)變得困難。

同樣，C57BL/6鼠可能由于嚴(yán)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(shí)驗(yàn)成績(jī)。將動(dòng)物浸入水中可能引起內(nèi)分泌或其他應(yīng)激效應(yīng)，與腦損害或藥理學(xué)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(wù)時(shí)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物時(shí)，研究者需要注意個(gè)體間的成績(jī)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(tái)，而另一些可能游泳速度較慢，潛伏期時(shí)間較長(zhǎng)。這種差異可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，因此建議在進(jìn)行Morris迷宮測(cè)試之前先用其他方法對(duì)大鼠進(jìn)行初篩。
 

2.7 實(shí)驗(yàn)人員

實(shí)驗(yàn)者應(yīng)該與受試動(dòng)物建立良好的感情。這可以通過讓動(dòng)物熟悉實(shí)驗(yàn)者的身體信息，如氣味和相貌等，來實(shí)現(xiàn)。動(dòng)物對(duì)于陌生的氣味和外貌可能感到緊張，而熟悉的實(shí)驗(yàn)者能夠減輕動(dòng)物的緊張情緒，有助于實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。

抓取動(dòng)物的動(dòng)作需要溫柔的進(jìn)行。過度的刺激可能導(dǎo)致動(dòng)物的緊張和不安，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在處理動(dòng)物時(shí)，實(shí)驗(yàn)者應(yīng)當(dāng)避免用手抓鼠的尾巴，因?yàn)檫@樣的做法會(huì)極大地刺激動(dòng)物，可能引起不適和恐懼。

建議在實(shí)驗(yàn)開始的兩三天之前，與鼠進(jìn)行親密接觸。這是因?yàn)閯?dòng)物的嗅覺非常敏感，實(shí)驗(yàn)者的氣味可以對(duì)動(dòng)物的情緒產(chǎn)生影響。例如，如果實(shí)驗(yàn)人員使用香水，動(dòng)物可能對(duì)香水的味道產(chǎn)生不同的反應(yīng)。因此，在實(shí)驗(yàn)開始前的親密接觸可以幫助調(diào)適動(dòng)物，減少外部因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。