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评价大小鼠学习和记忆能力时,迷宫类实验是最经典、最常用的检测手段,根据实验原理一般可分为水迷宫、电迷宫、食物迷宫等。迷宫最早出现于19世纪末,美国心理学家桑代克的小猫迷笼实验,是研究动物心理学的开端,也是迷宫实验的最早应用。后来逐渐发展,出现了其他各式各样的迷宫。本篇综述通过搜集水迷宫、Y迷宫、八臂迷宫、T迷宫、迷宫实验的实验方法、实验原理、注意事项、评价指标、应用特点,分析各自优缺点,为更好利用迷宫实验评价大小鼠学习记忆能力提供参考。
1五种迷宫简介
1. 水迷宫
水迷宫是利用大小鼠会游泳又怕水的天性,强迫其在水中游泳,依靠空间参考标志判定平台的位置摆脱水环境。实验模式有三种:定位航行模式、空间探索模式、工作记忆模式。定位航行实验时,动物从不同象限的中点放入迷宫,记录其登上平台的时长(潜伏期)。空间探索实验考察其对平台位置的记忆,记录动物的穿台次数。工作记忆模式是定位航行实验后,每天改变平台位置,给予动物5~10s的观察时间,检测动物在短时间内对平台新位置的记忆(即工作记忆)。
硬件设施水迷宫水下迷宫怎么进,XR-XM101,上海欣软
软件:需要使用动物行为分析软件,自动跟踪实验动物的头部、重心及尾巴,考察动物头部接触物体的潜伏期、持续时间、接触次数等偏好指标。
注意事项:
(1)实验人员勿随意走动,室内物品位置勿变动。
(2)小鼠实验时水温维持在20℃~23℃,水温过高,则小鼠不爱游动。大鼠因体积大,耗能多,水温在24℃~26℃之间。
(3)实验前水中加入墨汁或牛奶、无毒的涂料,更好地隐匿平台。
(4)实验前后,将动物置于平台上休息一段时间,使动物观察迷宫四周环境,帮助记忆。(5)防止动物因视觉问题影响寻台,可在水迷宫实验前或后进行可视平台实验。
(6)平台应放置在象限的中间,不要放置在水池边缘,避免动物按边缘式搜索策略无意找到平台。
1.2Y迷宫
Y迷宫可进行两种实验:电Y迷宫实验,Y迷宫自主交替实验。电Y迷宫实验是利用鼠类避明趋暗的习性设计的一种条件反射实验装置,其三条臂内均装有灯泡和电网,灯亮的臂无电,而暗臂有电,随机更换安全臂训练动物的空间辨别学习能力。实验分为三个阶段,先是训练期,当动物主动逃避次数达到80%以上,则可进入测试阶段,最后还可进行记忆再现阶段。训练期记录动物达到学会标准进行的电击总数和动物出错总数,作为学习的评定指标。测试期统计动物足底电击中的出错总数,作为记忆的评定指标。记忆保持是考察动物经过一段时间后再放入迷宫,以评价动物记忆力的高低。Y迷宫自主交替实验,完全利用啮齿类动物对新奇环境探索的天性,动物必须依靠前一次的记忆做出正确的进臂选择水下迷宫怎么进,可有效地评价动物的空间工作记忆能力。实验时将动物放入一条臂的末端,让其自由探索几分钟,一段时间后将动物再次放入迷宫进行正式检测。记录动物进入各臂的顺序和总次数,当连续三次进入不同的臂时,记为一次正确交替反应,统计正确交替反应次数,计算自主交替率。注意事项:对于电Y迷宫,应选择合适的电压。
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Y迷宫,XR-,上海欣软
1.3T迷宫 T迷宫是依靠觅食动机诱导动物完成任务的一种迷宫,检测前需对动物进行禁食。实验中,动物对目标臂的选择基于记住上次探索过的目标臂,即空间工作记忆,动物对目标臂的正确交替选择是完整工作记忆能力的体现。T迷宫包括自发连续交替实验和交替选择实验两种模式,自发连续交替实验模式时,动物不用禁食,完全借助其爱探索的天性。先让动物完全适应迷宫后,进行一次初始强制实验和六次选择实验,即关闭其中一条目标臂,动物从起始箱放入,使其探索另一条开放的目标臂,待进入目标臂后,又重新放回起始箱。10s后开放闸门,让其自由探索两条目标臂,待其进入其中一条臂后,关闭另一条臂,再次放回起始箱,10s后进入下一次选择实验,循环进行六次。而交替选择实验模式是动物禁食后,进行7~8d的适应性训练和1d的正式训练,即适应迷宫后,在两条目标臂中随机选择一条臂末端放入食饵,关闭另一条臂。将动物放入起始箱,使其进入目标臂获取食饵,连续训练一段时间后(保证左右两臂放食饵的次数相等)进入正式实验阶段。先是强迫训练,选择一条臂开放并放入食饵,另一条臂关闭,当动物进入有食饵的臂获得奖励后,将其马上放回主干臂,而后让其自由探索左右两臂,此前强迫训练时放食饵的臂中无食饵,其对侧臂有食饵。动物若进入无食饵的臂,记为一次“错误次数”,反之为“正确次数”,重复测试多次。统计总的正确率,正确率越高,潜伏期越短,表明动物工作记忆越好。
T迷宫,XR-XT111,上海欣软
注意事项: 当为交替选择模式时,动物须禁食,至体重减轻为原来的85%~90%,促使动物觅食。
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