動物行為學的研究方法

動物行為學的研究方法第一節(jié)概述行為是基因與環(huán)境互相作用的結(jié)果。基因的變化（如轉(zhuǎn)基因，基因敲除或下調(diào)等）最終表現(xiàn)為與基因相關(guān)的行為變化；環(huán)境的變化（如聲、光、電的刺激和藥物的解決）不僅其自身可直接影響動物的行為，并且可通過對相關(guān)基因的影響而改變動物的行為。學習和記憶更是這種相關(guān)基因與環(huán)境互相作用的行為表現(xiàn)的一種形式。學習是一個獲得外界環(huán)境信息（對動物而言）或有關(guān)世界知識（對人類而言）的過程；記憶則是對這種信息或知識進行加工（encoding）、儲存（storage）和再現(xiàn)（retrieval）的過程。人類的記憶復雜，涉及對事件與物體的明晰記憶（explicitmemory）或描述性記憶（declarativememory）和與學習無關(guān)（如適應(yīng)性和敏感性）或有關(guān)（如操作技術(shù)和習慣養(yǎng)成）的模糊記憶（implicitmemory）或非描述性記憶（nondeclarativememory）。而動物記憶相對較為簡樸，涉及短期記憶（shorttermmemory）和長期記憶(long-termmemory)；前者一般連續(xù)幾分鐘到幾小時，后者則連續(xù)24小時到數(shù)天.數(shù)周甚至更長時間。與此相相應(yīng)得是工作記憶(workingmemory)和參考記憶(referencememory)。工作記憶是將獲得的信息進行加工并儲存較短的時間，因而代表短期記憶；參考記憶是指對在整個實驗過程中（測試的任何一天）均有用的信息進行加工儲存的過程，因而代表長期記憶。記憶的腦機制非常復雜，迄今仍不清楚。早在20世紀40年代末，著名神經(jīng)外科醫(yī)生WilderPenfield第一個獲得證據(jù)表白，記憶的加工也許是在人腦的某些特殊部位進行。他從上千例的病人觀測到，電刺激病人的腦顳葉皮層（temporallobes）會產(chǎn)生一連串對初期經(jīng)驗的回憶，病人稱之為“經(jīng)驗反映”（experientialresponse）。幾年后一次偶爾的機會，為了給一個患癲癇長達2023的病人施行腦手術(shù)治療，Penfield將病人雙側(cè)的海馬·杏仁核和部分顳葉皮層切除。術(shù)后發(fā)現(xiàn)，病人的癲癇癥狀大為改善。但出乎意料的是，病人的記憶同時受到破壞性的損害。雖然病人保存了幾秒到幾分鐘的短期記憶，且對手術(shù)前的事件有非常好的“長期記憶”，但是，他卻不能將短期記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶。對人·地點或物體等信息的保持不超過一分鐘。并且，他的空間定位能力也大大受到削弱，甚至花了長達一年時間才學會走一條圍繞一棟新房的路而不至迷路。事實上，所有因手術(shù)或疾病使內(nèi)側(cè)顳葉的邊沿結(jié)構(gòu)受到廣泛損害的病人都具有類似的記憶缺陷。這些結(jié)果說明，大腦邊沿系統(tǒng)在記憶調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。此后近半個世紀的研究表白，腦內(nèi)至少存在5個不同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相對特異性地參與學習記憶的調(diào)節(jié)，涉及海馬、杏仁核、皮層（特別是鼻周皮層，perirhinalcortex）、小腦和背側(cè)紋狀體。針對這些腦結(jié)構(gòu)建立了相應(yīng)的具有一定特異性地學習記憶的行為測定方法。海馬是空間記憶的最重要的調(diào)節(jié)腦區(qū)，同時也參與情緒記憶的調(diào)節(jié)。毀損海馬回導致空間記憶的完全缺失，情緒記憶也會減弱，但不會完全消失。這是由于情緒記憶重要由杏仁核調(diào)節(jié)。測定杏仁核依賴的記憶重要用條件恐驚（fearconditioning）法；而測定海馬依賴的記憶方法則很多，涉及各種迷宮和克制性回避(inhibitoryavoidance)實驗等。鼻周皮層是調(diào)節(jié)視覺物體記憶（visualobjectmemory）的特異性鬧區(qū)，常用物體認知模型（objectrecognition）檢測。小腦是調(diào)節(jié)與骨骼肌反映有關(guān)的經(jīng)典反射的特異性腦結(jié)構(gòu)，眨眼反映（eyeblinkconditioning）模型對小腦依賴的記憶有很高的特異性。紋狀體對刺激-反映習慣（stimulus-responsehabit）的學習記憶過程其重要作用，重要調(diào)節(jié)與藥物濫用有關(guān)的學習記憶。測定紋狀體記憶的方法很少，目前重要用贏-留放射臂迷宮（win-stayradialarmmaze）法。紋狀體毀損會導致動物在這一模型上的記憶操作障礙，而毀損海馬或杏仁核對這種記憶沒有明顯影響。說明贏-留放射臂迷宮法對紋狀體記憶具有特異性。盡管記憶的發(fā)生機制仍不清楚，但越來越多的證據(jù)表白，環(huán)磷酸腺苷-蛋白激酶A（cyclicAMP-proteinkinaseA,Camp-PKA）信號系統(tǒng)對記憶起著重要的調(diào)節(jié)作用。激活與刺激性G蛋白（Gs）相偶聯(lián)的受體會刺激腺苷酸化酶的活性，因而使cAMP形成增多，并激活PKA.PKA使cAMP反映單元結(jié)合蛋白（cAMP-responsive-element-bindingprotein,CREB）磷酸化并激活，從而促進與記憶相關(guān)的基因表達，最終使記憶增強。此外，分裂素激活蛋白激酶/細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（mitogenactivatedproteinkinase,MAPK/extracellularsignal-regulatedkinase,ERK）信號通路也以類似的磷酸化方式調(diào)節(jié)CREB的活性，進而調(diào)節(jié)記憶。因此，除了用腦部結(jié)構(gòu)毀損的方法從解剖上去除某一特定的腦內(nèi)結(jié)構(gòu)對記憶的調(diào)節(jié)功能以外，凡是能影響上述信號通路功能的藥物（如NMDA受體拮抗劑MK-801和MEK克制劑U0126減弱記憶；4-型磷酸二脂酶（type-4phosphodiesterase,PDE4）克制劑則增強記憶）或有關(guān)的解決（如轉(zhuǎn)基因或基因敲除或下調(diào)）均可影響學習記憶過程。學習記憶研究是當今生物醫(yī)學界最為熱門的領(lǐng)域之一。這方面的發(fā)展可謂日新月異。新的或經(jīng)改良的研究方法和手段層出不窮。因此，本章不也許把所有有關(guān)學習記憶的研究方法逐個進行描述，只是選擇一些有代表性的常用方法加以介紹。此外，所用儀器設(shè)備也不只局限于本章所介紹的內(nèi)容。在同一實驗中，不同實驗室所用儀器設(shè)備會有所不同，但實驗結(jié)果應(yīng)當一致。第二節(jié)迷宮Morris水迷宮本實驗由美國科學家RichardGMMorris于1981年建立。最初用于研究腦內(nèi)結(jié)構(gòu)對學習和記憶的調(diào)節(jié)作用，后來逐步發(fā)展成為目前最為常用的評價動物學習與記憶的模型。這一實驗的基礎(chǔ)是，嚙齒類動物在水中有強烈的逃避水環(huán)境的動機，并以最快、最直接的途徑逃離水環(huán)境。學會逃避水環(huán)境的過程體現(xiàn)動物的學習能力；根據(jù)周邊環(huán)境進行空間定位，有目的地游往水中安全的地方（平臺），體現(xiàn)動物的空間記憶能力。實驗設(shè)備實驗用大鼠或小鼠進行。大鼠水迷宮實驗設(shè)備由上海欣軟信息科技有限公司制作，涉及一個灰色或黑色圓形水池（直徑200cm，高100cm；小鼠規(guī)格尺寸減半）、一個平臺（直徑10cm）、一臺跟蹤攝像機以及攝像機相聯(lián)的計算機（圖25-1）。池內(nèi)盛水，深50cm，水溫為攝氏22~24℃。平臺置于水面下2cm（小鼠為1cm）。在水中加入奶粉或牛奶將水攪渾以免讓動物看清水下平臺。攝像機位于水池中央上方200cm，可記錄動物的位置、游泳距離和時間（從而可計算出游泳速度）以及游泳途徑等。房間周邊墻壁上貼上色彩鮮明、形狀不同的圖畫用為迷宮外暗示（extra-mazecues）。實驗方法分獲得性訓練、探查和對位訓練3個過程。1．獲得性訓練（Acquisitionphase）理論上將水池分為4個象限，平臺置于其中一個象限區(qū)的中央。將動物（大鼠或小鼠）頭朝池壁放入水中，放入位置隨機取東、西、南、北四個起始位置之一。記錄動物找到水下平臺的時間（s）。在前幾次訓練中，假如這個時間超過60s，則引導動物到平臺。讓動物在平臺上停留10s.將動物移開、擦干。必要時將動物（特別是大鼠）放在150W的白熾燈下烤5min，放回籠內(nèi)。每只動物天天訓練4次，兩次訓練之間間隔15~20min,連續(xù)訓練5d。2．探查訓練(probetrial1)最后一次獲得性訓練結(jié)束后的第二天，將平臺撤除，開始60s的探查訓練。將動物由原先平臺象限的對側(cè)放入水中。記錄動物在目的象限（原先放置平臺的象限）所花的時間和進入該象限的次數(shù)，以此作為空間記憶的檢測指標。3．對位訓練（reveralphase）測定動物的工作記憶（workingmemory）。探查訓練結(jié)束后的第二天，開始維持4天的對位訓練。將平臺放在原先平臺所在象限的對側(cè)象限，方法與獲得性訓練相同。天天訓練4次。每次記錄找到平臺的時間和游泳距離以及游泳速度。4．對位探查訓練（probetrial2）最后一次對位訓練的第二天進行。方法與上述探查訓練類似。記錄動物60s內(nèi)動物在目的象限（平臺第二次所在區(qū)）所花時間和進入該區(qū)的次數(shù)。注意事項1．對比食物驅(qū)動的模型（如放射臂迷宮），水迷宮實驗的最大優(yōu)點在于，動物具有更大的、逃離水環(huán)境的動機。并且不必禁食，特別適合老年動物的測試。加上它對衰老引起的記憶減弱特別敏感，因此，水迷宮最常用于老年動物記憶的研究。2．如用小鼠，除游泳池尺寸約為大鼠的50%以外，平臺直徑也較少（7.5cm）。實驗方法與大鼠類似，但訓練周期較短。一般獲得性訓練3天共訓16次（第一天4次，后兩天天天6次；兩次訓練之間的間隔5~10min，第四天為探查訓練，第五、六天為對位訓練，天天訓練六次，第七天為第二次探查訓練。3.如用肉眼觀測，在所有實驗過程中實驗著始終坐在同一位置，距離泳池最近的邊沿約60cm。4．天天在固定期間測試。操作輕柔，避免不必要的應(yīng)激刺激。5．當與其他同類實驗相比較時，要注意到動物的性別、品系、泳池的尺寸和水溫等多種因素對實驗結(jié)果的影響。此外，當以游泳速度作為觀測指標時，要考慮到動物的體重、年齡以及骨骼肌發(fā)育狀況等對游泳速度也許導致影響。6．用老年動物進行實驗時，應(yīng)確認動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：將平臺露出水面以使動物可以看見平臺。動物放入泳池后如毫無困難地直接游向平臺，說明動物的游泳能力和視力均正常，可以開始實驗。7．游泳對動物是一個較大的應(yīng)激刺激，可引起神經(jīng)內(nèi)分泌的變化。這些變化也許對實驗結(jié)果導致干擾。對老年動物，嚴重時可誘發(fā)心血管疾病而導致卒中甚至死亡。因此，必要時可將動物多次放入泳池或適當延長其游泳時間以增長動物對游泳的適應(yīng)能力。8．當用牛奶或奶粉攪渾泳池的水時，要定期換水以免水腐敗變質(zhì)；如用白漆達成同樣目的時，必須保證白漆對動物沒有毒性。二、放射臂迷宮放射臂迷宮（radialarmmaze）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；通過一定期間的訓練，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（workingmemory）和參考記憶（referencememory）。所用動物涉及大鼠、小鼠和鴿子。這一模型對腦區(qū)毀損和多種藥物均很敏感。后者涉及乙醇、東###（抗膽堿能藥）和MK-801(NMDA受體拮抗劑)等。實驗設(shè)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)（videotrackingsystem）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（extramazecues）。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(yīng)實驗環(huán)境1周后，稱重，禁食24小時。此后天天訓練結(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，反復第二天的訓練。這一過程讓動物在沒有很強的應(yīng)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)，反復前一天的訓練，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(guān)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。天天訓練兩次，其間間隔1h以上。記錄以下4個指標：eq\o\ac(○,1)工作記憶錯誤（workingmemoryerrors）,即在同一次訓練中動物再次進入已經(jīng)吃過食粒的臂；eq\o\ac(○,2)參考記憶錯誤（referencememoryerrors），即動物進入不曾放過食粒的臂；eq\o\ac(○,3)總的入臂次數(shù)；eq\o\ac(○,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，涉及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。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（frequencyofworkingmemoryerrors）和參考記憶錯誤頻率（frequencyofreferencememoryerrors）,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（averageexplorationtime）,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減少。注意事項小鼠放射迷宮設(shè)備和實驗程序與大鼠類似，但迷宮規(guī)格應(yīng)比大鼠迷宮小1/4~1/2，以免增長小鼠行為操作難度。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。慢性應(yīng)激對動物的迷宮操作可產(chǎn)生影響，且存在性別差異。通過慢性應(yīng)激以后，雄性大鼠記憶力減弱，表現(xiàn)為記憶錯誤頻率增長；雄性大鼠的空間記憶反而增強，表現(xiàn)為錯誤頻率減少。即使在限制進食條件下，也應(yīng)讓大鼠體重每周增長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。迷宮周邊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也許使動物操作困難并減少迷宮臂選擇的準確性。根據(jù)實驗?zāi)康牡牟煌詫m放射臂的數(shù)目可不同，涉及8、16、24、32、40和48臂迷宮。迷宮臂越少規(guī)定動物記住探究過的臂也越小，動物的行為操作就越簡樸。增長臂的數(shù)目一方面增長了對動物空間記憶的規(guī)定，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。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。影響動物迷宮操作重要有兩大因素：對迷宮或觀測者的恐驚與動物探究習性和已知放在迷宮臂內(nèi)食物的驅(qū)使?？煮@因素過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。缺少對食物的渴求也會產(chǎn)生類似結(jié)果，增長對動物的撫摸，必要時加高迷宮臂的側(cè)墻，有助于減少動物的恐驚。如食物的驅(qū)使作用局限性，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(yīng)低于禁食前的80%；對多數(shù)大鼠，體重減少15%即可。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。三、T-形迷宮近半個世紀前，Kivy和Dember等人證明大鼠能辨別T-形迷宮（T-maze）兩臂顏色的變化。他們發(fā)現(xiàn)，將雄性大鼠置于T-形迷宮的主干臂15~30min，讓其能看見、但不能進入黑白兩臂。然后，改變其中一個臂的顏色，使兩臂同為黑色或白色。讓大鼠自由選擇T-形臂。結(jié)果顯示，大鼠總是選擇改變了顏色的那個臂（新異臂）。這一過程要依靠動物的記憶來完畢。由此發(fā)展而成的T-形迷宮實驗成為目前用于評價空間記憶的最常用的動物模型之一。當然，現(xiàn)在的T-形迷宮使用的是食物而不是臂的顏色作為動物探究的動力。通常用這一模型來研究動物的空間工作記憶（spatialworkingmemory），即測定動物只在當前操作期間有用的信息。經(jīng)改善后的T-形迷宮也可用來評價參考記憶（referencememory），即記錄在這一實驗中任何一天、任何一次的測試都有用的信息。（一）實驗設(shè)備這里介紹上海欣軟信息科技有限公司制作的大鼠T-形迷宮。迷宮由兩個長46cm、寬10cm、高10cm的目的臂（goalarms）和一個與之垂直的長71cm、同樣寬度和高度的主干臂（stem）或起始臂（approachalley）組成。主干臂內(nèi)置一個16cm*16cm的起始箱，并有一閘門與主干臂的另一部分相聯(lián)。實驗用雄性成年大鼠。飲水不限，但進食控制在天天16~20g，以使體重保持在非進食大鼠體重的85%。在整個訓練和測試期間，大鼠體重每周增長不超過5g。（二）實驗方法這里介紹傳統(tǒng)T-形迷宮實驗和T-形迷宮自主交替實驗。1.傳統(tǒng)T-形迷宮實驗（1）適應(yīng)在T-形迷宮臂內(nèi)分撒6粒食丸（45g），讓大鼠適應(yīng)迷宮5min，天天一次，連續(xù)5天。（2）逼迫選擇訓練將大鼠放入主干臂的起始箱，打開閘門，讓大鼠進入迷宮的主干臂。隨機、交替選擇左右兩臂之一放入4粒食丸，同時關(guān)閉另一臂，使動物被迫選擇食物強化臂并完畢攝食；天天6次，連續(xù)4天。（3）延遲位置匹配（delayedmatching-to-position,DMP）訓練1）將動物放入閘門關(guān)閉的起始箱，打開閘門，讓動物進入主干臂。2）關(guān)閉一側(cè)目的臂，逼迫動物進入另一側(cè)開放臂以獲得2粒食丸獎賞。3）立即（最短延遲，少于5s）將動物放回主干臂，開始匹配訓練中的第二次訓練；此時兩個目的臂均開放。動物將兩前肢和至少兩后肢的一部分置于一個目的臂時完畢“一次選擇”。動物返回到逼迫選擇訓練時進入過的臂則獲得食物獎賞（4粒食丸），記錄一次對的選擇；若動物進入另一臂，則沒有食物獎賞，并且將其限制在該臂內(nèi)10秒，記錄一次錯誤選擇。4）一次匹配訓練結(jié)束后將動物放回籠內(nèi)5~10min（與此同時訓練其他動物），再反復下一次匹配訓練。天天8次。動物連續(xù)兩天的對的選擇次數(shù)達成15/16，則認為達成標準，可以開始實驗。如動物通過30天訓練仍然達不到標準，則予以淘汰。5）動物訓練達標后一天，給予一次匹配訓練。所不同的是，逼迫選擇訓練后，將T-形迷宮旋轉(zhuǎn)180度，再進行上述開放臂的訓練。這樣做的目的是評價動物是否為定位性操作（有賴于迷宮外信號）或反映性操作（不依賴迷宮外信號）。6）接著兩天，天天給予10次匹配訓練，每次訓練間隔為60s，用以評價動物的工作記憶操作。記錄進入食物強化臂的次數(shù)和再次進入非強化臂的次數(shù)。后者被認為是工作記憶錯誤。正常健康年輕的大鼠幾乎每次均能準確操作。當操作穩(wěn)定、且選擇準確率高（工作記憶錯誤少于10%）時，可進行藥物測試或腦區(qū)毀損后的操作實驗。2．T-形迷宮自主交替實驗（spontaneousaltemationonaT-maze）1925年，Tolman初次報道了一個有趣的發(fā)現(xiàn)：在迷宮實驗中，大鼠很少反復進入迷宮的同一臂。大鼠以這種反復交替的方式探究周邊環(huán)境。因而，即使沒有食物獎賞，大鼠仍然保存對所探究區(qū)域有一定的新奇感。正常的交替操作與完整的工作記憶能力相一致。用藥理或解剖毀損的方法可改變這種交替操作行為。實驗方法如下：（1）充足撫摸大鼠天天1~2min，連續(xù)5~7d。由于大鼠沒有被剝奪進食，唯一對大鼠有驅(qū)動作用的是其探究迷宮的欲望。因此，動物必須對實驗者和實驗環(huán)境完全適應(yīng)，沒有恐驚感。充足觸摸大鼠就顯得尤為重要。（2）將大鼠放入T-形迷宮的主干臂；打開閘門，讓大鼠離開主干進入一個目的臂（四肢進入臂內(nèi)）。（3）將大鼠放回主干臂，限其在臂內(nèi)一段時間（零倒數(shù)分鐘，但開始時設(shè)定5s比較合適）。（4）將第2和第3步的操作反復9次，記錄進入每一臂的次數(shù)。對照大鼠在每一實驗間期（共10次訓練）內(nèi)應(yīng)交替選擇兩目的臂。實驗結(jié)果表述為同一實驗間期內(nèi)交替次數(shù)除以總的選擇次數(shù)。當使用藥物或相關(guān)腦區(qū)毀損等方法減弱記憶力時，這個比率下降。（三）注意事項1．大鼠和小鼠具有良好的空間辨別功能，能不久學會并準確操作迷宮。因此，T-形迷宮和放射臂迷宮均被廣泛用于測試動物的空間記憶能力。T-形迷宮用于研究不同腦區(qū)對空間記憶的影響。它對某些腦結(jié)構(gòu)，特別是海馬的毀損作用敏感。此外，許多藥物或毒素都可增強或削弱動物在T-形迷宮的空間記憶。實驗所用的動物除大鼠和小鼠外，還涉及豬、羊、烏龜和鴿子等。2．動物選擇的準確性與兩次選擇之間的間隔及每一訓練間期內(nèi)的選擇訓練次數(shù)等有關(guān)。正常動物經(jīng)短時間的間隔（例如5s），其選擇準確性非常高。而通過極長時間的間隔（例如超過1h），其選擇接近隨機性操作。逼迫選擇訓練后。如只給一次目的臂選擇，準確性通常很高。但是，如給予多次選擇，則選擇次數(shù)越多，準確性越差。3．嚙齒類動物有單向偏愛的特性。這種單向偏愛與動物種屬和品系有關(guān)。例如，C57BL/6J小鼠、ICR小鼠和Purdue-Wistar大鼠更偏愛左側(cè)，而Spague-Dawley大鼠和Wistar大鼠更偏愛右側(cè)。研究表白，超過2/3的雄性Spague-Dawley大鼠偏愛右側(cè)，而偏愛左側(cè)的不到1/5。這種單向偏愛可影響對動物學習記憶的評價。4．主干臂的閘門是T-形迷宮的重要特性。它既可用于在兩次選擇之間將動物限制在起始箱內(nèi)一定的時間，也可防止動物在兩次選擇訓練之間探究迷宮。因此，兩次選擇訓練之間應(yīng)將動物迅速放回主干臂內(nèi)的起始箱。這一點很重要，它可保證動物不會去探究對側(cè)目的臂。5．當動物對迷宮或?qū)嶒炚叩膽?yīng)激恐驚超過其對探究和覓食的渴望限度時，動物對迷宮的探究減少，甚至呆在迷宮某處不動而不去探究迷宮。這種恐驚表現(xiàn)為動物在迷宮內(nèi)排便和排尿；當抓它時，動物還會發(fā)出尖叫聲。因此，足夠的應(yīng)激適應(yīng)是必要的。否則，假如動物在迷宮內(nèi)不進行臂的選擇，就無從得知它的記憶力是正常還是減弱。四、巴恩斯迷宮巴恩斯迷宮（Barnesmaze）是美國學者CarolABarnes1979年發(fā)明的用于檢測動物空間記憶的模型。與水迷宮和放射臂迷宮類似，巴恩斯迷宮運用嚙齒類動物避光喜暗且愛探究的特性而建立的。動物獲得的強化是從一個光亮、敞開的平臺上面逃往位于平臺下面的一個黑暗、狹小的箱里。該箱稱為目的箱。通過訓練，動物學習并記憶目的箱的位置。該模型對動物的應(yīng)激性刺激較小，既不像放射臂迷宮那樣需要禁食，也不像水迷宮那樣應(yīng)激性強。因此，在記憶研究中較為常用。特別合用于與應(yīng)激相關(guān)的記憶研究以及基因敲除小鼠的行為表型研究。實驗設(shè)備不同廠家生產(chǎn)的巴恩斯迷宮大體相同。這里介紹上海欣軟信息科