morris水迷宫

⽔迷宫实验报告

⽔迷宫实验报告

篇⼀：Morris⽔迷宫

Morris⽔迷宫

Morris⽔迷宫是⼀种能够实时和离线分析Morris⽔迷宫实验过程的图像跟踪分析系统。Morris⽔迷宫以摄像机和电脑作为硬件

基础，实验过程中不需要对实验动物作特殊标记。⽬标识别⽅法可以选择灰度阈值⽅法或者背景差值⽅法。morris⽔迷宫系统

提供了丰富的实验参数，实验结果可以保存为⽂本⽂件或者Excel⽂件，⽅便利⽤Excel，SPSS等⼯具软件作进⼀步分析。本

系统除了可以适⽤于Morris⽔迷宫实验，还可以⽤于分析⼤⼩⿏抑郁绝望实验以及负重游泳疲劳实验。

Morris⽔迷宫⽬标识别⽅法优于其它同类产品，对实验环境光照条件没有太⾼的要求设备和⽅法。⽔迷宫使⽤的⽔迷宫池为直

径90cm-180cm，⾼50cm温控恒温⽔池，⽔池表⾯采⽤静电喷塑⽅法处理，⽬标站台⾼低及⼤⼩均可调整。摄像机垂直放置

于⽔迷宫池中央上⽅⼤约2⽶处，调整镜头焦距使得其视⾓可以覆盖整个实验区域。系统仅在该区域内采样，硬件系统由电脑

和连接到⿊⽩CCD摄像机的视频采集卡组成，视频信号由视频采集卡转换为数字信号后输⼊到计算机。

可以设置实验时间长短以及动物找到平台后⾃动结束

实验。

可以设置实验开始后延时等待时间以⽅便对实验过程的控制。

可以设置识别区域⾯积⼤⼩范围从⽽排除⽔池反光可能产⽣的误识别。实验结束后，可以计算潜伏期、穿越平台次数、总游泳

距离、各象限游泳时间、距离及其所占百分⽐等⽔迷宫实验数据。

Morris⽔迷宫可提供以下实验结果：

潜伏期/游泳总距离/平均速度/穿越平台的次数

象限分析：四个象限中游泳轨迹分析,时间/距离/百分⽐/平均速度平台位置⾓度/⼊⽔点位置⾓度

游泳轨迹图输出/轨迹图编辑

圆形区域分析：四象限中四个虚拟平台附近位置的游泳轨迹分析，分析参数包括时间/距离/百分⽐/密度环形区域分析：与平台

相切或相邻的环带区域内的轨迹分析，分析参数包括时间/路程/百分⽐/密度

其他特点：

可设置彼此独⽴的实验数据存档⽂件夹，便于实验资料管理

异地分析实验结果，可以将部分实验记录数据转移到其他电脑上做数据分析和输出

可同步保存原始的实验影像资料，便于回放⽐对实验数

据或者重新分析实验结果

可以直接输出单次实验的实验报告，⽆须另外编辑处理，⽅便学⽣实验实验数据可以直接⽣成Excel⽂件，便于进⼀步统计处

理，

可识别分析⽩⿏或者⿊（灰）⿏，动物⽆需做特别标记

可选功能模块包括游泳静⽌状态分析（强迫游泳实验分析）模块。

Morris⽔迷宫动物在其中不得不研究⽔池中隐藏的平台的位置，该系统已经成为研究⼩型啮齿类动物学习或记忆⾏为的经典系

统。⽔迷宫系统包括带⽔池的平台，低照度灵敏CCD相机和镜头，相继连接DVD播放，内置控制界⾯的PC，遥控装置和连接

线。

【讨论】⽔迷宫实验前⼀天应该怎么做⽔迷宫正式实验开始前⼀天，是否需要让⼤⿏在⽔中试游⼀下，具体应该怎么操作呢，

看到有⼈说让⼤⿏⾃由游泳1min，在这个过程中需要引导⼤⿏上平台么，是在什么时候引导呢？各⼈体会这⼀个过程对后⾯

的实验影响很⼤，希望有经验的前辈指点⼀下，谢谢

很多protocol⾥⾯都说需要让⼤⿏在迷宫中适应性游泳⼀次，让其熟悉环境，1⾄三分钟均可，上平台⼀般是在实验时间结束

时还未找到时给予引导。依我做的实验体会，这⼀过程对后⾯的影响并不⼤，⽼⿏是种⾮常聪明的动物，

只要训练时严格按照程序进⾏，⼤部分都会很快的找到平台的。具体的训练期程序很多⽂献及仪器说明书都有，等你做了实验

就会有⾃⼰的体会了，祝实验成功。

谢谢你的讲解，但是我做的时候遇到了⼀些问题，⼀是动物之间的个体差异很⼤，标准差⼤概在28±10s左右，⼆是训练后潜

伏期并没有随训练次数增加⽽缩短，⽽是基本没有什么变化，（我做了3天，每天的对照组潜伏期平均值基本差不多。）不知

道是不是和我在预适应的时候让他们游泳的时间不⼀样有关。请问在实验中还需要注意些什么问题以保证少受外界因素的影

响？

我们在做的时候，并不做预适应的，

在第⼀次训练时，5分钟结束后倘若⼤⿏还未找到平台，就拿棍⼦引导它⼀下，以后的学习及记忆的过程中均如此。我们⼀般

要做6天才基本结束，第6天撤台。

动物的个体差异⼀般都⽐较⼤啊，不过正常对照组要好⼀些的。

在试验过程中尽量保持条件⼀致，另外，⼀定要平⾏。因为时间很长，尽量保持各组的时间⼀致。

对，还有⼈的站位，尽量离⽔迷宫远⼀些，防⽌⼤⿏将你当作参照物，造成视觉混淆。

请教⼀下，看来⼤家都是作关于记忆⽅⾯的，不知道⼤家所⽤的分⼦⽣物学指标都是什么了？除了检测神经递

质还有别的吗？都是检测哪些具体的⼜是怎么做的了，⼤家讨论下。谢谢了。

恰好有⼀份⽔迷宫的⽂献，讲的⾮常好。

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美丽的⿇花辫wrote:

请教⼀下，看来⼤家都是作关于记忆⽅⾯的，不知道⼤家所⽤的分⼦⽣物学指标都是什么了？除了检测神经递质还有别的吗？

都是检测哪些具体的⼜是怎么做的了，⼤家讨论下。谢谢了。

检测海马及边缘系统的胆碱能神经元丢失状况

⽼年斑和神经元纤维缠结

bmuerwrote:

谢谢你的讲解，但是我做的时候遇到了⼀些问题，⼀是动物之间的个体差异很⼤，标准差⼤概在28±10s左右，⼆是训练后潜

伏期并没有随训练次数增加⽽缩短，⽽是基本没有什么变化，（我做了3天，每天的对照组潜伏期平均值基本差不多。）不知

道是不是和我在预适应的时候让他们游泳

的时间不⼀样有关。请问在实验中还需要注意些什么问题以保证少受外界因素的影响？

经过学习⼏次之后，⼤部分⿏都能正确找到平台，⽽且潜伏期随着次数的增加⽽缩短，很明显的。

3天太少了，⿏们基本上还没学会呢。

protocol中的⼀般实验程序所被采⽤的7天程序，3天是少了，附件有⽔迷宫的中⽂程序，⾥⾯有具体的程序包括实验天数，可

能对你有所帮助。

篇⼆：⼩⿏迷宫实验

⼀、Morris⽔迷宫实验

(⼀)实验概述

Morris⽔迷宫是英国⼼理学家Morris于20世纪80年(1981)代初设计并应⽤于脑学习记忆机制研究的⼀种实验⼿段，其在AD研

究中的应⽤⾮常普遍。

(⼆)实验原理

虽然⽼⿏是天⽣的游泳健将，但是它们却厌恶处于⽔中的状态，同时游泳对于⽼⿏来说是⼗分消耗体⼒的活动，他们会本能的

寻找⽔中的休息场所。寻找休息场所的⾏为涉及到⼀个复杂的记忆过程，包括收集与空间定位有关的视觉信息，再对这些信息

进⾏处理、整理、记忆、加固、然后再取出，⽬的是能成功的航⾏并且找到隐藏在⽔中的站台，最终从⽔中逃脱。

(三)实验⽅法

分获得性训练、探查和对位训练3个过程。

1．获得性训练（Acquisitionpha）理论上将⽔池分为4个象限，平台置于其中⼀个象限区的中央。

(1)将动物（⼤⿏或⼩⿏）头朝池壁放⼊⽔中，放⼊位置随机取东、西、南、北四个起始位置之⼀。记录动物找到⽔下平台的

时间（s）。在前⼏次训练中，如果这个时间超过60s，则引导动物到平台。让动物在平台上停留10s．

(2)将动物移开、擦⼲。必要时将动物（尤其是⼤⿏）放在150W的⽩炽灯下烤5min，放回笼内。每只动物每天训练4次，两次

训练之间间隔15~20min，连续训练5d。

2．探查训练(probetrial1)最后⼀次获得性训练结束后的第⼆天，将平台撤除，开始60s的探查训练。将动物由原先平台象限

的对侧放⼊⽔中。记录动物在⽬标象限（原先放置平台的象限）所花的时间和进⼊该象限的次数，以此作为空间记忆的检测指

标。

3．对位训练（reveralpha）测定动物的⼯作记忆（workingmemory）。探查训练结束后的第⼆天，开始维持4天的对位训

练。将平台放在原先平台所在象限的对侧象限，⽅法与获得性训练相同。每天训练4次。每次记录找到平台的时间和游泳距离

以及游泳速度。

4．对位探查训练（probetrial2）最后⼀次对位训练

的第⼆天进⾏。⽅法与上述探查训练类似。记录动物60s内动物在⽬标象限（平台第⼆次所在区）所花时间和进⼊该区的次

数。

⼆、⾼架⼗字迷宫实验

(⼀)实验概述

⾼架⼗字迷宫是利⽤动物对新异环境的探究特性和对⾼悬敞开臂的恐惧形成⽭盾冲突⾏为来考察动物的焦虑状态。⾼架⼗字迷

宫具有⼀对开臂和⼀对闭臂，啮齿类动物由于嗜暗性会倾向于在闭臂中活动，但出于好奇⼼和探究性⼜会在开臂中活动，在⾯

对新奇刺激时，动物同时产⽣探究的冲动与恐惧，这就造成了探究与回避的冲突⾏为，从⽽产⽣焦虑⼼理。⽽抗焦虑药物能明

显增加进⼊开臂的次数与时间，⼗字迷宫距离地⾯较⾼，相当于⼈站在峭壁上，使实验对象产⽣恐惧和不安⼼理。⾼架⼗字迷

宫被⼴泛应⽤于新药开发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经⽣物学、动物⼼理学及⾏为⽣物学等多个学科的科学-

研究和计算机辅助教学等领域，是医学院校与科研机构开展⾏为学研究尤其是焦虑抑郁研究的经典实验。

(⼆)实验⽅法

实验开始时将⼩⿏从中央格⾯向闭合臂放⼊迷宫，记录

5分钟内的活动情况。观察指标包括：开放臂进⼊次数(必须有两只前⽠进⼊臂内)，开放臂停留时间，闭合臂进⼊次数，

闭合臂停留时间。计算开放臂停留时间⽐例，开放臂进⼊次数⽐例，⾼架⼗字迷宫中总进⼊次数。实验完成后将⼩⿏取出，将

两臂清理⼲净，喷洒酒精除去⽓味。最后⽤Xeye动物⾏为学软件进⾏数据分析。

进⼊开放臂次数及停留时间与⼤⿏的焦虑情绪成负相关，进⼊开放臂次数越少，停留时间越短，说明⽼⿏的焦虑情绪越严重。

三、Y迷宫实验

(⼀)实验概述

Y迷宫主要应⽤于动物的辨别性学习，⼯作记忆及参考记忆的测试。Y迷宫由三个完全相同的臂组成。每个臂尽头有⾷物提供

装置，根据分析动物取⾷的策略即进⼊各臂的次数、时间、正确次数、错误次数、路线等参数可以反映出实验动物的空间记忆

能⼒。相对⽽⾔，Y迷宫简便、可⾏，相对⼋臂迷宫来说更加简单，有⼀定的实⽤性，现常⽤于学习记忆功能评价。Y迷宫、

⼋臂迷宫这类⾷物奖赏型迷宫任务能够检测啮齿类动物与海马和前额叶脑区相关的空间参考记忆和空间⼯作记忆。当动物在迷

宫中寻找⾷物时，动物需要根据迷宫周围的视觉标⽰，记住它已搜寻过的迷宫臂，以避免重复进⼊同⼀个臂，从⽽有效地获得

⾷物。这种类型的记忆能指导进⾏中的⾏为，被称为⼯作记忆。

Y迷宫实验模型⽤来研究啮齿类动物的空间识别记忆能

⼒，这相对于被动回避等实验的优点在于：这种迷宫利⽤了啮齿类动物对新异环境天然探究的⾃然习性，不需要动物学习任何

规则来趋利避害，能够有效地反映出动物对新异环境的识别记忆能⼒。

(⼆)实验⽅法

1．Y迷宫⾷物奖赏测试

Y迷宫实验包含两个阶段，间隔1h。第⼀个阶段为训练期，新异臂被隔板挡住，⼩⿏由起始臂放⼊，在起始臂和其他臂中⾃由

活动10min，训练结束后，⼩⿏被放回饲养笼。1h后进⾏第2个阶段实验。第2个阶段为检测期，抽开新异臂隔板，⼩⿏由起始

臂放⼊，在3个臂中⾃由活动5min。录像记录5min内每只⼩⿏在各个臂停留的时间和穿梭次数。

数据统计：Y迷宫实验中，5min内⼩⿏在各个臂之间停留的时间；Y迷宫实验中，5min内⼩⿏在各个臂的穿梭次数。

注：实验中，随机安排不同动物对应的Y迷宫的起始臂、新异臂和其他臂，但对于同⼀只⼩⿏，在迷宫实验的两个阶段，三个

臂是固定的。由于⼩⿏对该迷宫测试的记忆时间最长不超过数⼩时，所以该迷宫测试可以在同⼀只⼩⿏上反复进⾏，但两次实

验需间隔⾄少1周，并改变三个臂的搭配（Delluetal，XX）。评价空间识别记忆能⼒可以⽤⼩⿏在各个臂停留的时间作为检

测指标，同时以动物在各个臂的穿梭次数作为检测其活动能⼒的⼀个指标（Delluetal，

1992，XX）。

2．Y迷宫电刺激测试

Y-迷宫为⼀个三等臂式反射箱，三臂的夹⾓为120°，底部为可通电的铜棒，每臂端有⼀信号灯，灯亮表⽰安全区，此臂不通

电⽆电流，另两臂通电(电压50~70V，⼤致固定在能使⼩⿏产⽣逃避⾏为的强度)。实验时，随即变换安全区，电击⼩⿏，以

⼩⿏⽴即逃往安全区为⼀次正确反应。具体⽅法：每只⼩⿏先在迷宫中适应3min，每次电击延迟为5s，直到⼩⿏的训练过程

中连续9次正确反应即为学会。记录⼩⿏学会所需的训练次数，训练次数越少，说明学习能⼒越强。24h后进⾏记忆保持能⼒

的检测，以正确反应次数占总检测次数的百分⽐表⽰记忆保持能⼒(正确反应的次数/总检测次数×100%)，此值越⾼说明记忆⼒

越好。

四、⼋臂迷宫实验

(⼀)实验简介

⼋臂迷宫（放射臂迷宫（radialarmmaze））实验也是最为常⽤的评价动物学习记忆能⼒的模型之⼀，由Olton等⼈于20世纪

70年代中期建⽴。其基本依据是，控制进⾷的动物受⾷物的驱使对迷宫各臂进⾏探究；经过⼀定时间的训练，动物可记住⾷

物在迷宫中的空间位置。该⽅法可同时测定动物的⼯作记忆（workingmemory）和参考记忆（referencememory）。所⽤动

物包括⼤⿏、⼩⿏和鸽⼦。这⼀模型对脑

区毁损和多种药物均很敏感。后者包括⼄醇、东良宕碱（抗胆碱能药）和MK-801（NMDA受体拮抗剂）等。

(⼆)实验⽅法

1．动物适应实验环境1周后，称重，禁⾷24⼩时。此后每天训练结束后限制性地给予正常⾷料（据体重不同，⼤⿏16-20g，

⼩⿏2-3g），以使体重保持在正常进⾷⼤⿏的80%~85%。

2．第⼆天，迷宫各臂及中央区分撒着⾷物颗粒（每只4~5粒，直径约3~4mm）。然后，同时将4只动物置于迷宫中央（通往

各臂的门打开）。让其⾃由摄⾷、探究10min。

3．第三天，重复第⼆天的训练。这⼀过程让动物在没有很强的应激条件下熟悉迷宫环境。

4．第四天起，动物单个进⾏训练：在每个臂靠近外端⾷盒处各放⼀颗⾷粒，让动物⾃由摄⾷。⾷粒吃完或10min后将动物取

出。

5．第五天，将⾷物放在⾷盒内，重复前⼀天的训练，⼀天2次。

6．第六天以后，随机选4个臂，每个臂放⼀颗⾷粒；各臂门关闭，将动物放在迷宫中央；30s后，臂门打开，让动物在迷宫中

⾃由活动并摄取⾷粒，直到动物吃完所有4个臂的⾷粒。如经10min⾷粒仍未吃完，则实验终⽌。每天训练两次，其间间隔1h

以上。

(三)记录以下4个指标：

1．⼯作记忆错误（workingmemoryerrors），即在同⼀次训练中动物再次进⼊已经吃过⾷粒的臂；

2．参考记忆错误（referencememoryerrors），即动物进⼊不曾放过⾷粒的臂；

3．总的⼊臂次数；

4．测试时间，即动物吃完所有⾷粒所花的时间。此外，计算机还可记录动物在放射臂内及中央区的活动情况，包括运动距离

和运动时间等。连续5次训练的⼯作记忆错误为零、参考记忆错误不超过1次时，可以开始药物测试或脑内核团结构毁损实

验。⼀般先给溶剂（如⽣理盐⽔），再给削弱记忆的药物（如东良宕碱、MK-801等），然后加⽤增强记忆的药物，剂量由低

到⾼。

(四)计算与数据分析

⽤两个指标评价动物的记忆，即⼯作记忆错误频率（frequencyofworkingmemoryerrors）和参考记忆错误频率（frequency

ofreferencememoryerrors），分别等于⼯作记忆错误或参考记忆错误与总的⼊臂次数的⽐率。⽤这两个指标分别评价⼯作记

忆与参考记忆。同时，计算平均探究时间（averageexplorationtime），即测试时间与总的⼊臂次数之⽐，为评价⼀般运动活

性的指标。根据毁损的脑区结构或所给削弱记忆的药物的不同，⼯作记忆错误频率

和/或参考记忆错误频率显著增⾼，记忆增强药物或治疗可使这种错误频率降低。

(五)注意事项

1．⼩⿏放射迷宫设备和实验程序与⼤⿏类似，但迷宫规格应⽐⼤⿏迷宫⼩1/4~1/2，以免增加⼩⿏⾏为操作难度。

2．本实验也可只⽤来测定⼯作记忆。⽅法中唯⼀不同的是，在所有放射臂均放置⾷粒，⽽不是只选4个臂放置⾷粒。

3．慢性应激对动物的迷宫操作可产⽣影响，且存在性别差异。经过慢性应激以后，雄性⼤⿏记忆⼒减弱，表现为记忆错误频

率增加；雄性⼤⿏的空间记忆反⽽增强，表现为错误频率减少。

4．即使在限制进⾷条件下，也应让⼤⿏体重每周增加5g，以免动物因营养不良⽽患病。剔除⾝体状态不良的动物。

5．迷宫周围的任何⼀件物品均可被动物⽤来作为空间定为的标志。去除或移动这些标志可能使动物操作困难并降低迷宫臂选

择的准确性。

6．根据实验⽬的的不同迷宫放射臂的数⽬可不同，包括8、16、24、32、40和48臂迷宫。迷宫臂越少要求动物记住探究过的

臂也越⼩，动物的⾏为操作就越简单。增加臂的数⽬⼀⽅⾯增加了对动物空间记忆的要求，另⼀⽅⾯也引⼊了更多的、有必要

考虑的⼲扰因素（例如过去的迷宫学习

对⽬前所测记忆的影响）。所以，通常使⽤8臂放射迷宫，既可减少不必要

的、过多臂的⼲扰，⼜可缩短训练和测试所花的时间。

7．所⽤⾷物通常为⼩块的、带巧克⼒味（动物最喜欢的味道之⼀）或甜味的早餐圈（每块10mg）；也可⽤液体⾷物（如巧

克⼒奶或⽔）。后者对于测试某些影响动物对固体⾷物吞咽的药物（如东良宕碱）尤为实⽤。

8．影响动物迷宫操作主要有两⼤因素：对迷宫或观察者的恐惧与动物探究习性和已知放在迷宫臂内⾷物的驱使。恐惧因素过

强会阻⽌动物的迷宫操作，使动物始终停留在迷宫的某⼀个地⽅⽽不去探究。缺乏对⾷物的渴求也会产⽣类似结果，增加对动

物的抚摸，必要时加⾼迷宫臂的侧墙，有助于减少动物的恐惧。如⾷物的驱使作⽤不⾜，可减少⾷物量，但必须同时监测体重

和⼀般⾝体状况。通常⼤⿏体重不应低于禁⾷前的80%；对多数⼤⿏，体重降低15%即可。

9．与⽔迷宫不同，放射臂迷宫适合反复测试或长期记忆的测试。⼀般认为，⼯作记忆代表短期记忆，参考记忆代表长期记

忆。

篇三：迷宫实验

《迷宫》实验报告