水迷宮的確是個極其考驗?zāi)土腕w力的活兒。作為神經(jīng)行為學(xué)常用的實驗方法,特別是阿爾茨海默癥(Alzheimer Disease, AD)行為學(xué)界的“扛把子”,水迷宮在神經(jīng)科學(xué)研究中可謂是出場率頗高。
什么是水迷宮?
水迷宮實驗是一種利用動物厭水天性,迫使動物尋找水中隱藏可站立平臺的實驗。并通過對小鼠尋找平臺所花費的時間進行統(tǒng)計分析,判斷動物對于空間位置和方向的記憶能力。該方法是由理查德-莫里斯(Richard Morris)于1981年發(fā)明,并在三年后對其實驗流程進行了進一步的完善,為了表示對發(fā)明者的紀(jì)念和尊重,人們把這種實驗叫做“莫里斯水迷宮(Morris Water Maze,WMW)”。
水迷宮應(yīng)用領(lǐng)域
水迷宮(Water Maze)是目前阿爾茨海默病研究中使用得最多的行為學(xué)實驗方法,被廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶、老年癡呆、海馬體等相關(guān)研究,涉及智力與衰老、認(rèn)知藥物開發(fā)/篩選/評價、藥理學(xué)、毒理學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)等神經(jīng)疾病和神經(jīng)科學(xué)相關(guān)研究領(lǐng)域,是學(xué)習(xí)記憶研究中最受認(rèn)可的經(jīng)典實驗。以老年癡呆為例,隨著時間的推移,水迷宮實驗占比從5%提升到了39%。
應(yīng)用領(lǐng)域:阿爾茨海默病、血管性癡呆、亨廷頓病、智力障礙、記憶類藥物評估
水迷宮的設(shè)備參數(shù)該如何設(shè)置?
但是和許多動物行為學(xué)實驗一樣,不同的論文中該實驗無論是在器材規(guī)格,實驗流程以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計方面都有很大的差異,往往令人疑惑不解,搞不清楚水迷宮實驗到底有沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),哪些參數(shù)是可以更改的,哪些參數(shù)是需要慎重考慮的。
這是因為目前行業(yè)內(nèi)沒有相對統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),一百個人就可能有一百種實驗方案,進而導(dǎo)致了神經(jīng)疾病研究中,尤其是神經(jīng)退行性疾病,各種矛盾和無法重復(fù)的結(jié)果層出不窮。下圖中我將列舉出賽業(yè)生物行為學(xué)平臺水迷宮實驗設(shè)備參數(shù),希望能讓大家對水迷宮實驗有一個大致的了解,對影響水迷宮實驗的各種因素做到心中有數(shù)。
水迷宮有哪些實驗流程?
在介紹實驗流程之前,我們需要了解水迷宮實驗的兩大要素,驅(qū)動力和考核內(nèi)容。水迷宮的驅(qū)動力是小鼠本能對水環(huán)境的厭惡,這就驅(qū)使小鼠想要盡快逃離這個環(huán)境,其中略低于水面的平臺就可以讓小鼠基本達(dá)成逃離水環(huán)境的目標(biāo),因此小鼠有動力盡快找到這個平臺;而考核內(nèi)容則是分析小鼠是不是能夠盡快學(xué)會用周圍的提示物(Cues)為線索找到水下平臺。絕大部分水迷宮實驗主要包括(但不限于)三個部分:可視平臺訓(xùn)練、隱藏平臺訓(xùn)練和空間探索實驗。
A:一般而言,水迷宮可分為可視平臺訓(xùn)練、隱藏平臺訓(xùn)練和空間探索實驗三個階段;
B:一般情況下,可視平臺實驗為期2天,隱藏平臺期為4-6天,最后一天撤掉平臺進行小鼠空間記憶的檢測;
C:在某些情況下完成B中的實驗之后,研究人員會對向放置平臺位置,再次進行重復(fù)隱藏平臺期和空間探索實驗,檢測小鼠重新產(chǎn)生正確記憶的能力。
除了上述提到的水迷宮之外,常見的大小鼠行為學(xué)實驗還有Y迷宮、轉(zhuǎn)棒、曠場、強迫游泳、高架十字迷宮等。通過行為學(xué)實驗對動物模型的學(xué)習(xí)記憶、精神情緒、運動協(xié)調(diào)能力等各方面進行綜合評價,可以幫助科研人員探索認(rèn)知、情緒和運動等復(fù)雜的生命現(xiàn)象。我們根據(jù)這些行為學(xué)實驗各自的特點和適用領(lǐng)域,整理并制作了相關(guān)實操指南,歡迎大家掃碼保存學(xué)習(xí)。