morris水迷宮具體實(shí)驗(yàn)操作步驟評析

Morris水迷宮是英國心理學(xué)家Morris于1981年設(shè)計(jì)并應(yīng)用于腦學(xué)習(xí)記憶機(jī)制研究的一種實(shí)驗(yàn)手段,其在AD研究中的應(yīng)用非常普遍。涉及的被試動(dòng)物主要是鼠。

Morris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的一種實(shí)驗(yàn)，主要用于測試實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對空間位置覺和方向覺（空間定位）的學(xué)習(xí)記憶能力。較為經(jīng)典的Morris水迷宮, 主要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括定位航行試驗(yàn)（Hidden Platform Test）、空間探索試驗(yàn)（Probe Trains）和可視站臺試驗(yàn)（Visible Platform Test）三個(gè)部分。其中定位航行試驗(yàn)歷時(shí)5天,每天將大鼠面向池壁分別從4個(gè)入水點(diǎn)放入水中各一次,記錄其尋找到隱藏在水面下平臺的時(shí)間(逃避潛伏期,escape latency)?？臻g探索試驗(yàn)是在定位航行試驗(yàn)后去除平臺，任選一個(gè)入水點(diǎn)將大鼠放入水池中,記錄其在120s內(nèi)的游泳軌跡,考察大鼠對原平臺的記憶。可視平臺試驗(yàn)是將平臺露出水面以使動(dòng)物能夠看見平臺、毫無困難地直接游向平臺，說明動(dòng)物的游泳能力和視力均正常，不影響前面兩部分的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)原理

雖然老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)游泳對于老鼠來說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所。尋找休息場所的行為涉及到一個(gè)復(fù)雜的記憶過程，包括收集與空間定位有關(guān)的視覺信息，再對這些信息進(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，*終從水中逃脫。

1、大鼠圓形水池，直徑160cm（小鼠1米），高50cm，水深30cm，池底黑色，水溫保持在23±2℃；池壁上標(biāo)記四個(gè)等距離點(diǎn)N、E、S、W作為試驗(yàn)的起始點(diǎn)，分水池為四個(gè)象限，任選—象限在中央放置平臺(平臺與池壁圓心距離相等)；平臺黑色，直徑12cm，高29cm，沒于水下1 cm，使平臺不可見。水池周圍貼有豐富的參照線索(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，供大鼠用來定位平臺。

2、遮光簾可有效遮蔽雜散光進(jìn)入試驗(yàn)區(qū)域。采用遮光簾和間接光源避免光對圖像采集時(shí)的干擾。

3、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)過程的自動(dòng)化，避免了人工計(jì)數(shù)引入的主觀誤差和對實(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；可在星光條件（0.01Lux）下進(jìn)行視頻分析（包括實(shí)時(shí)分析），對動(dòng)物的干擾更小，星光條件符合嚙齒類動(dòng)物（例如大鼠、小鼠）的生活習(xí)性；

4、電腦及分析軟件：提取出Morris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。

　○總路程 ○平均速度 ○上臺時(shí)間（潛伏期）○運(yùn)動(dòng)軌跡圖（.BMP格式）○四個(gè)象限逗留的時(shí)間和路程 ○

學(xué)習(xí)記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老、新藥開發(fā)/篩選/評價(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)及時(shí)辰生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科的科學(xué)研究和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）。

1、定位航行試驗(yàn)：嚙齒類動(dòng)物**次游泳時(shí),一般不會(huì)找到藏于水面下的不可見的站臺。若動(dòng)物在入水游泳60～90s以內(nèi)仍未能找到水池中的站臺或未能爬上站臺時(shí),實(shí)驗(yàn)人員可將動(dòng)物引導(dǎo)置于站臺上站立10～30s,使動(dòng)物體會(huì)站在站臺上的感覺,這樣從**次開始,學(xué)習(xí)成績就能迅速提高。動(dòng)物爬上站臺后,讓動(dòng)物在站臺上站立5～10s。將大鼠從站臺上拿下來,休息30～60s以后再進(jìn)行下一次訓(xùn)練。在一般情況下,正常大鼠在經(jīng)過3～5個(gè)實(shí)驗(yàn)日訓(xùn)練后,很快就學(xué)會(huì)以*快*佳的軌跡搜索到站臺的確切位置。

試驗(yàn)共歷時(shí)5天，每天定于固定時(shí)間段訓(xùn)練4次。訓(xùn)練開始時(shí)，將平臺置于**象限，從池壁四個(gè)起始點(diǎn)的任一點(diǎn)將大鼠面向池壁放入水池。自由錄像記錄系統(tǒng)記錄大鼠找到平臺的時(shí)間和游泳路徑，4次訓(xùn)練即將大鼠分別從四個(gè)不同的起始點(diǎn)（不同象限）放入水中。大鼠找到平臺后或120秒內(nèi)找不到平臺(潛伏期記為120秒)，則由實(shí)驗(yàn)者將其引導(dǎo)到平臺，在平臺上休息10秒，再進(jìn)行下一次試驗(yàn)。每日以大鼠四次訓(xùn)練潛伏期的平均值做為大鼠當(dāng)日的學(xué)習(xí)成績。

有時(shí)鼠可能會(huì)在10～30s間隔時(shí)間到達(dá)之前從站臺上掉下或跳入水中繼續(xù)游泳。一旦這種情況發(fā)生，則將鼠重新放回站臺，并重新計(jì)時(shí)，使時(shí)間間隔到達(dá)（10～30s）。這樣可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。

2、將動(dòng)物移開、擦干。必要時(shí)將動(dòng)物（尤其是大鼠）放在150W的白熾燈下烤5min，放回籠內(nèi)。每只動(dòng)物每天訓(xùn)練4次，兩次訓(xùn)練之間間隔15~20min，連續(xù)訓(xùn)練5d。

3、空間探索試驗(yàn)： 定位航行試驗(yàn)結(jié)束24h后，撤除站臺。然后任選一相同入水點(diǎn)將鼠放入水中，記錄鼠在120s內(nèi)的游泳路徑，記錄鼠在目標(biāo)象限的停留時(shí)間和穿越目標(biāo)象限的次數(shù)，觀察受試鼠的空間定位能力，及在空間探索過程中的變化規(guī)律。在電腦屏幕上用圓形環(huán)標(biāo)記出站臺原所在位置，這樣可以記錄穿越原站臺所在位置的次數(shù)。

4、可視平臺試驗(yàn)：將平臺露出水面以使動(dòng)物能夠看見平臺。動(dòng)物放入泳池后如毫無困難地直接游向平臺，說明動(dòng)物的游泳能力和視力均正常，可以開始實(shí)驗(yàn)。

  morris水迷宮具體實(shí)驗(yàn)操作步驟評析1、水溫：水的溫度要求實(shí)驗(yàn)過程中恒溫。大鼠溫度范圍一般為23± 2℃（小鼠可能低些在18~22℃）。水溫對潛伏期影響很大，特別是大鼠，如果溫度過高，大鼠在游幾次后漸漸適應(yīng)了迷宮環(huán)境，它就會(huì)把迷宮當(dāng)“浴盆”了，放進(jìn)去以后，就漂浮不動(dòng)；如果水溫過低，大鼠體溫下降很快，體力也會(huì)耗散太多，大鼠游泳能力不能堅(jiān)持很久，就會(huì)出現(xiàn)游幾次潛伏期突然增大的現(xiàn)象。甚至有些老鼠會(huì)出現(xiàn)較明顯的應(yīng)激反應(yīng)，比如說會(huì)出現(xiàn)抽筋，腹瀉現(xiàn)象。水溫一般保持25度左右，另外氣溫也會(huì)導(dǎo)致水溫偏差過大，應(yīng)人為的調(diào)節(jié)水溫。所以就要求在水池的底部裝有可以恒定保持水溫的加熱棒或者其他加熱裝置了。

2、光源：要保證水池水面上沒有光影，主要是要避免光線在水面的反射問題，以免留在水面的光照影子被軟件的采集系統(tǒng)將光影和鼠的影子混淆；如果是白色的水池背景，就可以在水池上方用兩根條形的發(fā)散日光燈，這樣可以減少反射光在水面的背影；如果是黑色的水池背景，就在水池四個(gè)象限的上方放置4個(gè)60瓦的燈泡或25瓦的管燈，不用功率特別大的燈。燈泡的高度應(yīng)該足夠高，不能被攝像頭捕獲到。另外還可以在水池四周裝一圈簾子（顏色一般是黑色、淺藍(lán)色或者白色），這樣可以將光的影子擋住，又保持一定的透光度。同時(shí)也可以減少外界的人站在水池旁邊某個(gè)地方或走來走去，對大鼠形成一個(gè)不定的空間參照物。

3、空間線索（參照物）：水池應(yīng)該置于一個(gè)較大的房間內(nèi)，池壁上懸掛兩個(gè)以上物體作為近距離視覺參照物，并在水池外房間內(nèi)有多種遠(yuǎn)距離視覺參照物。比如幾何圖形（正方形、三角形、圓形等）懸掛于水池以外的墻上，高度是必須讓大小鼠在游泳的時(shí)候看的見的范圍，所以應(yīng)該在其視平線以上，這些幾何圖形可以是寬5cm至15cm塑料板制成，高度是必須高過站臺,可以用1m的線掛在水池周圍；這些幾何圖形一般涂成黑色，因?yàn)閲X類動(dòng)物對黑色比較敏感；這些幾何圖形一般不少于3個(gè)。另外實(shí)驗(yàn)室環(huán)境是一個(gè)十分重要的因素,實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備、儀器、工作臺、椅子、門窗和燈具等陳設(shè)的位置和實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)所站立的位置都可能被大小鼠看見，如果移動(dòng)會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因?yàn)閯?dòng)物有時(shí)會(huì)常常利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)固有的環(huán)境作為它搜索目標(biāo)時(shí)的參照物。

4、對比食物驅(qū)動(dòng)的模型（如放射臂迷宮），水迷宮實(shí)驗(yàn)的*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)物的測試。加上它對衰老引起的記憶減弱尤其敏感，因此，水迷宮*常用于老年動(dòng)物記憶的研究。 morris水迷宮具體實(shí)驗(yàn)操作步驟評析

　5、每天在固定時(shí)間測試。操作輕柔，避免不必要的應(yīng)激刺激。