【實(shí)驗目的】
1.了解Morris水迷宮實(shí)驗(Morris Water Maze)的原理。
2.掌握Morris水迷宮實(shí)驗方法。
3.掌握Morris水迷宮實(shí)驗結果評價(jià)及其分析。
【實(shí)驗原理】
通過(guò)觀(guān)察并記錄動(dòng)物學(xué)會(huì )在水箱內游泳并找到藏在水下逃避平臺所需的時(shí)間、采用的策略和它們的游泳軌跡,分析和推斷動(dòng)物的學(xué)習、記憶和空間認知等方面的能力。它能比較客觀(guān)地衡量動(dòng)物空間記憶(spatial memory),工作記憶(working memory)以及空間辨別能(spatial discriminability)的改變。
【實(shí)驗動(dòng)物】
大鼠、小鼠。
【實(shí)驗器材】
Morris水迷宮實(shí)驗系統由圓形水池、圖像自動(dòng)采集和處理系統組成。圖像自動(dòng)采集和處理系統主要由攝像機、計算機、圖像監視器組成,動(dòng)物入水后啟動(dòng)監測裝置,記錄動(dòng)物運動(dòng)軌跡,實(shí)驗完畢自動(dòng)分析報告相關(guān)參數。
1.Morris水迷宮圓形水池 為一圓形鐵皮水桶,直徑為100cm,高為50~60cm,水池水深為30~40cm,一個(gè)圓形平臺直徑為9cm,藏匿于2cm的水面之下。水池的內部不得有任何標記,水中加入適量的新鮮牛奶或奶粉,使水池成為不透明的乳白色。在圓桶的上緣等距離地設東、南、西和北4個(gè)標記點(diǎn),作為動(dòng)物進(jìn)水池的入水點(diǎn),以這4個(gè)入水點(diǎn)在水面和水桶底部的投影點(diǎn),將水面和水桶部分均等的分為4個(gè)象限。按實(shí)驗要求,可任意地將平臺設置于某一象限的中間。適當的恒溫設備使水溫保持在23~25℃。水迷宮水池應配有良好的注水和排水設備,水池的位置一旦確定,就不要輕易變動(dòng),尤其在同一輪水迷宮的測試中。
2.水迷宮圖像自動(dòng)采集和處理系統 能自動(dòng)地采集動(dòng)物的入水位置、游泳的速度、搜索目標的所需時(shí)間、運行軌跡和搜索策略等參數,并可對所采集的各種數據進(jìn)行統計和分析。設備受限制的實(shí)驗室,仍可沿用當今西方國家不少實(shí)驗室所采用的人工記錄方法。
【實(shí)驗方法與步驟】
實(shí)驗訓練階段連續進(jìn)行3d,每天訓練4次。訓練時(shí),將大鼠面向池壁從四個(gè)入水點(diǎn)分別放入水池,記錄大鼠從入水到找到水下隱蔽平臺并站立于其上所需時(shí)間,作為潛伏期,用秒(s)表示,大鼠找到平臺后,讓其在平臺上站立10s。若入水后60s大鼠未能找到平臺,則將其輕輕從水中拖上平臺,并停留10s,然后進(jìn)行下一次訓練。每只大鼠從四個(gè)入水點(diǎn)分別放入水池為一次訓練,兩次訓練之間間隔30s。
【實(shí)驗項目】
1.定位航行實(shí)驗(place navigation) 用于測量大鼠對水迷宮學(xué)習和記憶的獲取能力。實(shí)驗觀(guān)察和記錄大鼠尋找并爬上平臺的路線(xiàn)圖及所需時(shí)間,即記錄其潛伏期。
2.空間搜索實(shí)驗(spatial probe test) 用于測量大鼠學(xué)會(huì )尋找平臺后,對平臺空間位置記憶的保持能力。定位航行實(shí)驗結束后,撤去平臺,從同一個(gè)入水點(diǎn)放入水中,測其第一次到達原平臺位置的時(shí)間、穿越原平臺的次數。
3.空間辨別能力實(shí)驗(spatial discriminability) 即雙平臺實(shí)驗,用于測量大鼠的“空間辨別能力”。在水迷宮中設置兩個(gè)外觀(guān)完全一致(排除“視覺(jué)辨別”),但位置不同(空間差異)的可見(jiàn)平臺。其中一個(gè)平臺不會(huì )沉沒(méi)(安全平臺),另一個(gè)平臺一觸即下沉(偽安全平臺)。記錄大鼠的“正確反應次數”,即在一定的實(shí)驗次數中,大鼠不接觸偽安全平臺而到達安全平臺的次數。顯然,“正確反應次數”越高,“空間辨別”能力越好。
【注意事項】
1.實(shí)驗室內的環(huán)境和實(shí)驗者的位置都可作為大鼠搜索目標時(shí)的參照物,因此,實(shí)驗室內設備和實(shí)驗者的位置應相對固定。
2.水迷宮實(shí)驗室應當保持安靜,光線(xiàn)柔和而均勻。
【評價(jià)】
Morris水迷宮實(shí)驗是一種讓實(shí)驗動(dòng)物學(xué)習在水中尋找隱藏平臺并通過(guò)分析其尋找平臺所用時(shí)間和所走路徑判斷其記憶功能的一種實(shí)驗方法。是研究空間學(xué)習記憶的標準實(shí)驗。Morris水迷宮不僅用于研究與空間學(xué)習記憶相關(guān)的腦區功能評價(jià),而且可用于研究與之相關(guān)的藥物效果、環(huán)境、基因、電磁輻射等對學(xué)習記憶影響的評價(jià)。操作簡(jiǎn)便,方法可靠。