通過比較五種迷宮的實驗方法、注意事項、評價指標(biāo)、應(yīng)用特點以及優(yōu)缺點，為更好利用迷宮實驗評價大小鼠學(xué)習(xí)記憶能力提供參考。檢索中國知網(wǎng)和PubMed，搜集 Morris 水迷宮、Y迷宮、八臂迷宮、T迷宮、Barnes迷宮實驗的相關(guān)文獻，比較它們的實驗方法、注意事項、評價指標(biāo)、應(yīng)用特點以及優(yōu)缺點。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Morris水迷宮實驗的評價指標(biāo)多，結(jié)果更可靠； Y迷宮操作簡便，但電Y迷宮對動物影響大； 八臂迷宮無水和電刺激，操作簡便； T迷宮無水和電刺激，依靠動物探索天性完成任務(wù)； Barnes迷宮以光和聲音刺激動物完成任務(wù)，局限性大。評價大小鼠空間學(xué)習(xí)和記憶能力時五種迷宮均適合，但 Morris水迷宮實驗結(jié)果準(zhǔn)確性更高。評價工作記憶能力時Morris水迷宮、Y迷宮、T迷宮、八臂迷宮均適合，但Y迷宮自主交替實驗和T迷宮對動物應(yīng)激小，結(jié)果更可靠。

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01 Morris水迷宮

實驗方法

Morris水迷宮是利用大小鼠會游泳又怕水的天性，強迫其在水中游泳，依靠空間參考標(biāo)志判定平 臺的位置擺脫水環(huán)境。實驗?zāi)Ｊ接腥N： 定位航行模式、空間探索模式、工作記憶模式。定位航行實驗時，動物從不同象限的中點放入迷宮，記錄其登上平臺的時長( 潛伏期) 。空間探索實驗考察其對平臺位置的記憶，記錄動物的穿臺次數(shù)。工作記憶模式是定位航行實驗后，每天改變平臺位置，給予動物5～10s的觀察時間，檢測動物在短時間內(nèi)對平臺新位置的記憶( 即工作記憶) 。

注意事項

(1) 實驗人員勿隨意走動，室內(nèi)物品位置勿變動。

(2) 小鼠實驗時水溫維持在20℃ ～ 23℃，水溫過高，則小鼠不愛游動。大鼠因體積大， 耗能多，水溫在24℃ ～ 26℃之間。

(3) 實驗前水中加入墨汁或牛奶、無毒的涂料，更好地隱匿平臺。

(4) 實驗前后，將動物置于平臺上休息一段時間，使動物觀察迷宮四周環(huán)境，幫助記憶。

(5) 防止動物 因視覺問題影響尋臺，可在水迷宮實驗前或后進行 可視平臺實驗。

(6) 平臺應(yīng)放置在象限的中間，不要放置在水池邊緣，避免動物按邊緣式搜索策略無 意找到平臺。

02 Y迷宮

實驗方法

Y迷宮可進行兩種實驗: 電Y迷宮實驗，Y迷宮自主交替實驗。

電Y迷宮實驗是利用鼠類避明趨暗的習(xí)性設(shè)計的一種條件反射實驗裝置，其三條臂內(nèi)均裝有燈泡和電網(wǎng)，燈亮的臂無電，而暗臂有電，隨機更換安全臂訓(xùn)練動物的空間辨別學(xué)習(xí)能力。實驗分為三個階段，先是訓(xùn)練期，當(dāng)動物主動逃避次數(shù)達到 80% 以上，則可進入測試階段，最后還可進行記憶再現(xiàn)階段。訓(xùn)練期記錄動物達到學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)進行的電 擊總數(shù)和動物出錯總數(shù)，作為學(xué)習(xí)的評定指標(biāo)。測試期統(tǒng)計動物足底電擊中的出錯總數(shù)，作為記憶的評定指標(biāo)。記憶保持是考察動物經(jīng)過一段時間后再放入迷宮，以評價動物記憶力的高低。建議使用軟件：VisuTrack動物行為分析軟件。

Y迷宮自主交替實驗，*利用嚙齒類動物對新奇環(huán)境探索的天性，動物必須依靠前一次的記憶做出正確的進臂選擇，可有效地評價動物的空間工作記憶能力。實驗時將動物放入一條臂的末端，讓其自由探索幾分鐘，一段時間后將動物再次放入迷宮進行正式檢測。記錄動物進入各臂的順序和總次數(shù)，當(dāng)連續(xù)三次進入不同的臂時，記為一次正確交替反應(yīng)，統(tǒng)計正確交替反應(yīng)次數(shù)，計算自主交替率。

注意事項

對于電Y迷宮，應(yīng)選擇合適的電壓。

03 T迷宮

實驗方法

T 迷宮是依靠覓食動機誘導(dǎo)動物完成任務(wù)的一 種迷宮，檢測前需對動物進行禁食。實驗中，動物對目標(biāo)臂的選擇基于記住上次探索過的目標(biāo)臂，即空間工作記憶，動物對目標(biāo)臂的正確交替選擇是完整工作記憶能力的體現(xiàn)。T迷宮包括自發(fā)連續(xù)交替實驗和交替選擇實驗兩種模式：

自發(fā)連續(xù)交替實驗?zāi)Ｊ綍r，動物不用禁食，*借助其愛探索的天性。先讓動物*適應(yīng)迷宮后，進行一次初始強 制實驗和六次選擇實驗，即關(guān)閉其中一條目標(biāo)臂， 動物從起始箱放入，使其探索另一條開放的目標(biāo)臂，待進入目標(biāo)臂后，又重新放回起始箱。10s后開放閘門，讓其自由探索兩條目標(biāo)臂，待其進入其中 一條臂后，關(guān)閉另一條臂，再次放回起始箱，10s后進入下一次選擇實驗，循環(huán)進行六次。

交替選擇實驗?zāi)Ｊ绞莿游锝澈?，進行7～8d的適應(yīng)性訓(xùn)練和1d的正式訓(xùn)練，即適應(yīng)迷宮后，在兩條目標(biāo)臂中隨機選擇一條臂末端放入食餌，關(guān)閉另一條臂。將動物放入起始箱，使其進入目標(biāo)臂獲取食餌，連續(xù)訓(xùn)練一段時間后( 保證左右兩臂放食餌的次數(shù)相 等) 進入正式實驗階段。先是強迫訓(xùn)練，選擇一條臂開放并放入食餌，另一條臂關(guān)閉，當(dāng)動物進入有食餌的臂獲得獎勵后，將其馬上放回主干臂，而后讓其自由探索左右兩臂，此前強迫訓(xùn)練時放食餌 的臂中無食餌，其對側(cè)臂有食餌。動物若進入無食餌的臂，記為一次“錯誤次數(shù)”，反之為“正確次數(shù)”， 重復(fù)測試多次。統(tǒng)計總的正確率，正確率越高，潛伏期越短，表明動物工作記憶越好。

注意事項

當(dāng)為交替選擇模式時，動物須禁食，至體重減輕為原來的85%～90% ，促使動物覓食。

04 八臂迷宮

實驗方法

八臂迷宮以動物尋覓不同臂中的食餌來評價 其空間學(xué)習(xí)記憶能力，實驗分為訓(xùn)練期和檢測期。 訓(xùn)練期: 將食餌放入八條臂末端食盒內(nèi)，動物從中央?yún)^(qū)放入，讓其自由尋覓食餌。重復(fù)訓(xùn)練多天，使用VisuTrack軟件（上海欣軟）記錄動物進臂次數(shù)，訓(xùn)練期反映的是依賴海馬有關(guān)的 陳述性記憶。檢測期: 隨機在4條臂中放入食餌，另外4條臂關(guān)閉，動物限定時間內(nèi)探索4條開放臂，待動物獲得全部食餌后將其放回中央?yún)^(qū)等待一 段時間后，開放迷宮八條臂進行測試( 之前沒放食餌的臂放入食餌) 。檢測期主要反映了依賴紋狀體的習(xí)慣性記憶。

注意事項

(1) 每天訓(xùn)練完后， 將整個迷宮旋轉(zhuǎn)180°，防止動物依靠反向記憶記住空間位置。

(2) 迷宮周圍的所有物品位置需保持不變，防止動物定位不準(zhǔn)確。

05 Barnes迷宮

實驗方法

Barnes迷宮是利用嚙齒動物喜暗避明的習(xí)性設(shè)計，通過強光照射與噪聲刺激迫使動物在規(guī)定時間內(nèi)尋找某個位置孔洞下的暗箱。實驗分為訓(xùn)練期和測試期，連續(xù)訓(xùn)練幾天后測試，記錄動物進入暗盒的時間、總路程、速度等，以及進入錯誤洞口的次數(shù)以反映動物空間參考記憶能力，也可以通過VisuTrack軟件記錄動物重復(fù)進入錯誤洞口次數(shù)來測量動物的工作記憶。

注意事項

每次訓(xùn)練后要隨機轉(zhuǎn)動迷宮，保 證連續(xù)兩天迷宮位置不同，但目標(biāo)箱位置不改變。 當(dāng)動物在其他洞旁徘徊時，其頭部伸入洞內(nèi)，眼睛 低于平臺邊緣時，判斷為逃生錯誤。

06 五種迷宮實驗方法比較

07 五種迷宮的優(yōu)缺點比較

文章來源

中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2018年12月第28卷第12期，楊玉潔，李玉姣，李杉杉，劉新民 ，王瓊 ，《用于評價大小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的迷宮實驗方法比較》

附：關(guān)于上海欣軟

上海欣軟是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的的高新技術(shù)企業(yè)，是專業(yè)的動物行為視頻分析方案解決商。我司專注于動物神經(jīng)科學(xué)與行為學(xué)產(chǎn)品的研究且致力于向高校、科研機構(gòu)等領(lǐng)域提供實驗室一體化方案，業(yè)務(wù)范圍遍布全國上百家實驗室。公司主營產(chǎn)品均為自主開發(fā), 擁有核心技術(shù)，同時公司擁有數(shù)位動物行為學(xué)儀器行業(yè)從事10年以上的資深服務(wù)工程師，可為我們的產(chǎn)品提供全方案的售前及售后服務(wù)。
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• 動物行為分析軟件：

1、VisuTrack軟件

2、SuperMaze軟件

3、FishTrack斑馬魚分析軟件

• 動物行為儀器：

1、自身給藥、條件恐懼、斯金納、震驚反射（PPI）、跑步機、各類經(jīng)典迷宮等

2、動物抓撓分析儀、動物震顫行為分析儀、動物捕食行為分析儀

3、動物主動步態(tài)分析、動物被動步態(tài)分析、動物自由步態(tài)分析（內(nèi)測中）

4、睡眠剝奪儀、飲水偏好測試儀、體溫維持儀、智能熱板儀、轉(zhuǎn)棒疲勞儀、鼠尾光照測痛儀等

• 神經(jīng)電生理：

1、光遺傳、無線光遺傳

2、光纖記錄系統(tǒng)（單通道、多通道）

3、電生理信號采集系統(tǒng)（腦電、肌電等）

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