一、實(shí)驗(yàn)介紹
簡單設(shè)計(jì)的Y迷宮,是用于研究嚙齒動(dòng)物學(xué)習(xí)和記憶的眾多可靠范例之一。與T迷宮非常相似,Y 迷宮同樣通過允許嚙齒動(dòng)物在視覺和其他實(shí)驗(yàn)線索的幫助下簡單地選擇左側(cè)或右側(cè),來提供空間學(xué)習(xí)和工作記憶的簡單測試。據(jù)報(bào)道,Y 型迷宮的設(shè)計(jì)優(yōu)于 T 型迷宮的一些優(yōu)勢在于其更自然的結(jié)構(gòu),具有平滑的120度臂過渡而不是急劇的90度轉(zhuǎn)彎。
Morris水迷宮的一個(gè)巧妙修改,包括添加一個(gè) Y型迷宮插入組件,創(chuàng)造性地結(jié)合了兩種實(shí)驗(yàn)范式的優(yōu)勢。通過使用包含 Y 型迷宮插件的Morris水迷宮,嚙齒動(dòng)物可以通過成功地在兩個(gè)目標(biāo)臂之一之間進(jìn)行選擇,從而有效地訓(xùn)練到隱藏在不透明水中的逃生平臺(tái),而不是更傳統(tǒng)地使用的食物獎(jiǎng)勵(lì)。
Y型水迷宮為空間學(xué)習(xí)的測試程序提供了各種可能性,例如兩個(gè)學(xué)習(xí)線索之間的視覺辨別、記憶獲取和檢索以及其他空間參考記憶任務(wù)。該裝置通過只為嚙齒動(dòng)物提供兩種可能性來簡化空間任務(wù),并以這種方式方便地分析空間行為。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
Y 形迷宮插件采用 Y 形設(shè)計(jì),三個(gè)長臂相互呈 120 度角。插入物緊貼在圓形浴缸中,里面裝滿不透明的水,這些水是通過水彩顏料或奶粉等無毒材料制成的。每只臂的尺寸范圍為長 30 至 50 cm,寬 10 cm,以適應(yīng)常規(guī)大小的嚙齒動(dòng)物。
一個(gè)可移動(dòng)的逃生平臺(tái)放置在三個(gè)可互換的臂之一,淹沒在水面以下約 2cm處。可以將類似過道門添加到設(shè)備中,以促進(jìn)訓(xùn)練前的學(xué)習(xí),或者在測試期間將嚙齒動(dòng)物限制在三個(gè)迷宮臂之一的起始位置內(nèi)。根據(jù)所選的實(shí)驗(yàn)方案,不同的視覺提示可以安裝在顯示在水線上方的兩個(gè)球門臂上方,在嚙齒動(dòng)物的視野內(nèi)。嚙齒動(dòng)物軌跡數(shù)據(jù)是通過使用視頻跟蹤軟件(比如VisuTrack)獲得的。
三、測試方法
視覺辨別任務(wù)是有Y型水迷宮的一種常見應(yīng)用。像所有迷宮程序一樣,動(dòng)物經(jīng)過嚴(yán)格的預(yù)訓(xùn)練,根據(jù)適應(yīng)的研究范式進(jìn)行修改。在實(shí)驗(yàn)評(píng)估之前,將動(dòng)物引入設(shè)備并適應(yīng)水迷宮程序。
在視覺辨別的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,嚙齒動(dòng)物被訓(xùn)練將視覺線索與逃生平臺(tái)的位置聯(lián)系起來,放置在兩個(gè)可能的目標(biāo)臂之一。兩個(gè)不同的視覺提示,例如黑色水平和垂直條,預(yù)先準(zhǔn)備好并安裝在嚙齒動(dòng)物視野內(nèi)的兩個(gè) Y 迷宮門臂上。
Y型水迷宮訓(xùn)練的第一階段旨在讓動(dòng)物熟悉在水迷宮中游泳,并訓(xùn)練將隱藏平臺(tái)定位為主要目標(biāo)。在初步階段,沒有視覺提示出現(xiàn)。嚙齒動(dòng)物被釋放到迷宮中,并被允許穿越尋找目標(biāo)臂中的逃生平臺(tái)。200秒內(nèi)未能找到逃生平臺(tái)的對(duì)象被人工引導(dǎo)至平臺(tái),并記錄正確和不正確的試驗(yàn)。
在訓(xùn)練的第二階段,遵循相同的過程,但添加了兩個(gè)不同的視覺提示。嚙齒動(dòng)物被訓(xùn)練將一種視覺提示與平臺(tái)的存在(標(biāo)記為 P +)聯(lián)系起來,而將另一個(gè)視覺提示與平臺(tái)的缺失聯(lián)系起來(標(biāo)記為 P -)。視覺辨別訓(xùn)練的第三/最后階段涉及增加關(guān)于目標(biāo)臂位置的隨機(jī)分配?梢允謩(dòng)或通過VisuTrack嚙齒動(dòng)物行為分析軟件記錄正確的進(jìn)臂行為。
在用作實(shí)驗(yàn)變量的視覺辨別訓(xùn)練的背景下,例如在對(duì)視覺辨別訓(xùn)練在長期增強(qiáng) (LTP) 中的影響的研究中,嚙齒動(dòng)物可能會(huì)經(jīng)歷一致的視覺線索關(guān)聯(lián),或者交替呈現(xiàn)線索,后一種程序消除了視覺引導(dǎo)學(xué)習(xí)行為的任何成功。這些協(xié)議取決于嚙齒動(dòng)物的分配組,無論是控制組還是實(shí)驗(yàn)組。
與Y型水迷宮任務(wù)一起使用的行為訓(xùn)練對(duì)學(xué)習(xí)和記憶的研究有貢獻(xiàn),特別是它對(duì)特定神經(jīng)機(jī)制的影響,例如突觸增強(qiáng)。
Y型水迷宮也可用于傳統(tǒng) Y 或 T 迷宮采用的實(shí)驗(yàn)范式,例如運(yùn)動(dòng)對(duì)記憶獲取和檢索的影響,其中空間學(xué)習(xí)和記憶通過在兩條小巷之一之間進(jìn)行選擇的基本簡單的前提進(jìn)行評(píng)估。
四、注意事項(xiàng)
與傳統(tǒng)的 Y或 T迷宮相比,Y型水迷宮為嚙齒動(dòng)物提供了更簡單的訓(xùn)練程序;
在常規(guī)Y迷宮中,通常使用食物獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)動(dòng)物進(jìn)行測試和強(qiáng)化,因此需要在測試這種強(qiáng)化物之前至少一天剝奪食物。但Y型水迷宮的可拆卸逃生平臺(tái)在研究程序和材料方面提供了經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的優(yōu)勢;
Y型水迷宮幾乎不需要訓(xùn)練,沒有食物限制,提供快速和一致的學(xué)習(xí),并且不需要對(duì)食物偏好或體重差異敏感;