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01 簡(jiǎn)介
Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)迫使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（如大鼠和小鼠）游泳，以學(xué)習(xí)尋找水中隱藏平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)主要用于評(píng)估實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的空間定位和方向感學(xué)習(xí)記憶能力。這一實(shí)驗(yàn)已廣泛應(yīng)用于學(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)以及行為生物學(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)領(lǐng)域。在全球范圍內(nèi)，Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)已被廣泛認(rèn)可，成為醫(yī)學(xué)院校進(jìn)行行為學(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)。 02 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong> 應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶行為學(xué)檢測(cè)，反映實(shí)驗(yàn)動(dòng)物空間學(xué)習(xí)記憶能力的獲得、保持、再現(xiàn)等過(guò)程，檢測(cè)動(dòng)物的空間記憶和探索能力。 03 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(duì)于老鼠來(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)，最終從水中逃脫。 （圖片來(lái)源：自主拍攝） 實(shí)驗(yàn)主要分為兩個(gè)主要階段：學(xué)習(xí)階段和測(cè)試階段。 學(xué)習(xí)階段：動(dòng)物被置于水池中，需要通過(guò)游泳來(lái)找到水下的平臺(tái)。初始階段，動(dòng)物可能會(huì)表現(xiàn)出隨機(jī)游泳的行為，但隨著時(shí)間推移，它們會(huì)學(xué)會(huì)利用特定的空間提示來(lái)準(zhǔn)確定位平臺(tái)的位置。這一過(guò)程的目標(biāo)在于評(píng)估動(dòng)物的空間學(xué)習(xí)能力和記憶形成速度。 測(cè)試階段：平臺(tái)可能被移動(dòng)到不同位置，甚至被移除，動(dòng)物需要根據(jù)之前學(xué)到的信息來(lái)重新適應(yīng)并找到目標(biāo)。通過(guò)觀察動(dòng)物在學(xué)習(xí)和測(cè)試階段的表現(xiàn)，研究人員可以推斷它們的認(rèn)知能力、空間導(dǎo)航能力和記憶能力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)旨在深入了解動(dòng)物在面對(duì)空間認(rèn)知挑戰(zhàn)時(shí)的學(xué)習(xí)和適應(yīng)過(guò)程。 04 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 （一）實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇 精心選擇適當(dāng)種類和數(shù)量的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，通常選用小鼠或大鼠。為了減少實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變異，確保選取的動(dòng)物具有相對(duì)一致的年齡和性別。 （二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備準(zhǔn)備 1.水池： 小鼠水迷宮的直徑為120厘米，水深約30厘米，而大鼠水迷宮的直徑為160厘米，水深約40厘米。 2.平臺(tái)： 在水池中央設(shè)置一個(gè)可以隱沒(méi)在水下的平臺(tái)，其高度使得動(dòng)物站在上面時(shí)能夠脫離水面。 3.空間提示： 在水池周?chē)O(shè)置可視的圖案或標(biāo)記，以輔助動(dòng)物建立空間記憶。 4.追蹤系統(tǒng)： 安裝攝像機(jī)，確保能夠記錄動(dòng)物在水迷宮中的運(yùn)動(dòng)軌跡，并使用適當(dāng)?shù)淖粉欆浖M(jìn)行數(shù)據(jù)分析。 5.實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制： 維持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境在恒溫和光照條件下，以確保實(shí)驗(yàn)的一致性。 （圖片來(lái)源：自主拍攝） （三）實(shí)驗(yàn)分組和藥物處理 分組設(shè)計(jì)： 采用隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，將動(dòng)物分配到不同的實(shí)驗(yàn)組中，同時(shí)考慮潛在的干擾變量，以確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。 藥物處理： 在藥物處理方面，選擇合適的藥物劑量。例如，可以使用subchronic fluoxetine（20 mg/kg, i.p.）進(jìn)行處理。對(duì)照組則接收相應(yīng)的溶劑或攜帶劑物質(zhì)，以確保實(shí)驗(yàn)中各組之間的比較具有科學(xué)可靠性。 05 實(shí)驗(yàn)方法 1.定位訓(xùn)練階段： 將大鼠或小鼠頭朝向水池壁放入水中，且起始位置隨機(jī)選取為東、西、南、北中的一個(gè)。記錄動(dòng)物尋找水下平臺(tái)所用的時(shí)間（秒）。在初始幾次訓(xùn)練中，若尋找時(shí)間超過(guò)60秒，則引導(dǎo)動(dòng)物至平臺(tái)位置，并使其停留在平臺(tái)上10秒。 2.后處理和間隔： 移開(kāi)并擦干動(dòng)物。如有必要，將大鼠置于150瓦白熾燈下烘5分鐘，然后放回籠內(nèi)。每只動(dòng)物每天進(jìn)行4次訓(xùn)練，訓(xùn)練之間間隔為15~20分鐘，連續(xù)訓(xùn)練5天。 3.空間記憶測(cè)試： 在獲得性訓(xùn)練的最后一天后的次日，撤除平臺(tái)，進(jìn)行為期60秒的探索訓(xùn)練。將動(dòng)物從原先平臺(tái)所在象限的對(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)，作為空間記憶的評(píng)估指標(biāo)。 4.工作記憶測(cè)定： 在探索訓(xùn)練結(jié)束的第二天，進(jìn)行為期4天的對(duì)位訓(xùn)練。將平臺(tái)放置在原先平臺(tái)所在象限的對(duì)側(cè)象限，訓(xùn)練方法與獲得性訓(xùn)練相同。每天進(jìn)行4次訓(xùn)練，記錄動(dòng)物找到平臺(tái)所用的時(shí)間、游泳距離以及游泳速度。 06 注意事項(xiàng) 1.動(dòng)機(jī)和適用性：與食物驅(qū)動(dòng)的模型（如放射臂迷宮）相比，Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)勢(shì)在于動(dòng)物具有更強(qiáng)烈的逃離水環(huán)境的動(dòng)機(jī)，而且不需要禁食，因此特別適用于老年動(dòng)物的測(cè)試。由于對(duì)衰老引起的記憶減弱特別敏感，水迷宮是老年動(dòng)物記憶研究中最常采用的實(shí)驗(yàn)方法。 2.測(cè)試時(shí)機(jī)和操作： 每天在固定時(shí)間進(jìn)行測(cè)試，操作要輕柔，以避免不必要的應(yīng)激刺激。 3.考慮多因素： 在與其他同類實(shí)驗(yàn)比較時(shí)，需注意性別、品系、泳池尺寸和水溫等多種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。當(dāng)以游泳速度作為觀察指標(biāo)時(shí)，需要考慮動(dòng)物的體重、年齡以及骨骼肌發(fā)育狀況等對(duì)游泳速度可能造成的影響。 4.老年動(dòng)物的確認(rèn)和準(zhǔn)備： 在使用老年動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須確認(rèn)它們的游泳能力和視力不因年齡增大而受到影響。確認(rèn)方法為將平臺(tái)露出水面，觀察動(dòng)物是否能毫無(wú)困難地直接游向平臺(tái)，以確保動(dòng)物的游泳能力和視力正常。 5.應(yīng)對(duì)游泳引起的應(yīng)激： 游泳對(duì)動(dòng)物是較大的應(yīng)激刺激，可能引起神經(jīng)內(nèi)分泌的變化。這些變化可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾，尤其對(duì)老年動(dòng)物可能導(dǎo)致心血管疾病。因此，在必要時(shí)可多次將動(dòng)物放入泳池或適當(dāng)延長(zhǎng)游泳時(shí)間，以增加動(dòng)物對(duì)游泳的適應(yīng)能力。 6.水質(zhì)管理： 在用實(shí)驗(yàn)染料攪渾泳池水時(shí)，定期換水以防水質(zhì)腐敗變質(zhì)。
