水迷宮實(shí)驗(yàn)操作流程

水迷宮實(shí)驗(yàn)操作流程水迷宮實(shí)驗(yàn)—簡(jiǎn)介

水迷宮實(shí)驗(yàn)是一種強(qiáng)迫實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(大鼠、小鼠)游泳，學(xué)習(xí)尋找隱藏在水中平臺(tái)的一種實(shí)驗(yàn)。水迷宮主要用于測(cè)試實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)空間位置感和方向感(空間定位)的學(xué)習(xí)記憶能力。學(xué)習(xí)記憶老年癡呆海馬/外海馬研究智力與衰老新藥開(kāi)發(fā)/篩選/評(píng)價(jià)藥理學(xué)毒理學(xué)預(yù)防醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)動(dòng)物心理學(xué)行為生物學(xué)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)所涉及到的領(lǐng)域，在世界上已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，水迷宮實(shí)驗(yàn)是醫(yī)學(xué)院校開(kāi)展行為學(xué)研究尤其是學(xué)習(xí)與記憶研究的首選經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。

水迷宮實(shí)驗(yàn)—原理雖然鼠是天生的游泳健將，但是它們卻厭惡處于水中的狀態(tài)，同時(shí)游泳對(duì)于鼠來(lái)說(shuō)是十分消耗體力的活動(dòng)，他們會(huì)本能的尋找水中的休息場(chǎng)所。尋找休息場(chǎng)所的行為涉及到一個(gè)復(fù)雜的記憶過(guò)程，包括收集與空間定位有關(guān)的視覺(jué)信息，再對(duì)這些信息進(jìn)行處理、整理、記憶、加固、然后再取出，目的是能成功的航行并且找到隱藏在水中的站臺(tái)，終從水中逃脫。通過(guò)觀(guān)察并記錄動(dòng)物學(xué)會(huì)在水箱內(nèi)游泳并找到藏在水下逃避平臺(tái)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(xí)、記憶和空間認(rèn)知等方面的能力，能比較客觀(guān)地衡量動(dòng)物空間記憶(spatialmemory)，工作記憶(workingmemory)以及空間辨別能力(spatialdiscriminability)的改變。

水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)儀器

水迷宮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)水迷宮裝置水迷宮圖像自動(dòng)采集軟件分析系統(tǒng)組成。

水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)儀器

水迷宮裝置圓形水池一個(gè)可調(diào)節(jié)高度和

可移動(dòng)位置的站臺(tái)遮光簾

水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)儀器

大鼠小鼠迷宮直徑150cm120cm迷宮側(cè)面60cm40cm站臺(tái)直徑12cm8cm站臺(tái)高度20-35cm20-35cm水溫19-22℃19-22℃圓形水池：實(shí)驗(yàn)可以用于大鼠或小鼠。大小鼠使用的水迷宮大小有所不同。

水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)儀器

圓形水池池壁上標(biāo)記四個(gè)等距離點(diǎn)N、E、S、W作為實(shí)驗(yàn)的起始點(diǎn)，將水池分為四個(gè)象限，任選—象限在中央放置站臺(tái)。站臺(tái)呈黑色，沒(méi)于水下1cm，使平臺(tái)不可見(jiàn)。水池周?chē)N有豐富的參照線(xiàn)索(如三角形、四方形、圓、菱形等幾何圖形置于各個(gè)象限)且保持不變，供鼠用來(lái)定位平臺(tái)。

水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)儀器

遮光簾：可有效遮蔽雜散光進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)域。采用遮光簾和間接光源避免光對(duì)圖像采集時(shí)的干擾。自動(dòng)錄像記錄系統(tǒng)：包括攝像機(jī)、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)（裝有圖象采集卡及分析軟件），攝像機(jī)裝于水池上方約3米處，并與監(jiān)視器和計(jì)算機(jī)相連接。實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)化，避免了人工計(jì)數(shù)引入的主觀(guān)誤差和對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的干擾，增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。電腦及分析軟件：提取出水迷宮實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)軌跡，并據(jù)此計(jì)算出豐富的行為學(xué)定量指標(biāo)，增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信性；實(shí)驗(yàn)結(jié)果可直接生成Excel文件，便于SPSS、SAS等分析統(tǒng)計(jì)軟件中作進(jìn)一步分析處理。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟可視平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)動(dòng)物的游泳能力和視力是否正常。定位航行實(shí)驗(yàn)：主要反映的是小鼠的記憶能力和對(duì)物體的識(shí)別能力。空間探索實(shí)驗(yàn)：主要反映的是動(dòng)物的空間定位能力，及在空間探索。過(guò)程中的變化規(guī)律。工作記憶實(shí)驗(yàn)：主要反應(yīng)的是小鼠對(duì)復(fù)雜的認(rèn)知工作所必需的信息進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)和處理的能力。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟可視平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求搭建水迷宮實(shí)驗(yàn)設(shè)施，調(diào)整水位低于平臺(tái)1cm左右，并在水池內(nèi)部粘貼方位提示物。將水池分為四個(gè)象限，分別用N，S，W，E命名。每天每只小鼠進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，站臺(tái)分別放在四個(gè)象限的中心位置，小鼠分別在象限中心位置頭部面向水槽壁輕放入水，不要讓小鼠嗆水。小鼠在水中自由探索1分鐘，超過(guò)1分鐘未找到平臺(tái)，則引導(dǎo)小鼠到平臺(tái)并讓小鼠在平臺(tái)上停留15s。輕輕拿出小鼠，將小鼠擦干，防止熱量損失過(guò)多，有條件的話(huà)擦干后的小鼠放在31-33度左右的鼠籠中進(jìn)行“烘烤”1分鐘左右再放入臨時(shí)籠中。清理水池表面的糞便（可以連續(xù)2-4只小鼠實(shí)驗(yàn)后清理，在水迷宮實(shí)驗(yàn)中少量糞便影響不大）。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟可視平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：每只小鼠相鄰兩次下水的時(shí)間間隔不少于20min。平臺(tái)可見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)有時(shí)1天以?xún)?nèi)就可以檢測(cè)到小鼠運(yùn)動(dòng)和視力是否有明顯問(wèn)題，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，有時(shí)也只需要1天時(shí)間。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟定位航行實(shí)驗(yàn)（平臺(tái)隱藏期實(shí)驗(yàn)）：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求搭建水迷宮實(shí)驗(yàn)設(shè)施，調(diào)整水位高于平臺(tái)表面將近1cm，并在水池內(nèi)部粘貼方位提示物，在定位航行期內(nèi)的站臺(tái)位置固定。連續(xù)實(shí)驗(yàn)5天，每天每只小鼠進(jìn)行4次實(shí)驗(yàn)，將小鼠面朝水池壁輕輕放入水中。站臺(tái)位置不變，第一天放入小鼠的順序分別為1、5、3、7；第二天放入小鼠的順序分別為7、3、5、1，以此類(lèi)推。鼠在水中自由探索90s，超過(guò)90s未找到平臺(tái)，則引導(dǎo)小鼠到平臺(tái)并讓小鼠在平臺(tái)上停留15s；將小鼠擦干，防止熱量損失過(guò)多，有條件的話(huà)擦干后的小鼠放在31-33度左右的鼠籠中進(jìn)行“烘烤”一分鐘左右再放入臨時(shí)籠中。輕輕拿出小鼠，將小鼠擦干，防止熱量損失過(guò)多，有條件的話(huà)擦干后的小鼠放在31-33度左右的鼠籠中進(jìn)行“烘烤”1分鐘左右再放入臨時(shí)籠中。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟定位航行實(shí)驗(yàn)（平臺(tái)隱藏期實(shí)驗(yàn)）：清理水池表面的糞便（可以連續(xù)2-4只小鼠實(shí)驗(yàn)后清理，在水迷宮實(shí)驗(yàn)中少量糞便影響不大）。每只小鼠兩次下水的時(shí)間間隔不少于20min。記錄全部過(guò)程影像資料以便后續(xù)分析。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟空間探索實(shí)驗(yàn)（無(wú)平臺(tái)探索期實(shí)驗(yàn)）：

定位航行試驗(yàn)結(jié)束24h后，撤除站臺(tái)。然后任選一相同入水點(diǎn)將動(dòng)物放入水中，記錄動(dòng)物在90s內(nèi)的游泳路徑，記錄動(dòng)物在目標(biāo)象限的停留時(shí)間和穿越目標(biāo)象限的次數(shù)，觀(guān)察動(dòng)物的空間定位能力，及在空間探索過(guò)程中的變化規(guī)律。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟工作記憶實(shí)驗(yàn)：探查訓(xùn)練結(jié)束后的第二天，開(kāi)始維持4天的對(duì)位訓(xùn)練。將平臺(tái)放在原先平臺(tái)所在象限的對(duì)側(cè)象限，方法與定位航行實(shí)驗(yàn)相同。每天訓(xùn)練4次。每次記錄找到平臺(tái)的時(shí)間和游泳距離以及游泳速度。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟可視平臺(tái)實(shí)驗(yàn)：從放小鼠入水到小鼠爬上平臺(tái)所需時(shí)間（較重要，這個(gè)主要是檢測(cè)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)能力）。從放小鼠入水到小鼠爬上平臺(tái)的路徑長(zhǎng)度（較重要，檢測(cè)動(dòng)物尋找平臺(tái)的策略，特別是檢測(cè)老年小鼠是否視力有問(wèn)題）。小鼠游泳的游泳速度（重要，由前面兩個(gè)數(shù)據(jù)相除得到）需要關(guān)注的行為（用于排除部分無(wú)用小鼠數(shù)據(jù)）小鼠漂浮不動(dòng)的時(shí)間和次數(shù)小鼠是否會(huì)爬上平臺(tái)后跳下來(lái)水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟定位航行實(shí)驗(yàn)（平臺(tái)隱藏期實(shí)驗(yàn)）：從放小鼠入水到小鼠爬上平臺(tái)所需時(shí)間（最重要，最核心的數(shù)據(jù)，因?yàn)橛蟹纸M和時(shí)間兩個(gè)維度）。從放小鼠入水到小鼠爬上平臺(tái)的路徑長(zhǎng)度（同樣也是動(dòng)物的搜索策略問(wèn)題）。小鼠游泳的游泳速度。在整個(gè)過(guò)程中小鼠與平臺(tái)中心的距離之和（另一種判斷學(xué)習(xí)能力的方法，比較少見(jiàn)）。小鼠剛?cè)胨蟮牡谝淮蜗蛑行挠蝿?dòng)時(shí)的方向與起點(diǎn)-平臺(tái)直線(xiàn)的夾角（這個(gè)就更少了）。水迷宮實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)步驟空間探索實(shí)驗(yàn)（無(wú)平臺(tái)探索期實(shí)驗(yàn)）：小鼠在每個(gè)象限停留的時(shí)間。小鼠在每個(gè)象限的路徑長(zhǎng)度。小鼠第一次到達(dá)原平臺(tái)位置的時(shí)間和路徑長(zhǎng)度。小鼠穿過(guò)原平臺(tái)位置的次數(shù)。

水迷宮實(shí)驗(yàn)—注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求安靜，保證隔音，環(huán)境噪聲控制在60dB以下。實(shí)驗(yàn)環(huán)境需要弱光照明，照明度控制在100Lux以下。有條件的話(huà)小鼠應(yīng)該在正式實(shí)驗(yàn)前1周移入水迷宮實(shí)驗(yàn)房間進(jìn)行飼養(yǎng)。如果沒(méi)有這樣的條件，也應(yīng)該盡量將小鼠至少連續(xù)三天每天移入水迷宮房間2-4小時(shí)，適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)前需要固定操作者對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物每天撫摸1-2min，連續(xù)5天以上，以減少非特異性應(yīng)激刺激對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物檢測(cè)中的影響。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的性別、周齡盡量保持一致，因?yàn)榧に厮娇赡軙?huì)影響動(dòng)物行為。

水迷宮實(shí)驗(yàn)—注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)注意實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的晝夜節(jié)律，盡量選擇同一時(shí)間段開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，一般為每天正常光周期的開(kāi)燈后1小時(shí)開(kāi)始檢測(cè)。水迷宮實(shí)驗(yàn)“三件套”：金魚(yú)網(wǎng)、玻璃棒、吹風(fēng)機(jī)。金魚(yú)網(wǎng)用于快