八臂迷宮又稱放射迷宮,是一種評(píng)價(jià)動(dòng)物空間記憶的行為學(xué)方法。還可以檢測(cè)動(dòng)物的記憶變化,也可以用來(lái)篩選相關(guān)模型的動(dòng)物。它是奧爾頓在1978年建立的。其基本依據(jù)是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物禁食一段時(shí)間,以誘導(dǎo)它們?cè)趯?shí)驗(yàn)中的覓食行為,從而驅(qū)使它們探索迷宮的懷抱。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的訓(xùn)練,動(dòng)物可以記住食物在迷宮中的空間位置。這種方法可以同時(shí)測(cè)量動(dòng)物的工作記憶和參考記憶。操作簡(jiǎn)單可行,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。它能區(qū)分短時(shí)工作記憶和長(zhǎng)時(shí)參考記憶,可用于評(píng)價(jià)動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶功能。
八臂迷宮(Eight-arm maze)用于檢測(cè)藥物或腦損傷狀態(tài)下學(xué)習(xí)記憶的表現(xiàn)。它由八個(gè)相同的臂從一個(gè)中心平臺(tái)輻射出來(lái),因此也被稱為放射狀迷宮。八臂迷宮簡(jiǎn)單可行,能區(qū)分短時(shí)工作記憶和長(zhǎng)時(shí)參考記憶,F(xiàn)在已被廣泛用于評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)和記憶功能。
實(shí)驗(yàn)室儀器八臂迷宮,顧名思義,有八個(gè)等長(zhǎng)的臂,呈放射狀。采用高檔醫(yī)用有機(jī)板制成,接觸面不反光,形成U型。平臺(tái)的末端可以用來(lái)放置食物。迷宮中央有一個(gè)圓形平臺(tái),與八條手臂相通。每個(gè)扶手入口都有一個(gè)可控制的活動(dòng)門。鼠標(biāo)尺寸:長(zhǎng)425mm,寬145mm,高225mm鼠標(biāo)尺寸:長(zhǎng)300mm,寬60mm,高150mm。
VisuTrack動(dòng)物行為軌跡分析系統(tǒng)(上海欣軟)為用戶提供了多種跟蹤算法:灰度法、背景減法和人工智能算法、穩(wěn)定可靠的頭、中、尾跟蹤算法,甚至可以識(shí)別果蠅幼蟲等微小生物。
檢測(cè)方法
1)動(dòng)物適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境1周后,稱重,禁食24小時(shí)。每天訓(xùn)練后,給大鼠正常飲食(大鼠16-20g,小鼠2-3g,視體重而定),使體重保持在正常飲食大鼠的80%~85%。
2)第二天,將食物顆粒(每粒4~5個(gè),直徑約3 ~ 4mm)撒在迷宮的臂和中心。然后,四只動(dòng)物同時(shí)被放在迷宮的中央(每只手臂的門都被打開(kāi))。讓他們自由進(jìn)食,探索10分鐘。
3)第三天,重復(fù)第二天的訓(xùn)練。這個(gè)過(guò)程讓動(dòng)物在沒(méi)有強(qiáng)大壓力的情況下熟悉迷宮環(huán)境。
4)從第四天開(kāi)始,對(duì)動(dòng)物進(jìn)行單獨(dú)訓(xùn)練:靠近外食箱的每只胳膊上各放一只,讓動(dòng)物自由進(jìn)食。進(jìn)食后或10分鐘后將動(dòng)物取出。
5)第五天,把食物放在食物盒里,每天重復(fù)前一天的訓(xùn)練兩次。
6)第六天后,隨機(jī)選取4只手臂,每只手臂放一粒膠囊;關(guān)閉每個(gè)臂門,將動(dòng)物放在迷宮的中心;30s后,手臂門打開(kāi),讓動(dòng)物在迷宮中自由活動(dòng),并帶走食物顆粒,直到動(dòng)物吃掉其四只手臂中的所有食物顆粒。如果10分鐘后顆粒仍未被吃掉,實(shí)驗(yàn)終止。每天訓(xùn)練兩次,間隔1小時(shí)以上。
1)動(dòng)物適應(yīng)實(shí)驗(yàn),稱重,禁食24小時(shí)。每天訓(xùn)練后,限制性給予正常飲食(大鼠16-20g,小鼠2-3g,視體重而定),使體重保持在正常飲食大鼠的80%-85%。
2)第二天,將食物顆粒(每粒4-5粒,直徑約3-4毫米)撒在迷宮的臂和中心區(qū)域。然后,四只動(dòng)物同時(shí)被放在迷宮的中央(每只手臂的門都被打開(kāi))。讓他們自由進(jìn)食,探索10分鐘。
3)第三天,重復(fù)第二天的訓(xùn)練。這個(gè)過(guò)程讓動(dòng)物在沒(méi)有強(qiáng)大壓力的情況下熟悉迷宮環(huán)境。
4)從第四天開(kāi)始,對(duì)動(dòng)物進(jìn)行單獨(dú)訓(xùn)練:在靠近外食盒的每只胳膊上放一粒,讓動(dòng)物自由進(jìn)食。進(jìn)食后或10分鐘后將動(dòng)物取出。
5)第五天,把食物放在食物盒里,每天重復(fù)前一天的訓(xùn)練兩次。
6)第六天后,隨機(jī)選取4只手臂,每只手臂放一粒膠囊;關(guān)閉每個(gè)臂門,將動(dòng)物放在迷宮的中心;30s后,手臂門打開(kāi),讓動(dòng)物在迷宮中自由活動(dòng),并帶走食物顆粒,直到動(dòng)物吃光四個(gè)手臂中的所有食物顆粒。如果10分鐘后顆粒仍未被吃掉,實(shí)驗(yàn)終止。每天訓(xùn)練兩次,間隔超過(guò)1h。
1)首先,動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境后,每天可以做10分鐘的習(xí)慣性訓(xùn)練。他們可以觸摸所有8只手臂,直到他們?cè)诿恐皇直勰┒顺酝?.2毫升巧克力牛奶。
2)第二強(qiáng)制階段,每回合先約束初始手臂,然后接觸所有手臂。2分鐘后,打開(kāi)第一只手臂,然后一次舉起一只手臂,直到第四只手臂。強(qiáng)制階段期間的序列是偽隨機(jī)的,但是所有4個(gè)分支將顯示為空間順序(例如1、2、3和4)。
3)第三階段是選擇階段。在強(qiáng)制階段之后,所有八個(gè)手臂同時(shí)張開(kāi)。在選擇階段,預(yù)計(jì)動(dòng)物會(huì)訪問(wèn)剩余的四個(gè)臂,重新進(jìn)入之前訪問(wèn)過(guò)的臂被認(rèn)為是錯(cuò)誤的。當(dāng)老鼠從所有八個(gè)手臂取回獎(jiǎng)勵(lì)并回到中央平臺(tái)時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)束,或者總時(shí)間超過(guò)10分鐘。如果實(shí)驗(yàn)被篩選,當(dāng)實(shí)驗(yàn)因超過(guò)時(shí)限而停止時(shí),該動(dòng)物將從分析中刪除。
4)間隔2分鐘后,開(kāi)始下一個(gè)測(cè)試。訓(xùn)練動(dòng)物每天在30分鐘內(nèi)進(jìn)行6-10次測(cè)試,并持續(xù)訓(xùn)練,直到連續(xù)5天正確測(cè)試(即沒(méi)有任何錯(cuò)誤的測(cè)試)的百分比超過(guò)50%。
1.關(guān)于手臂遠(yuǎn)端的東西的選擇,如果只是平時(shí)吃的食物,即使有點(diǎn)餓,動(dòng)物也沒(méi)有很強(qiáng)的動(dòng)力。你可以用動(dòng)物喜歡吃的東西來(lái)代替,因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)基本上取決于饑餓或者想吃的驅(qū)動(dòng)力,東西的選擇很關(guān)鍵。
2.當(dāng)使用食物限制時(shí),會(huì)有可能引起動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)不良的問(wèn)題。所以,即使在限制進(jìn)食的情況下,動(dòng)物每周也要增重5g,防止因營(yíng)養(yǎng)不良而生病。疾病只能排除,不能包含。
3.動(dòng)物一到一個(gè)新的環(huán)境,必然會(huì)產(chǎn)生恐懼。所以,當(dāng)動(dòng)物適應(yīng)了環(huán)境,就讓他適應(yīng)你,同時(shí),也要適應(yīng)迷宮。之前已經(jīng)強(qiáng)調(diào)過(guò)的,這里不再贅述。保持他一貫的品味和安靜的環(huán)境。
4.與水迷宮不同,八臂迷宮適用于重復(fù)測(cè)試或長(zhǎng)時(shí)記憶測(cè)試。一般來(lái)說(shuō),工作記憶代表短時(shí)記憶,參考記憶代表長(zhǎng)時(shí)記憶。
5.小鼠的輻射迷宮設(shè)備和實(shí)驗(yàn)程序與大鼠相似,但迷宮規(guī)格應(yīng)小于大鼠,以免增加小鼠行為操作的難度。
6.這個(gè)實(shí)驗(yàn)只能用來(lái)測(cè)量工作記憶。這種方法的唯一區(qū)別在于,食物顆粒被放置在所有的輻射臂上,而不是僅僅四個(gè)臂上。
7.慢性應(yīng)激可影響動(dòng)物的迷宮操作,且存在性別差異。慢性應(yīng)激后,雄性大鼠記憶力減弱,記憶錯(cuò)誤頻率增加。相反,雄性大鼠的空間記憶增加,錯(cuò)誤頻率降低。
8.即使在限制進(jìn)食的情況下,大鼠的體重也要每周增加5g,以防止動(dòng)物因營(yíng)養(yǎng)不良而生病。淘汰健康狀況不佳的動(dòng)物。
9.迷宮周圍的任何東西都可以被動(dòng)物用作空間的標(biāo)志。移除或移動(dòng)這些標(biāo)志可能會(huì)使動(dòng)物難以操作,并降低迷宮臂選擇的準(zhǔn)確性。
10.八臂迷宮實(shí)驗(yàn)方法迷宮中輻射臂的數(shù)量可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩煌,包?臂、16臂、24臂、32臂、40臂和48臂迷宮。迷宮越少,探索臂越小,動(dòng)物的行為越簡(jiǎn)單。增加臂數(shù)一方面增加了對(duì)動(dòng)物空間記憶的要求,另一方面也引入了更多需要考慮的干擾因素(比如過(guò)去迷宮學(xué)習(xí)對(duì)當(dāng)前測(cè)量記憶的影響)。所以通常使用8臂輻射迷宮,既可以減少過(guò)多臂的不必要干擾,又可以縮短訓(xùn)練和測(cè)試時(shí)間。
11.使用的食物通常很小,巧克力味的(動(dòng)物最喜歡的口味之一)或甜的早餐甜甜圈(每個(gè)10毫克);也可以用流質(zhì)食物(比如巧克力牛奶或者水)。后者特別適用于測(cè)試一些影響動(dòng)物吞咽固體食物的藥物。
12.影響動(dòng)物迷宮操作的因素主要有兩個(gè):對(duì)迷宮或觀察者的恐懼、動(dòng)物的探究習(xí)慣和已知食物被放入迷宮臂的驅(qū)動(dòng)力。過(guò)多的恐懼會(huì)阻止動(dòng)物在迷宮中操作,使它們停留在迷宮的某個(gè)地方,而不是探索。缺乏對(duì)食物的渴望也會(huì)產(chǎn)生類似的結(jié)果。增加對(duì)動(dòng)物的撫摸,必要時(shí)加高迷宮臂的側(cè)壁,有助于減少對(duì)動(dòng)物的恐懼。如果食物的驅(qū)動(dòng)作用不足,可以減少食物量,但必須同時(shí)監(jiān)測(cè)體重和一般身體狀況。通常,禁食前大鼠體重不應(yīng)低于80%;對(duì)于大多數(shù)老鼠來(lái)說(shuō),體重減輕15%就足夠了。
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