實(shí)驗(yàn)用大鼠或小鼠進(jìn)行。大鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括一個(gè)灰色或黑色圓形水池(直徑200cm,高100cm;小鼠規(guī)格尺寸減半)、一個(gè)平臺(tái)(直徑10cm)、一臺(tái)跟蹤攝像機(jī)以及攝像機(jī)相聯(lián)的計(jì)算機(jī)(圖25-1)。池內(nèi)盛水,深50cm,水溫為攝氏22~24℃。平臺(tái)置于水面下2cm(小鼠為1cm)。在水中加入奶粉或牛奶將水?dāng)嚋喴悦庾寗?dòng)物看清水下平臺(tái)。攝像機(jī)位于水池中央上方200cm,可記錄動(dòng)物的位置、游泳距離和時(shí)間(從而可計(jì)算出游泳速度)以及游泳路徑等。房間周圍墻壁上貼上色彩鮮明、形狀不同的圖畫用為迷宮外暗示(extra-maze cues)。
分獲得性訓(xùn)練、探查和對(duì)位訓(xùn)練3個(gè)過(guò)程。
1.獲得性訓(xùn)練(Acquisition phase)理論上將水池分為4個(gè)象限,平臺(tái)置于其中一個(gè)象限區(qū)的中央。
(1) 將動(dòng)物(大鼠或小鼠)頭朝池壁放入水中,放入位置隨機(jī)取東、西、南、北四個(gè)起始位置之一。記錄動(dòng)物找到水下平臺(tái)的時(shí)間(s)。在前幾次訓(xùn)練中,如果這個(gè)時(shí)間超過(guò)60s,則引導(dǎo)動(dòng)物到平臺(tái)。讓動(dòng)物在平臺(tái)上停留10s.
(2) 將動(dòng)物移開、擦干。必要時(shí)將動(dòng)物(尤其是大鼠)放在150W的白熾燈下烤5min,放回籠內(nèi)。每只動(dòng)物每天訓(xùn)練4次,兩次訓(xùn)練之間間隔15~20min,連續(xù)訓(xùn)練5d。
2.探查訓(xùn)練(probe trial 1) 最后一次獲得性訓(xùn)練結(jié)束后的第二天,將平臺(tái)撤除,開始60s的探查訓(xùn)練。將動(dòng)物由原先平臺(tái)象限的對(duì)側(cè)放入水中。記錄動(dòng)物在目標(biāo)象限(原先放置平臺(tái)的象限)所花的時(shí)間和進(jìn)入該象限的次數(shù),以此作為空間記憶的檢測(cè)指標(biāo)。
3.對(duì)位訓(xùn)練(reveral phase) 測(cè)定動(dòng)物的工作記憶(working memory)。探查訓(xùn)練結(jié)束后的第二天,開始維持4天的對(duì)位訓(xùn)練。將平臺(tái)放在原先平臺(tái)所在象限的對(duì)側(cè)象限,方法與獲得性訓(xùn)練相同。每天訓(xùn)練4次。每次記錄找到平臺(tái)的時(shí)間和游泳距離以及游泳速度。
4.對(duì)位探查訓(xùn)練(probe trial 2)最后一次對(duì)位訓(xùn)練的第二天進(jìn)行。方法與上述探查訓(xùn)練類似。記錄動(dòng)物60s內(nèi)動(dòng)物在目標(biāo)象限(平臺(tái)第二次所在區(qū))所花時(shí)間和進(jìn)入該區(qū)的次數(shù)。
1.對(duì)比食物驅(qū)動(dòng)的模型(如放射臂迷宮),水迷宮實(shí)驗(yàn)的最大優(yōu)點(diǎn)在于,動(dòng)物具有更大的、逃離水環(huán)境的動(dòng)機(jī)。而且不必禁食,特別適合老年動(dòng)物的測(cè)試。加上它對(duì)衰老引起的記憶減弱尤其敏感,因此,水迷宮最常用于老年動(dòng)物記憶的研究。
2.如用小鼠,除游泳池尺寸約為大鼠的50%以外,平臺(tái)直徑也較少(7.5cm)。實(shí)驗(yàn)方法與大鼠類似,但訓(xùn)練周期較短。一般獲得性訓(xùn)練3天共訓(xùn)16次(第一天4次,后兩天每天6次;兩次訓(xùn)練之間的間隔5~10min,第四天為探查訓(xùn)練,第五、六天為對(duì)位訓(xùn)練,每天訓(xùn)練六次,第七天為第二次探查訓(xùn)練。
3.如用肉眼觀察,在所有試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)著始終坐在同一位置,距離泳池最近的邊緣約60cm。
4.每天在固定時(shí)間測(cè)試。操作輕柔,避免不必要的應(yīng)激刺激。
5.當(dāng)與其他同類實(shí)驗(yàn)相比較時(shí),要注意到動(dòng)物的性別、品系、泳池的尺寸和水溫等多種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。此外,當(dāng)以游泳速度作為觀察指標(biāo)時(shí),要考慮到動(dòng)物的體重、年齡以及骨骼肌發(fā)育狀況等對(duì)游泳速度可能造成影響。
6.用老年動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)確認(rèn)動(dòng)物的游泳能力和視力不因年齡增大而影響行為操作。其方法如下:將平臺(tái)露出水面以使動(dòng)物能夠看見平臺(tái)。動(dòng)物放入泳池后如毫無(wú)困難地直接游向平臺(tái),說(shuō)明動(dòng)物的游泳能力和視力均正常,可以開始實(shí)驗(yàn)。
7.游泳對(duì)動(dòng)物是一個(gè)較大的應(yīng)激刺激,可引起神經(jīng)內(nèi)分泌的變化。這些變化可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。對(duì)老年動(dòng)物,嚴(yán)重時(shí)可誘發(fā)心血管疾病而導(dǎo)致卒中甚至死亡。因此,必要時(shí)可將動(dòng)物多次放入泳池或適當(dāng)延長(zhǎng)其游泳時(shí)間以增加動(dòng)物對(duì)游泳的適應(yīng)能力。
8.當(dāng)用牛奶或奶粉攪渾泳池的水時(shí),要定期換水以免水腐敗變質(zhì);
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