Morris水迷宫

Morris水迷宫

一、原理和意义

1981年，英国心理学家Morris首次设计应用了这种水迷宫来研究大鼠大脑学习记忆机

制(直径2.14米)。1984年，Morris对原实验程序进行了充实、改进，实现了对大鼠游泳路

径的自动化追踪和分析，变化了训练程序以检测空间记忆的不同方面，发展了非空间界定学

习的程序。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、药学等领域的基础和应用研究中。

二、所需实验硬件的设备参数

1、Morris恒温游泳池 大鼠直径1.5米，高0.6米，小鼠直径1.2米，高0.4米.温度设置24

度

2、MORRIS分析软件(安徽正华开发)，SCI文章承认。

3、电脑，用于安装分析软件。

4、实验所需药品及实验动物。

5、水池材质:304国标不锈钢或PVC医用塑料可选

6、加热功率:2000瓦

7、温度精确:0.1℃

8、温度波动度:1℃

9、数值显示类型:000.0

10、大鼠水池规格:直径150cm，高60cm,

11、小鼠水池规格:直径120cm，高40cm

12、可进行离线分析，分析速度为1X,2X,3X,4X四级

13、可进行动物轨迹回放，进行对比

14、分析数据可导入Excel,轨迹图自动生成保存无需人工保存

15、采用USB视频采集，可接笔记本电脑

16、文档式保存方式，使多人使用不相互影响

三、分析软件参数：

1、软件分析指标：

总路程（总活动度）、总时间、潜伏期、平均速度、上台时间、上台前路程、上台前速

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、中心活动路程、

中心活动时间、周围活动路程、周围活动时间、站台周围范围I活动路程、站台周围范围I

活动时间、站台周围范围II活动路程、站台周围范围II活动时间、站台周围范围III活动路

程、站台周围范围III活动时间、写信的作文 站台周围范围IV活动路程、站台周围范围IV活动时间、

站台穿越次数。

三、优点

①由于对年龄相关性空间记忆损害有可靠的敏感性，morris水迷宫是判断老年小鼠空间学习

记忆能力的特别有用的工具。

②驱动动物逃避的是水刺激，而不需要食物和水的剥夺。因此，避免了剥夺食物和水后给实

验动物带来的新陈代谢方面的问题，而这方面问题对某些品系的动物来说可能是危

险的。

③动物不必接受电击，这在那些食欲促进任务（appetitive tasks）如辐射状迷宫和T迷宫中

是常规的要求。

④可以消除气味线索。

⑤能提供较多的实验参数，系统全面地考察实验动物空间认知加工的过程，客观地反映其认

知水平。

⑥将实验动物的学习记忆障碍和感觉、运动缺陷等分离开来，减少它们对学习记忆过程检测

的干扰。

⑦既可以检测空间参考记忆又可以检测空间工作记忆。在用固定平台测试小鼠的空间参考记

忆后再将平台的位置改为不固定，就可检测它们的工作记忆能力。显然，寻找不固定平台的

认知过程要复杂一些，需要动物对时间和空间上的分离信息加以整合和判断。

⑧操作简便，数据误差较小。

四、不足

①由于需要监视系统及分析软件，只有少数装备较好的实验室可以开展工作。

②实验程序的设计需要考虑的因素较多，同时需要实验者具备一定的神经生理学、认知生理

学和数理统计方面的知识，给实验的开展和结果的解释带来困难，同时也限制了该迷宫的深

入广泛的应用。

③由于体力消耗太大，体温也丧失过多，年老体弱鼠完成任务较困难。

④并非所有鼠株都适合于Morris迷宫测试，如BALB/c不能学会该任务（成绩并不随天数

的增加而进步），129/SvJ的学习成绩也偏差。

⑤个体间的成绩差异巨大。

⑥某些株，如129/SvJ株的小鼠由于有年龄相关性视路病变(visual pathology)，在衰老时完成

以视觉为基础的学习记忆任务时就会出现困难。在C57BL/6株，由于严重的秃头症（alopecia）

存在，可能使某些小鼠产生抑郁，加上溃疡性皮炎，最终可能影响小鼠的游泳能力而影响实

验成绩。

⑦对轻微的学习记忆能力的减退，该迷宫程序可能不敏感。

⑧将动物浸入水中可能引起内分泌或其它应激效应。后者与脑损害或药理学操作间的相互作

用具有不确定性。

⑨经过自动监视系统的操作仍需要借助于手工才能完成，这可能使实验变得一些乏味。

⑩所占实验场地过大。

五、注意事项

①小鼠完成该任务的方式与大鼠不完全相同。所以，用于评价大鼠在该任务中的一些指标并

不适用于评价小鼠。例如，在探索实验（probe trial）中，在原目标象限所游泳的距离或所

花的时间（用于判断大鼠短期记忆力的典型指标）用于小鼠通常是不合适的。而代替的参数，

穿过原平台位置的次数，可能就是一个更敏感的指标。

②比较而言，在Morris水迷宫中，小鼠（C57BL/6株）的成绩没有大鼠好（Long-Evans株）。

这并不是因为小鼠的空间学习记忆能力差，而是在游泳池内小鼠的空间学习能力可能受到某

些非空间因素的阻碍，如游泳的路径不直，游泳时昂头更剧。为此，有人认为：a. 在以水

为基础的任务中，不要将小鼠的成绩与大鼠的成绩匹配（match），否则会引起混淆。但是，

如果熟知了任务的局限性，该任务还是可用于小鼠的检测；b. 在陆地（dry-land）任务中，

尤其是动物的运动性（locomotion）受到臂的限制的任务中，小鼠的成绩应该与大鼠的成绩

匹配；c. 小鼠表现出的可以和大鼠比较的行为值得进一步研究，因为该差异有助于理解在

空间行为中所使用的种属特异性策略的不同

③就小鼠而言，在Morris水迷宫中不同株的小鼠的学习记忆成绩差异巨大乌鱼怎么做好吃 。例如，C57BL/6J、

CD-1和DBps输入文字 A/2小鼠是优秀的学习者，而BALB/c小鼠不能学怎样怀孕几率最高 会该任务，如图2。所以，

事先要对自己所用的小鼠是否适合于Morris水迷宫检测进行评价。但各株在Morris水迷宫

中学习成绩的好坏可能是相对的，要视所使用的程序而定。例如在C57BL/6J和129T2/Sv

株小鼠间，在标准的空间参考记忆程序中（试验期平台的位置恒定），两株有同样好的成绩，

但在逐步式学习（stepwi learning）程序中，C57BL/6J株在各学习阶段内的成绩都比

129T2/Sv株差，而在集中空间学习26个字母怎么写 （masd spatial learning）程序中（平台的位置每天改变），

C57BL/6J株的成绩又要好于129T2/Sv株。

④对于水池的大小，Morris最初（1981年）用于大鼠的水池是直径1.32米、高为0.6米，

但后来（1984年）改为直径2.14米 、高0.4米。对于小鼠的实验水池，文献中介绍的迷宫

直径差异巨大，小到0.6米, 大到2.0米。一般而言，过小的水池使小鼠爬上平台的偶然性

增加，任务难度减小。

⑤Morris水迷宫用于大鼠的水温为26 1℃，但用于小鼠的水温一般较低（18~22℃）。近

年来，文献中提及的水温有逐渐增加的趋势，一些已达到25℃或26℃甚至28℃。但过高的

水温容易使小鼠产生漂浮（floating）而不急于游泳来寻找平台，至少对某些株是这样，如

昆明小鼠和SAM小鼠。不过，过低的水温又可使小鼠体温丧失过快而对健康有害。我们对

青年昆明小鼠进行了水温对迷宫成绩影响的观察，结果发现27~28℃组的小鼠成绩最差，而

17~18℃组和21~22℃组小鼠的学习成绩没有区别，所以，我们推荐的水迷宫实验用21~22℃

水。

⑥早期文献中几乎一致提到水中要加入牛奶等已使水混浊来掩盖平台，但近期文献很少提及

这样，除非出于图像监视目的的需要。这是因为鼠在游泳时头上仰，其视野朝上，无论水是

否透明，它都不能看到水下平台。再者，老年体弱动物在游泳过程中可能会溺水，加入水的

物质可能增大小鼠游泳时的阻力。

⑦到目前为止，虽然文献中提到了纷繁复杂的评价指标，但对这些指标并没有进行很好的特

征化。例如，游泳速度明显是运动能力的指标，路径长度又受游泳速度和游泳时间（潜伏期）

的双重影响，理论上不应该是判断认知能力的很好指标。所以，对各项指标所反映的行为性

质需要进行探讨，解释这些指标时要慎重。单用潜伏期作为指标也许不能提供有关空间学习

的足够信息。因为游泳速度快也并非意味学习效率就高。所以，当判断株间空间学习能力的

差异时，仅用潜伏期做指标可能会被误导。此外，用4株小鼠来比较它们在游泳距离、潜伏

期和游泳速度之间的差异，发现C57BL小鼠的游泳距离最短，BALB/c小鼠的游泳速度和

潜伏期并不随训练次数的增加而成绩提高，但它的游泳距离房子的英文 却有进行性下降，且与其它组间

无明显差异。不过，最近的一项研究表明，与C57BL/6N小鼠相比，即使以游泳距离作为指

标，BALB/c小鼠也不能学会该任务。但无论如何，游泳距离仍被视为是可能比潜伏期更可

靠的参数。

⑧无论有无空间线索存在，在前几次训练中都可发现找到水下平台的潜伏期随实验次数的增

加而下降。无空间线索组的下降可能是由于动物学会了远离池边游泳（克服了趋触性），从

而增加了它们随机接触平台的机会。若动物不能即时克服趋触性，提示它可能过于焦虑或确

实有学习记忆障碍。

⑨在反向空间任务中，动物的学习是非常快速的。按照Morris的观点，仅将平台移到对侧

象限但不改变空间线索的位置并不能确切地称为反向（reversal）程序（象上面所称的元朝建立时间 那样）。

因为当平台移动位置时，远处房间内线索的同中心（allocentric）空间关系并未改变。动物

只要学习新的平台位置而不需要完全重排线索关系。

⑩标识平台任务是Morris为了确定脑损害或药物引起的大鼠定位航行损害不是由动机和感

觉运动受累造成而设计的。应用于小鼠后，多用于测定小鼠确定位置变化的可见平台

的能力（一种非空间学习记忆能力），实际上还可同时检测小鼠的视敏度及游泳能力。多数

情况下被安排在定位航行试验结束的次日进行。我们认为安排在定位航行试验之前进行可以

提供动物水中有供逃生平台的信息，从而加快了小鼠学会定位航行任务的进度，在某些要求

动物行为要尽可能一致的情况下还可达到筛选动物的目的。

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