认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫实验的设计原理和实验方案方法设计及水迷宫实验步骤

20世纪80年代初,英国的心理学家Morris和他的同事利用大鼠在盛有水和牛奶混合物的不透明水池中搜索目标物的方法,研究大鼠的海马等脑区受到损害后的学习、记忆和空间定向以及认知能力时取得了令人瞩目的结果。这种装置不但构思新颖、实验设计合理以及方法简便和实用,而且便于观察和记录动物入水后搜索藏在水下平台所需的时间、采用的策略和它们的游泳轨迹,从而可分析和推断动物的学习、记忆和空间认知等方面的能力。虽然起初的实验对象为大鼠，但此后该迷宫系统成为评估啮齿类动物空间学习和记忆能力的经典程序，广泛运用于神经生物学、药理学等领域的基础和应用研究中。它能较客观地衡量动物空间记忆、工作记忆以及空间辨别能力的改变。因此,这种研究方法很快就引起各国神经科学家的关注,并将此法称为认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫法。

国外有许多生产认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫的公司，比如说德国的TSE公司，美国的Sandiegoinstruments公司、德国Biobserve公司等等；20世纪80年代末,中国科学院心理研究所建立了我国第一个认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫实验室,并于90年代初建立了认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫图像自动采集和处理系统。国内随后出现了许多认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫生产厂家，但是从国际到国内，认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫的硬件设备，软件系统，实验方法，以及实验数据的处理方法都不尽相同，因此，从认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫法的发明到现在已有20余年的历史了，应该制定一套比较标准的实验准则了。

二、认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫的组成

认知行为学习大鼠小鼠Morris实验系统由水迷宫装置、水迷宫图像自动采集和动物行为分析系统组成。

1、认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫装置:主要由盛水的水池和一个可调节高度和可移动位置的站台所组成。

2、认知行为学习大鼠小鼠水迷宫图像自动采集和软件分析系统:该系统的主要部件为摄像机、计算机和图像采集卡等。这种系统有多种型号,但工作原理和流程大致相似:摄像头采集大鼠游泳图像(模拟信号)输入到计算机中的图像采集卡进行模/数转换,大鼠游泳的模拟图像转化为数字图像储存于硬盘中,将数字图像进行图像分析得到有关的测试参数。软件分析系统能自动地采集动物的入水位置、游泳的速度、搜索目标等所需时间、运行轨迹和搜索策略等参数,并可将所采集的各种资料进行统计和分析。

认知行为学习大鼠小鼠Morris水迷宫方案设计动物实验外包服务主要测定空间学习记忆能力，主要的实验内容有隐蔽站台试验、空间探索试验、反向试验和可视站台试验等。在这里主要介绍下文献里面主要做的隐蔽站台试验和空间探索试验的流程准则。

1、隐蔽站台试验大鼠小鼠水迷宫动物实验外包技术服务

啮齿类动物第一次游泳时,一般不会找到藏于水面下的不可见的站台。若动物在入水游泳60～90s以内仍未能找到水池中的站台或未能爬上站台时,实验人员可将动物引导置于站台上站立10～30s,使动物体会站在站台上的感觉,这样从第二次开始,学习成绩就能迅速提高。动物爬上站台后,让动物在站台上站立5～10s。将大鼠从站台上拿下来,休息30～60s以后再进行下一次训练。在一般情况下,正常大鼠在经过4～6个实验日训练后,很快就学会以最快最佳的轨迹搜索到站台的确切位置。

每天开始时，将鼠任意从四个象限（东北、西北、东南、西南）之一面向池壁放入水中，站台放置于东南象限， 每次实验鼠共游泳60～90s来寻找隐藏的站台。如果成功地找到站台，鼠可以得到在站台上的10～30s休息时间；如果60～90s内未能成功的找到站台，就由实验人员将鼠人工置于站台上，且同样给予10～30s的休息时间。有时鼠可能会在10～30s间隔时间到达之前从站台上掉下或跳入水中继续游泳。一旦这种情况发生，则将鼠重新放回站台，并重新计时，使时间间隔到达（10～30s）。这样可以确保每只鼠在每次实验后有相等的时间来观察和获取空间信息。

2、空间探索大鼠小鼠水迷宫动物实验外包技术服务

隐蔽站台试验结束24h后，撤除站台。然后任选一相同入水点将鼠放入水中，记录鼠在60s或120s内的游泳路径，记录鼠在原站台象限的停留时间和穿越原站台次数，观察受试鼠的空间定位能力，及在空间探索过程中的变化规律。在电脑屏幕上用圆形环标记出站台原所在位置，这样可以记录穿越原站台所在位置的次数。