行为学相关实验水迷宫

附3. 大（小）鼠Morris水迷宫

“水迷宫”是由Richard Morris在1984年发明的，随后他阐述了评估学习记忆方法的细节和步骤。近30年来，在行为神经科学研究中，它成为最常用的验室研究工具之一。水迷宫实验常被用于啮齿类动物神经认知疾病模型的验证和神经认知治疗可行性的评估。有相当多的试验者利用水迷宫来评价动物的学习与记忆能力，同时也利用该实验评价水迷宫成绩、神经递质系统、药物作用之间的关系。通过非常多的应用，水迷宫实验在当代神经科学研究中占据了一个十分重要的位置。

实验将大（小）鼠置于恒温水池中，大（小）鼠会试图找到让自己脱离浸在水中的位置，在池中特定位置放置一个平台，让大（小）鼠通过学习知道平台的位置，之后撤去平台，通过对大（小）鼠空间探索训练与定向航行实验中相关指标的检测分析，评价大（小）鼠的对空间位置学习能力以及记忆能力

一、操作步骤：

1. 使用CLEVER公司行为学观测系统，北京硕林苑科技有限公司的SLY-WMS装置联合分析，水迷宫主要由一圆柱型水池和一可移动位置的站台组成。水池高70cm，直径160cm，站台直径8cm，水池上空通过一个数字摄相机与计算机相连接。预先在水池中注入清水，水深40cm，加入炭素墨水/奶粉使池水变为不透明的黑/白色，站台表面为黑/白色，使大（小）鼠不能看到，水面高出站台表面0.5cm。水温控制在19～21℃，在水池上标定相同一点作为每次实验大（小）鼠的入水点。

2．实验前一天让大（小）鼠自由游泳2min以适应周围环境，从第一天开始，每天训练4次，每次随机选择一个入水点，将大（小）鼠面向池壁放入水中，观察并记录大鼠寻找并爬上平台的路线图及所需时间（逃避潜伏期）。4次训练大（小）鼠分别从四个不同的入水点入水，如果在120s内未找到平台，需将其引至平台。这时潜伏期记为120s，每次训练间隔60s，连续4～7天。

3．实验时，将大（小）鼠置于水中，记录逃避潜伏期、轨迹图、各象限游泳距离。软件操作步骤见说明书。

二、评价指标：

1.总路程（总活动度）即实验动物总的运动路程：与动物自身的游泳速度直接

相关，在相同的时间内，只反映动物的游泳速度的快慢；即路程越长，反映了动物的游泳速度越快。

2.总时间：开始录像到录像结束的总观察时间，即为单次的训练时间，一般现

在为60s。

3.平均速度：总路程/总时间，从中可以看出动物游泳速度的个体差异来，动

物的潜伏期和游泳速度有一定的关系；

4.上台时间（逃避潜伏期）：指实验动物每次入水后第一次成功找到站台所需

的时间；成功上台是指在台上逗留时间超过5～10秒钟（可自己定义），如果逗留时间不足5～10秒，则不算上台，潜伏期时间即为训练时间；

潜伏期是morris水迷宫一个很重要的参照指标，它的时间长短也代表着动物空间学习记忆能力的好坏，潜伏期短，预示着动物的学习记忆能力好；但是和动物自身的游泳速度有关，比如有的正常大鼠游泳速度慢些，所以潜伏期比痴呆组动物还长，另外，某些动物放入水中后会左右观望打圈，或者原地不动确定方向后直接游到台上，出现这种现象，说明动物记忆力好，这个现象是很重要的，如果在治疗组动物发现这种情况，是非常好的。但是由于动物原地不动，这个时候潜伏期的时间可能会长，所以潜伏期并不能作为判断记忆力好坏的最终指标。

5.上台前路程：指实验动物在第一次成功上台前所运动的路程；与潜伏期时间

相关，潜伏期时间越长，上台前路程也就越大；二者之间呈正相关系，所以也间接反映了潜伏期时间的长短，也可以看做是评定动物记忆力好坏的指标之一。

6.上台前平均速度：上台前路程/上台时间；从中可以看出动物游泳速度的个

体差异来，动物的潜伏期和游泳速度有一定的关系；

7.象限活动指数

（1）象限活动距离/时间：实验动物在各象限所活动的距离/时间之和；平台所在象限对侧象限活动的距离/时间越长，反映了动物的空间记忆能力比较好；

（2）中心活动距离/时间：实验动物在水池中心区域内活动的距离/时间之和；啮齿类动物游泳有绕边性和边缘性，而站台是在远离周边靠近水池中心的，如果动物改变了游泳路线在水池中心区域内活动的距离/时间长的话，反映其空间记忆能力好。相反，动物在水池周边区域内活动的距离/时间长的话，反映其空间记忆能力差。

8.站台穿越次数：指在撤去平台后，在一定的时间内，实验动物穿越原站台位

置的次数。（穿越一次指进出站台区域各一次）；在一定的时间内，动物穿越原站台位置的次数越多，说明其空间学习记忆能力越好。

9.初始角(弧度)：指在将实验动物放入水池后，动物的运动轨迹的起始点的切

线与起始点和站台中心连线之间的夹角；

如果初始角的角度越小，说明动物记得站台的位置，直接向站台方向游，反映空间学习记忆能力比较好。

三、注意事项：

1.迷宫周围的物品必须保持固定不变，实验者尽量避免来回走动。

2.水温在实验期间应保持恒定，稳定在19～21℃。

3.实验过程中保持环境安静，光线不宜太强。

参考文献：

1.徐叔云，卞如濂，陈修. 药理实验方法学. 第3版. 北京：人民卫生出版社, 200

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2.Karl T, Pabst R, von Horsten S. Behavioral phenotyping of mice in pharmacological and toxicological research. Exp Toxicol Pathol 2003; 55: 69-8

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4.D'Hooge R, De Deyn PP.Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory.Brain Res Brain Res Rev. 2001 Aug;36(1):60-90.