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动物行为学实验——水迷宫

Morris水迷宫实验是应用最广泛的研究、评价动物空间学习记忆能力的行为学实验,是研究学习记忆最常用的实验方法之一(如AD模型等)。

Morris水迷宫由圆形的水池、可移动位置并隐藏在水面下的平台、图像自动采集处理系统组成。

Morris水迷宫实验中采用基本的方案一般分为定位航行实验和空间探索实验两个阶段。 

定位航行实验(place navigation test)/隐藏平台实(the test of gaining concealed platform):将动物(大鼠)头朝池壁放入水中,放入位置在东、西、南、北四个起始位置中随机选择。记录动物从放入水中到找到水下平台的时间(秒)。在前几次训练中,如果找到水下平台的时间超过90秒,则引导动物到平台。让动物在平台上停留10秒后将大鼠移开、擦干。必要时将动物(尤其是大鼠)放在150W的白炽灯下5分钟,烤干,再放回笼内。每只动物每天训练4次,两次训练之间间隔30分钟,连续训练5天。

空间探索实验(spatial probe test):最后一次获得性训练结束后,在第二天将平台撤除,将动物由原先平台象限的对侧放入水中。记录动物逃避潜伏时间(即动物入水后第一次找到水下平台的时间)和平台穿越次数。

水迷宫实验指标及意义:

1 潜伏期和总路程 

潜伏期是水迷宫定位航行阶 段的重要指标,是动物每一次入水后第一次成功找到平台所需的时间。它的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。

总时间平均速度潜伏期上台前路程上台前平均速度第一象限活动路程第一象限活动时间第二象限活动路程第二象限活动时间第三象限活动路程第三象限活动时间第四象限活动路程第四象限活动时间
59.6518.9260.001135.3818.920.000.000.000.00722.2240.70413.1618.95
60.0018.0560.001082.7418.0570.834.60192.2110.10546.2228.20273.4717.10
60.0018.5760.001114.0918.57156.939.20169.517.80444.7325.60342.9217.40
59.9515.7960.00947.5615.79232.3417.25194.7412.05225.7616.15294.7314.50
60.0018.6660.001119.7518.66183.317.8061.343.30295.1016.50580.0132.40
59.9519.6060.001176.1619.6026.061.750.000.00731.6436.75418.4621.45
60.0015.7460.00944.4215.74205.7511.95176.7413.80279.4318.10282.5016.15
60.0019.3860.001162.8519.380.000.000.000.00634.2033.35528.6526.65
60.0018.2260.001093.0618.22203.4913.100.000.00615.8532.65273.7214.25
60.0019.2660.001155.6719.26528.0627.20251.2912.8070.294.90306.0315.10
站台周围范围IV活动时间站台穿越次数虚拟站台1穿梭次数虚拟站台2穿梭次数虚拟站台3穿梭次数初始角(弧度)入水点象限搜索策略活动时间静止时间
20.6000000.463随机式51.258.40
19.4010000.072随机式51.408.35
15.8010000.753随机式52.906.85
16.3500001.323随机式50.109.85
16.4010000.223随机式50.608.75
24.7000002.583随机式54.155.80
10.8500000.483随机式48.4011.60
13.6500002.253边缘式52.607.40
13.3000002.323边缘式51.208.80
11.8000002.933随机式52.157.85


2 象限时间和路程 

平台所在象限的时间和路程是评价动物学习能力的指标,动物在这个象限活动的时间和路程越长,反映了动物的空间记忆能力比较好。平台象限时间/潜伏期或平台象限时间/第一次跨越平台时间、平台象限路程/总路程也是较好的评价动物学习记忆的指标。

3穿越平台次数 

穿越平台次数是空间搜索实验的重要指标在一定的时间内,实验动物穿越原站台位置的次数。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。

注意事项:

1 动物完成 Morris 实验需要一定的水温、光源及外界固定的 参照物。水温要求恒定大鼠的水温控制在( 25±1) ℃;小鼠的水温则控制在 21℃~22℃ 最宜。

2 实验中所用水的颜色需要和动物的毛色形成鲜明对比,可以向水中添加如牛奶或无毒的钛白粉或者墨汁等。

结果展示:

水迷宫

水迷宫


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