原理:一種小鼠、大鼠能夠?qū)W會(huì)在水箱內(nèi)游泳并找到藏在水下逃避平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)方法。由于沒(méi)有任何可接近的線索以標(biāo)志平臺(tái)的位置,所以動(dòng)物的有效定位能力需應(yīng)用水箱外的結(jié)構(gòu)作為線索。
組成:
HB-3000型迷宮圓形水池;
Morris視頻分析系統(tǒng);
計(jì)算機(jī);
動(dòng)物入水后啟動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置4大部分組成.
檢測(cè)指標(biāo):實(shí)驗(yàn)程序包括:(1)定位航行實(shí)驗(yàn)(place navigation),用于測(cè)量小鼠對(duì)水迷宮學(xué)習(xí)和記憶的獲取能力。實(shí)驗(yàn)歷時(shí)4天,上、下午各訓(xùn)練1次,共計(jì)8次。實(shí)驗(yàn)觀察和記錄小鼠尋找并爬上平臺(tái)的路線圖及所需時(shí)間,即記錄其潛伏期和游泳速度。(2)空間搜索實(shí)驗(yàn)(spatial probe test),用于測(cè)量學(xué)會(huì)尋找平臺(tái)后,對(duì)平臺(tái)空間位置記憶的保持能力。定位航行實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,撤去平臺(tái),從同一個(gè)入水點(diǎn)放入水中,測(cè)其次到達(dá)原平臺(tái)位置的時(shí)間、穿越原平臺(tái)的次數(shù)。
優(yōu)缺點(diǎn):Morris水迷宮是目前世界公認(rèn)的較為客觀的學(xué)習(xí)記憶功能評(píng)價(jià)方法。利用Morris水迷宮檢測(cè)空間記憶學(xué)習(xí)能力。水迷宮與放射臂狀迷宮相比較的主要優(yōu)越性在于①在水迷宮中,動(dòng)物訓(xùn)練所需的時(shí)間較短(1周),而臂形迷宮則需要幾周的訓(xùn)練時(shí)間;②迷宮內(nèi)的線索,例如氣味可以被消除掉;③大的劑量-效應(yīng)研究可以在一周內(nèi)進(jìn)行;④可以利用計(jì)算機(jī)建立圖像自動(dòng)采集和分析系統(tǒng),這就能根據(jù)所采集的數(shù)據(jù),制成相應(yīng)的直方圖和運(yùn)行軌跡圖,便于研究者對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作進(jìn)一步分析和討論,用來(lái)研究有關(guān)大鼠運(yùn)動(dòng)或動(dòng)機(jī)問(wèn)題;⑤動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)中可以不禁食。從理論上講,水迷宮實(shí)驗(yàn)是一個(gè)厭惡驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)而臂形迷宮實(shí)驗(yàn)是食欲驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)。
本實(shí)驗(yàn)由美國(guó)科學(xué)家Richard GMMorris于1981年建立。初用于研究腦內(nèi)結(jié)構(gòu)對(duì)學(xué)習(xí)和記憶的調(diào)節(jié)作用,后來(lái)逐步發(fā)展成為目前為常用的評(píng)價(jià)動(dòng)物學(xué)習(xí)與記憶的模型。這一實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是,嚙齒類動(dòng)物在水中有強(qiáng)烈的逃避水環(huán)境的動(dòng)機(jī),并以、直接的途徑逃離水環(huán)境。學(xué)會(huì)逃避水環(huán)境的過(guò)程體現(xiàn)動(dòng)物的學(xué)習(xí)能力;根據(jù)周圍環(huán)境進(jìn)行空間定位,有目的地游往水中安全的地方(平臺(tái)),體現(xiàn)動(dòng)物的空間記憶能力。
(一) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)用大鼠或小鼠進(jìn)行。大鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括一個(gè)灰色或黑色圓形水池(直徑150cm,高60cm;、一臺(tái)跟蹤攝像機(jī)以及攝像機(jī)相聯(lián)的計(jì)算機(jī)(圖25-1)。池內(nèi)盛水,深50cm,水溫為攝氏22~24℃。平臺(tái)置于水面下2cm(小鼠為1cm)。在水中加入奶粉或牛奶將水?dāng)嚋喴悦庾寗?dòng)物看清水下平臺(tái)。攝像機(jī)位于水池中央上方200cm,可記錄動(dòng)物的位置、游泳距離和時(shí)間(從而可計(jì)算出游泳速度)以及游泳路徑等。房間周圍墻壁上貼上色彩鮮明、形狀不同的圖畫(huà)用為迷宮外暗示(extra-mazecues)。
(二) 實(shí)驗(yàn)方法
分獲得性訓(xùn)練、探查和對(duì)位訓(xùn)練3個(gè)過(guò)程。
1.獲得性訓(xùn)練(Acquisition phase)理論上將水池分為4個(gè)象限,平臺(tái)置于其中一個(gè)象限區(qū)的中央。
(1) 將動(dòng)物(大鼠或小鼠)頭朝池壁放入水中,放入位置隨機(jī)取東、西、南、北四個(gè)起始位置之一。記錄動(dòng)物找到水下平臺(tái)的時(shí)間(s)。在前幾次訓(xùn)練中,如果這個(gè)時(shí)間超過(guò)60s,則引導(dǎo)動(dòng)物到平臺(tái)。讓動(dòng)物在平臺(tái)上停留10s.
(2) 將動(dòng)物移開(kāi)、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。
2.探查訓(xùn)練(probe trial1) 后一次獲得性訓(xùn)練結(jié)束后的第二天,將平臺(tái)撤除,開(kāi)始60s的探查訓(xùn)練。將動(dòng)物由原先平臺(tái)象限的對(duì)側(cè)放入水中。記錄動(dòng)物在目標(biāo)象限(原先放置平臺(tái)的象限)所花的時(shí)間和進(jìn)入該象限的次數(shù),以此作為空間記憶的檢測(cè)指標(biāo)。
3.對(duì)位訓(xùn)練(reveral phase) 測(cè)定動(dòng)物的工作記憶(workingmemory)。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,方法與獲得性訓(xùn)練相同。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。
4.對(duì)位探查訓(xùn)練(probetrial2)后一次對(duì)位訓(xùn)練的第二天進(jìn)行。方法與上述探查訓(xùn)練類似。記錄動(dòng)物60s內(nèi)動(dòng)物在目標(biāo)象限(平臺(tái)第二次所在區(qū))所花時(shí)間和進(jìn)入該區(qū)的次數(shù)。