带平台重置的水迷宫：一种评估工作记忆的方法

摘要

来源：Hausser, N. 等。创伤性脑损伤后大鼠行为缺陷的检测。J. Vis. Exp (2018)。

在本视频中，我们介绍了带有平台重置的莫里斯水迷宫实验，这是一种用于研究啮齿类动物工作记忆的导航任务。

方案

所有涉及动物模型的实验程序均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 工作记忆水迷宫

1. 设备
   1. 使用一个装有水的水箱，水位高度为 28 cm，并维持水温在 26 ± 1 °C。
   2. 使用一个直径为 10 cm 的透明丙烯酸玻璃平台，放置在高度为 26 cm 的支架上。
      注意： 平台的顶面应涂有硅胶，形状为一个带有交叉“X”的圆形。这使得大鼠能够爬上平台，并提供抓地力，防止其滑落。
   3. 准备秒表、加热灯、一次性毛巾、吸水垫、备用笼子以及一个小的长柄水族箱鱼网。使用连接至摄像机的计算机化视频追踪系统记录大鼠游泳过程，并将数据传输至计算机。将视频和数据保存在计算机中以供后续分析。
2. 工作记忆水迷宫测试
   1. 连续五天，每天对大鼠进行四对试验，将平台置于四个象限中的每一个，并从四个起始点（N、S、E、W）分别开始，具体如下所述。
   2. 首先，确定在整个实验过程中使用的起始位置与平台位置的配对组合。
      注意： 在五天游泳测试中，每天平台所在象限和起始点的顺序必须不同，但对每只大鼠而言顺序应保持一致。
      1. 使用四个起始点（N、S、E 或 W）和四个平台位置（象限 1、2、3 或 4；图 1）。例如，（N, 2；E, 4；S, 1；W, 3；见 图 1）。设计一个平衡的顺序（非随机），避免起始点过于靠近平台（即起始点不应与平台位于同一象限）。使用平台象限和四个起始点建立数据记录表。
      2. 编写视频追踪软件的使用方案，用于录制大鼠游泳过程并收集特定数据（如游泳持续时间、速度、找到平台前游过的距离）。
         注意： 追踪软件将在设定的时间结束后自动停止记录。该方案应允许设定平台放置位置、每只动物进行的试验次数、每次测试会话中测试的动物数量，以及允许的最大持续时间（例如，120 秒）。
      3. 每次测试会话测试 4–6 只大鼠。
         注意： 超过 6 只大鼠会导致大鼠之间的时间间隔出现问题，可能引起操作人员的误差。加热箱也会变得拥挤。
   3. 试验 1
      1. 打开视频追踪软件，加载正确的方案，包括水迷宫地图。
      2. 将平台放置在指定位置（例如，2；图 1），并检查其与软件中的地图一致。设置追踪软件，当大鼠进入摄像机视野时开始记录。
      3. 将大鼠面朝水箱壁放置在指定起始位置（例如，N；图 1），并立即启动计时器。
      4. 允许大鼠在 120 秒内寻找平台。当大鼠找到平台时，停止计时并在工作表上记录时间。如果大鼠未能找到平台，则手动引导其至平台，并记录时间为 120 秒。让大鼠在平台上停留 15 秒。
   4. 试验 2
      1. 确认软件已准备好进行试验 2。将大鼠以相同起始位置（N）重新放入水箱。重复 步骤 1.2.3.4。
   5. 试验 2 结束后，将大鼠放入加热箱中停留 4 分钟。将平台移至第二个位置（4；图 1），并确认其与软件中的地图一致。
   6. 重复试验 1 和试验 2 的操作步骤（步骤 1.2.3–1.2.4），直到完成全部四个起始位置与平台位置的配对。

结果

图1. 水迷宫示意图。 该示意图展示了工作记忆Morris水迷宫中可能的平台位置（1、2、3、4）和起始点（N、S、E、W）。每对起始点与平台位置组合允许大鼠进行两次试验。每次试验之间有15秒的间隔，每对试验之间有4分钟的休息时间，休息期间大鼠置于保温箱中。每个每日实验阶段共进行四对试验。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Sprague-Dawley 大鼠	查尔斯河实验室	CD-IGS 大鼠  菌株编号 001	到达时体重300-350克的雄性白化大鼠
玻璃钢泳池	制造商未知		72" 直径 × 30" 深（约 500 加仑）
有机玻璃平台	手工制作：Maggie Parsley		10 cm 直径  26" 高，平台表面涂有硅胶以提供防滑表面
带盖聚甲基丙烯酸甲酯动物饲养盒	UTMB 机械加工车间		2 盒  10" w × 16" L × 9" h
聚光灯/加热灯	家得宝		3 周围泳池  2 个盒子用于干燥动物标本
AnyMaze	San Diego Instruments	9001	<a href="http://www.sandiegoinstruments.com/any-maze-video-tracking/">http://www.sandiegoinstruments.com/any-maze-video-tracking/</a>