Name: 使用莫里斯水迷宫对阿尔茨海默氏病小鼠模型学习和记忆能力的分析 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-10-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 7 s
Description: 学习使用莫里斯水迷宫评估阿尔茨海默病模型小鼠的空间学习与记忆能力，并探索手动针灸对认知功能的改善效果。该方案为神经科学研究提供了可靠的行为学分析方法。

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涂慧玲和丁宁为共同第一作者。李志刚和姜静为共同通讯作者。本研究得到中国国家自然科学基金（项目编号：81804178、81473774 和 81503654）的资助。本文所述方案与结果源自丁宁博士等人的文章《手法针刺调节阿尔茨海默病SAMP8小鼠模型的行为学与脑血流量》。

本方案已获北京中医药大学动物伦理委员会批准，符合中国《实验动物护理与使用指南》的所有规定。实验过程中未发生意外死亡情况，本研究中无需对动物实施安乐死。
1. 准备
<ol>
	<li>购买30只雄性SAMP8小鼠和10只雄性SAMR1小鼠（年龄：8个月）。</li>
	<li>将小鼠单独饲养在独立通风笼具中，温度控制在24 ±2 °C，光照周期为12小时黑暗/12小时光照。</li>
	<li>给予小鼠标准颗粒饲料自由摄食，并提供无菌饮用水。</li>
	<li>实验前将所有小鼠在环境中适应5天。</li>
</ol>
2. 动物分组
<ol>
	<li>将30只SAMP8小鼠随机分为三组（每组n = 10）：AD组、手工针刺（MA）组和药物（M）组。</li>
	<li>选取10只SAMR1小鼠作为正常对照（N）组6。</li>
</ol>
3. 盐酸多奈哌齐片的给药
<ol>
	<li>将一片盐酸多奈哌齐片（5 mg/片）碾碎，并溶于50 mL蒸馏水中。</li>
	<li>在整个实验期间（包括进行MA处理和MWM测试的日子），每天一次通过口服灌胃给予小鼠步骤3.1中配制的药物，剂量为1 mg/kg8。</li>
</ol>
4. 手法针刺的操作
<ol>
	<li>将MA组小鼠固定于小鼠固定袋中。</li>
	<li>使用一次性无菌针灸针（0.25 mm × 13 mm），在百会（GV20）和印堂（GV29）穴位采用平刺法进行针刺5 朝向鼻部持续20分钟。确保针头深度为0.2–0.3 cm。</li>
	<li>在整个实验过程中，包括进行MA处理和MWM测试的日子，每隔5分钟以约180转/分钟的速度双向旋转操作装置90°，每次持续约15秒。</li>
</ol>
5. MWM 测试
注意：在连续给药15天后的24小时，对四组小鼠进行MWM测试。依次进行可见平台试验、隐藏平台试验、探针试验和反转试验。
<ol>
	<li>准备进行莫里斯水迷宫（MWM）测试。
	<ol>
		<li>将MWM装置及信号采集与处理系统放置在具有隔音设计的实验室内。</li>
		<li>在MWM装置中央放置一个圆形白色水箱（直径 = 90 cm，高度 = 50 cm），并在其周围用不透明布料遮挡。</li>
		<li>将视频摄像机固定在MWM装置的天花板上，并连接至带有自动追踪系统的录像设备以采集数据。</li>
		<li>使用两条相互垂直的直线将水迷宫水箱均分为四个相等的区域，分别标记为北（N）、南（S）、东（E）和西（W）；将水池区域在概念上划分为四个大小相同的象限（NE、NW、SW 和 SE）。</li>
		<li>在小鼠可视范围内，在每个象限的墙壁上放置不同形状的视觉线索作为视觉参考（例如正方形、三角形和圆形）。 
		注意：远端线索是动物用于定位平台的导航参考点，因此在测试过程中不得移动这些线索。研究人员所处的位置可能成为潜在的远端线索，从而影响MWM测试结果，因此研究人员应在小鼠测试期间避开其视线。</li>
		<li>向圆形水箱中注水至深度30 cm，并使用电加热器维持水温在22 ± 2 °C。</li>
		<li>加入约150 g奶粉使水呈不透明状。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>进行可见平台试验。
	<ol>
		<li>随机选择任一象限，将一个塑料圆形平台（直径 = 9.5 cm；高度 = 28 cm）置于水面以上1 cm处。</li>
		<li>在平台上放置一面黑色旗帜。</li>
		<li>从四个起始位置之一，将每只小鼠轻轻放入水中，使其面朝水箱壁，释放至水面水平位置。切勿将小鼠直接丢入水中。</li>
		<li>小鼠一入水即启动计算机追踪程序。</li>
		<li>给予每只小鼠60 s时间寻找平台。每次试验结束后，将小鼠放置于平台上，并让其在平台上停留10–30 s。</li>
		<li>在计算机上观察小鼠的游泳轨迹，记录小鼠找到平台所需的时间作为逃避潜伏期，并分析其游泳速度。</li>
		<li>用毛巾擦干每只小鼠，并使用电加热器为其保暖。务必使用适当的热源，防止动物过热。&#160; 
		注意：每只小鼠需在四个不同的起始象限各进行一次试验，共进行四次试验，每次试验后将平台移至不同位置。每只小鼠两次试验之间的间隔时间为15–20 min。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>进行隐藏平台试验/空间导航测试。
	<ol>
		<li>将同一平台（不带旗帜）放置于SE象限内。</li>
		<li>随机从四个象限（NE、NW、SW、N）之一将小鼠面朝池壁放入水中，共进行四次试验。每次试验之间的时间间隔为15–20 min。</li>
		<li>给予每只小鼠60 s时间寻找隐藏平台。</li>
		<li>小鼠爬上平台后，记录每次试验的逃避潜伏期，用于后续分析。</li>
		<li>用毛巾擦干每只小鼠，并使用电加热器为其保暖。 
		注意：隐藏平台试验应在第2–6天进行。若小鼠在60 s内未能找到平台，则引导其爬上平台，并在每次试验结束时让其在平台上停留10–30 s。每只小鼠每天进行四次试验，连续进行5天，平台位置和视觉线索保持不变。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>进行探测试验。 
	注意：将每只小鼠从新的起始位置放入水池，以观察其空间探索能力。
	<ol>
		<li>移除平台。</li>
		<li>将每只小鼠面朝水箱壁放入水池中一次，持续60 s。确保起始位置为NW象限，即距离SE象限最远的象限。</li>
		<li>记录小鼠在迷宫中的游泳距离、游泳速度以及穿越原平台位置的次数。</li>
		<li>试验结束后，用毛巾擦干每只小鼠并提供保暖。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>进行反转试验。 
	注意：反转试验应在第8–11天进行。
	<ol>
		<li>将平台置于NW象限中央（而非SE象限）。</li>
		<li>按照隐藏平台试验部分所述的步骤5.3.2–5.3.5进行操作。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. 统计分析
<ol>
	<li>使用统计学软件（例如 SPSS 20.0）进行统计分析。</li>
</ol>

<ol><li>Vorhees, C. V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Value+of+water+mazes+for+assessing+spatial+and+egocentric+learning+and+memory+in+rodent+basic+research+and+regulatory+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotoxicology+Teratology%22%5BJournal%5D)">Value of water mazes for assessing spatial and egocentric learning and memory in rodent basic research and regulatory studies.</a> Neurotoxicology Teratology. 45, 75-90 (2014).</li>
<li>Vorhees, C. V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morris+water+maze%3A+procedures+for+assessing+spatial+and+related+forms+of+learning+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocol%22%5BJournal%5D)">Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory.</a> Nature Protocol. 1 (2), 848-858 (2006).</li>
<li>The state of the art of dementia research: New frontiers; World Alzheimer Report 2018. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Alzheimer%27s+Disease+International%22">Alzheimer's Disease International</a>. 9, 1-46 (2018).</li>
<li>Vorhees, C. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+neonatal+%28%2B%29-methamphetamine+on+path+integration+and+spatial+learning+in+rats%3A+effects+of+dose+and+rearing+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Developmental+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Effects of neonatal (+)-methamphetamine on path integration and spatial learning in rats: effects of dose and rearing conditions.</a> International Journal of Developmental Neuroscience. 26 (6), 599-610 (2008).</li>
<li>Ding, N., Jiang, J., Xu, A., Tang, Y., Li, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manual+acupuncture+regulates+behavior+and+cerebral+blood+flow+in+the+SAMP8+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Manual acupuncture regulates behavior and cerebral blood flow in the SAMP8 mouse model of Alzheimer's disease.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 37(2019).</li>
<li>Ding, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manual+acupuncture+suppresses+the+expression+of+proinflammatory+proteins+associated+with+the+NLRP3+inflammasome+in+the+hippocampus+of+SAMP8+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Evidence-Based+Complementary+and+Alternative+Medicine%22%5BJournal%5D)">Manual acupuncture suppresses the expression of proinflammatory proteins associated with the NLRP3 inflammasome in the hippocampus of SAMP8 mice.</a> Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2017, 1-8 (2017).</li>
<li>Cao, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+changes+and+hippocampus+glucose+metabolism+in+APP%2FPS1+transgenic+mice+via+electro-acupuncture+at+governor+vessel+acupoints%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Aging+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Behavioral changes and hippocampus glucose metabolism in APP/PS1 transgenic mice via electro-acupuncture at governor vessel acupoints.</a> Frontiers in Aging Neuroscience. 9, 5(2017).</li>
<li>Amy, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+sub-chronic+donepezil+on+brain+Abeta+and+cognition+in+a+mouse+model+of+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Effects of sub-chronic donepezil on brain Abeta and cognition in a mouse model of Alzheimer's disease.</a> Psychopharmacology. 230, 279-289 (2013).</li>
<li>Garthe, A., Kempermann, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+old+test+for+new+neurons%3A+refining+the+Morris+water+maze+to+study+the+functional+relevance+of+adult+hippocampal+neurogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">An old test for new neurons: refining the Morris water maze to study the functional relevance of adult hippocampal neurogenesis.</a> Frontiers in Neuroscience. 7, 63(2013).</li>
<li>Schoenfeld, R., Schiffelholz, T., Beyer, C., Leplow, B., Foreman, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variants+of+the+Morris+water+maze+task+to+comparatively+assess+human+and+rodent+place+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Variants of the Morris water maze task to comparatively assess human and rodent place navigation.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 139, 117-127 (2017).</li>
<li>Otnass, M. K., Brun, V. H., Moser, M., Moser, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pretraining+prevents+spatial+learning+impairment+after+saturation+of+hippocampal+long-term+potentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Pretraining prevents spatial learning impairment after saturation of hippocampal long-term potentiation.</a> Journal of Neuroscience. 19 (24), 49(1999).</li>
<li>Vorhees, C. V., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+spatial+learning+and+memory+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Ilar+Journal%22%5BJournal%5D)">Assessing spatial learning and memory in rodents.</a> Ilar Journal. 55 (2), 310-332 (2014).</li>
<li>Vorhees, C. V., Skelton, M. R., Williams, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-dependent+effects+of+neonatal+methamphetamine+exposure+on+spatial+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Age-dependent effects of neonatal methamphetamine exposure on spatial learning.</a> Behavioural Pharmacology. 18 (5-6), 549-562 (2007).</li>
<li>Iivonen, H., Nurminen, L., Harri, M., Tanila, H., Puoliväli, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypothermia+in+mice+tested+in+Morris+water+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Behaviour+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Hypothermia in mice tested in Morris water maze.</a> Behaviour Brain Research. 141 (2), 207-213 (2003).</li>
<li>Lin, S. Y., et al. Ozone inhibits APP/Aβ production and improves cognition in an APP/PS1 transgenic mouse model. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLin%2C+SY+%22Neuroscience%22">Neuroscience</a>. , (2019).</li>
<li>Zuo, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preoperative+vitamin-rich+carbohydrate+loading+alleviates+postoperative+cognitive+dysfunction+in+aged+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Preoperative vitamin-rich carbohydrate loading alleviates postoperative cognitive dysfunction in aged rats.</a> Behavioural Brain Research. 373, 112107(2019).</li>
</ol>

作者声明不存在潜在的利益冲突。

尽管许多水迷宫（包括Biel水迷宫和Cincinnati水迷宫）已有至少一个世纪的历史，但只有莫里斯水迷宫（MWM）被广泛用于有效且客观地评估空间学习和记忆能力，因为它具有诸多优势9。尽管MWM被广泛使用，但其操作流程并不总是得到最优应用。MWM实验通常耗时较长，并受到多种可变因素的影响。有一些有效且可靠的方面有助于检测空间学习和记忆能力的变化，应予以充分考虑。
共进行了四种不同的莫里斯水迷宫（MWM）实验。莫里斯水迷宫实验的第一天进行可见平台实验。如果动物能够直接游向平台，则表明其游泳能力和视力正常10。Otnass 建议应首先进行可见平台实验11。本研究中可见平台实验的结果表明，四组小鼠在学习能力起始水平上一致，因此可以在此基础上开展后续实验。隐藏平台实验用于评估小鼠获得学习和记忆能力的情况。在隐藏平台实验结束后的第7天，即24小时后，进行探针实验，以评估工作记忆。最后，逆转实验用于进一步评估工作记忆2。莫里斯水迷宫四种不同实验的变化结果共同表明，阿尔茨海默病（AD）模型小鼠的学习和记忆能力较低，而MA对AD具有积极影响5。
对于水迷宫和平台的尺寸没有特定的标准1。大多数莫里斯水迷宫（MWM）研究采用直径为214 cm的水池。Vorhees和Williams证明，在相同实验方案下，大鼠在直径122 cm的水池中的学习速度比在直径210 cm的水池中更快；其陡峭的学习曲线表明，直径122 cm的水池对大鼠而言极易导航12。在本实验方案中，考虑到阿尔茨海默病（AD）小鼠年龄较老且体质较弱，采用了直径90 cm的水池和直径9.5 cm的平台。预实验结果表明，小鼠在更大直径的水池中寻找平台的难度更高。因此，在较大水池中进行的测试并不能真实反映各组之间的差异。实验动物在更大水池且平台更小的情况下，寻找平台的难度进一步增加4。因此，水池和平台的尺寸应根据实验需求及实验动物的具体状况，通过预实验进行优化。
进行MWM测试时，建议使用温度在20–24 °C范围内的水4。老年实验动物在冷水中表现较差13，表明存在明显的与年龄相关的体温调节能力下降14。本研究中，将恒温器置于水池底部，以维持水温在20–24 °C。研究结果显示，四组动物之间的游泳速度无显著差异5。
莫里斯水迷宫（MWM）是一种评估认知功能的强大技术，目前被广泛应用于各类研究中。然而，目前尚无明确定义、统一标准的设备用于开展MWM实验，包括水池和平台的尺寸均缺乏一致性15,16。不同实验室采用的MWM设备规格各不相同，因此研究人员需根据各自的实验需求选择合适的实验装置，这可能给研究者带来困惑。此外，预实验也是必要的。针对MWM等基础实验，仍需开展更多研究。目前，MWM作为实验工具的灵活性仅体现在可根据研究目的选择基本实验方案。因此，该测试可用于更深入地评估认知功能。

目前，莫里斯水迷宫（MWM）实验已成为评估动物空间学习和记忆能力应用最广泛且标准的行为学实验方法1。该实验最初由英国心理学家 Richard G. Morris 设计，并不断得到改进。MWM 具有训练需求少、适用于多种物种、对体重差异不敏感以及可重复测试等多种优势，使其成为评估认知功能的最佳方法之一2。阿尔茨海默病（AD）是一个重要的医学问题，主要特征是记忆处理能力和认知功能的下降3。MWM 是评估 AD 模型动物学习记忆能力及干预方法效果不可或缺的实验手段。MWM 实验通常耗时较长（6–11 天），且涉及多种可变因素4。尽管已有大量关于水迷宫实验的文章，但在实际操作中，研究人员仍缺乏一套系统完整的实验方案。因此，一部直观而严谨的实验操作视频显得尤为重要。本文以先前的一项实验为例5，详细描述 MWM 的全部操作步骤。利用 MWM，以往的研究表明针灸可缓解 AD 模型小鼠的症状5,6,7。
本文描述了一项近期研究中使用的MWM方案5，旨在为研究人员提供一种简单且直观的方法，用于评估阿尔茨海默病模型动物的空间学习和记忆能力。

<table><tbody><tr><td>针灸针</td><td>北京中研太和医疗器械有限公司</td><td>511526</td><td></td></tr><tr><td>台式计算机</td><td>成都泰盟软件有限责任公司</td><td>Lenovo T4700D</td><td></td></tr><tr><td>盐酸多奈哌齐片</td><td>卫材（中国）药业有限公司</td><td>H20050978</td><td>Aricept</td></tr><tr><td>小鼠</td><td>北京智善医学研究院</td><td>SCXK2014-0003</td><td></td></tr><tr><td>莫里斯水迷宫装置</td><td>成都泰盟软件有限责任公司</td><td>WMT-100S</td><td></td></tr><tr><td>小鼠布袋</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>信号采集与处理系统</td><td>成都泰盟软件有限责任公司</td><td>BL-420N</td><td></td></tr></tbody></table>

利用莫里斯水迷宫分析阿尔茨海默病小鼠模型的学习与记忆能力

Analysis of Learning and Memory Ability in an Alzheimer's Disease Mouse Model using the Morris Water Maze

Morris水迷宫（MWM）实验迫使实验动物在水中游泳并学会寻找隐藏于水下的平台，广泛用于科学研究以评估动物的学习与记忆能力。由于MWM测试被广泛使用，可视化实验方案对研究人员至关重要。本文基于最新研究，介绍MWM测试的操作流程。阿尔茨海默病（AD）以进行性记忆和认知功能丧失为特征，而针刺手法（MA）是用于AD的一种替代性和辅助性治疗方法。为评估AD模型小鼠的学习与记忆能力，开展了MWM测试。通过MWM的可见平台试验、隐藏平台试验、探针试验和反转试验，评价其空间学习与记忆能力。在可见平台试验中，各组小鼠的游泳速度和逃避潜伏期无显著差异。在隐藏平台试验和反转试验中，AD组小鼠表现出较长的逃避潜伏期，而经过MA治疗后，逃避潜伏期显著缩短。在探针试验中，MA治疗后小鼠穿越平台位置的次数增加，且在西南象限（SW quadrant）停留时间的比例升高（p &#60; 0.05 或 p &#60; 0.01）。MWM测试结果表明，MA可有效改善AD模型小鼠的空间学习与记忆能力。严谨的实验操作为结果的可靠性提供了保障。

本方案的时间轴示意图见图1。
<img alt="Morris水迷宫示意图；MA处理时间线；可见平台、隐藏平台试验；认知功能测试。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60055/60055fig01.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图1"> 
图1：研究方案的时间轴示意图。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60055/60055fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
时间轴显示，本实验总共持续了21天。在整个实验期间对小鼠进行了处理，处理15天后开始进行MWM测试。依次进行了可见平台、隐藏平台、探针和反向试验。
丁等人先前发表的结果5作为莫里斯水迷宫实验的典型结果展示，见图2。
<img alt="认知实验结果；柱状图与折线图；对照组、AD组、药物组、MA组的潜伏期、游泳速度、平台穿越次数" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60055/60055fig02.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图2"> 
图2：Morris水迷宫实验的典型结果（n = 10）。（A）可见平台实验中不同组大鼠的逃避潜伏期和游泳速度的变化。（B）隐藏平台实验和反转实验中不同组大鼠逃避潜伏期的变化。与对照组相比，*p &lt; 0.05，**p &lt; 0.01；与AD组相比，## 表示 p &lt; 0.01。（C）探针实验中不同实验组大鼠平台穿越次数及在西北象限停留时间百分比的变化。图中显示了各组在可见平台、隐藏平台和反转实验中的结果（n = 10，均值 ± 标准差）。该图改编自Ding等5。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60055/60055fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看此图的放大版本。</a>
图2A显示了可见平台试验的结果。在MWM的第一天，各组之间的逃避潜伏期或游泳速度未观察到统计学差异。图2B显示了第2−6天和第8−11天隐藏平台及反转试验的结果。AD组在每次测试中的逃避潜伏期均保持在较高水平，而其他三组的逃避潜伏期则逐渐下降。AD组在第3−6天和第8−11天的逃避潜伏期均长于对照组（p &lt; 0.01）。MA组和药物组小鼠在第2−6天和第8−11天的逃避潜伏期分别短于AD组（p &lt; 0.01）。图2C显示了探测试验的结果。AD组小鼠穿越平台位置的次数显著低于对照组（p &lt; 0.01），MA组的穿越次数高于AD组（p &lt; 0.05）。AD组小鼠在SW象限停留的时间比例显著低于对照组（p &lt; 0.01），而MA组在SW象限停留的时间比例高于AD组（p &lt; 0.01）。

本文介绍了一种用于开展Morris水迷宫实验的方案，旨在评估阿尔茨海默病模型小鼠的学习与记忆能力，并评价手法针刺治疗对该疾病模型的干预效果。

莫里斯水迷宫（Morris water maze, MWM）实验迫使实验动物在水中游泳并学会寻找隐藏于水中的平台。该实验方法在科学研究中被广泛应用……

莫里斯水迷宫（Morris Water Maze，MWM）实验已成为评估动物空间学习与记忆能力应用最广泛且经典的行為学实验。尽管已有大量关于MWM的文献报道，但在实际操作中，研究人员仍常感困惑。因此，这一直观且严谨的操作流程视频显得尤为重要。我们先前开展的基于MWM的研究表明，针灸可缓解阿尔茨海默病（AD）模型小鼠的症状。本文介绍我们在近期研究中所采用的MWM操作方案，旨在为研究人员提供一种简便且直观的方法，用于评估AD模型动物的空间学习与记忆能力。MWM是一种评估认知功能的强大技术，已被广泛应用于相关研究中。然而，目前尚无明确定义或标准化的参数用于执行该任务，例如水池和平台的尺寸。因此，该方法的实际演示至关重要。首先根据手稿说明设置Morris Water Maze（MWM）实验装置。莫里斯水迷宫（MWM）装置以及信号采集与处理系统应放置在专为保持隔音效果而设计的实验室内。MWM装置中央应放置一个由不透明布料环绕的白色圆形水箱。应将一台视频摄像机固定在装置的天花板上，并连接至带有自动追踪系统的录像设备。用标有北、南、东和西的线条将水迷宫水箱划分为四个相等的区域，从而在概念上将水池区域分为四个象限。然后，在每个象限的墙壁上放置一个独特且小鼠可视的视觉线索。向圆形水箱中注水至深度为 30 厘米，并向水中加入 150 克奶粉使其呈不透明状。进行可见平台试验时，将一个塑料圆形平台随机放置于任意象限的水面以上1厘米处，并在平台上放置一面黑色旗帜。从四个起始位置之一，将每只小鼠轻轻放入水中，使其面向水箱壁。小鼠一入水，立即启动计算机追踪程序，每只小鼠有60秒的时间找到平台。每次试验结束后，将小鼠放置在平台上，使其停留 10 至 30 秒。在计算机上观察小鼠的游泳轨迹。记录小鼠找到平台所需的时间作为逃避潜伏期，并分析小鼠的游泳速度。然后用毛巾擦干小鼠，并用电热器为其保温。移动平台，每只小鼠进行四次试验，每次从不同的象限开始。每次试验之间让小鼠恢复15至20分钟。进行隐藏平台试验时，将无旗帜的相同平台放置在东南象限。然后将小鼠随机放入四个象限中的任意一个，给予其60秒时间寻找隐藏平台。如果小鼠在60秒内未能找到平台，则引导其至平台，并让其在平台上停留10至30秒。记录每次试验的逃避潜伏期。用毛巾将小鼠擦干，并使用电热器保持其体温。每只小鼠进行四次试验，每次试验间隔15至20分钟，每次从不同的象限开始。将平台和视觉线索保持在固定位置，连续五天重复进行试验。进行探针试验时，移除平台，将小鼠面朝水箱壁放入西北象限的水中。记录其游泳距离、速度以及穿越原平台位置的次数。实验结束后，将小鼠擦干并保持其温暖。进行逆向试验时，将平台置于西北象限，并重复隐蔽平台试验。本方案用于研究手动针灸（MA）对阿尔茨海默病小鼠学习与记忆功能的影响。对于MA组，治疗在MWM测试前15天开始，并持续贯穿11天的测试期。在MWM第一天的可见平台测试中，各组之间的逃避潜伏期或游泳速度均未观察到统计学差异。在隐藏平台和反转试验期间，阿尔茨海默病（AD）组的逃避潜伏期始终保持较高水平，而其他三组的潜伏期则逐渐下降。重要的是，MA组的逃避潜伏期短于AD组。在探针试验中，MA组小鼠穿越原平台位置的次数低于对照组，但显著高于AD组。此外，MA组小鼠在原平台所在象限停留的时间百分比与药物组相似，低于对照组但高于AD组。需要注意的是，如果小鼠在60秒内未能找到平台，研究人员应引导其到达平台，并让其在平台上停留10至30秒。对于水池和平台尺寸没有特定的标准，这些参数必须根据实验要求和实验动物的状况，通过预实验进行优化。大多数研究需要在MWM等基础实验上进行。目前，莫里斯水迷宫（MWM）作为实验工具的灵活性仅体现在能够根据所提出的研究选择基本实验方案，因此该测试可用于更深入地评估认知功能。

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Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

使用莫里斯水迷宫对阿尔茨海默氏病小鼠模型学习和记忆能力的分析

Morris水迷宫是一种被广泛接受的工具，用于记录海马体在行为任务中的作用。...

莫里斯水迷宫实验

小鼠使用拉什利III型迷宫进行低应激路线学习

Morris水迷宫是一种用于检测依赖海马的学习和记忆能力的行为学任务。它已广泛应用于啮齿类动物模型的神经生物学、神经药理学以及神经认知障碍研究中。...

阿尔茨海默病模型小鼠学习与记忆缺陷的莫里斯水迷宫检测

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。...

带平台重置的水迷宫：一种评估工作记忆的方法

本实验方案的目的是研究啮齿类动物的空间认知能力。双H形水迷宫是一种新型测试方法，特别适用于阐明学习、巩固和记忆的不同组分，以及记忆系统之间的相互作用。...

双迷宫：一种用于啮齿类动物学习与记忆研究的稳健行为学测试方法

本论文描述了一种针对常用阿尔茨海默病小鼠模型优化的莫里斯水迷宫（MWM）实验方案。MWM在转基因小鼠模型中被广泛应用。为检测组间差异，采用对小鼠背景品系敏感的操作程序至关重要。...

莫里斯水迷宫实验：小鼠品系与测试环境的优化

为了在一种新型模型中研究阿尔茨海默病（AD）与脑卒中共病的情况，本文描述了三种用于评估运动控制和认知行为的行为学任务。这些任务包括平衡木行走实验、圆筒实验和莫里斯水迷宫实验。...

阿尔茨海默病伴发脑卒中转基因大鼠模型中运动功能及海马依赖性空间学习与参考记忆评估

本文介绍一种无需游泳的小鼠特异性认知功能检测方案。该方法可有效区分由控制性皮质撞击诱导的创伤性脑损伤小鼠与假手术对照组小鼠。...

利用放射状水迷宫评估创伤性脑损伤小鼠模型中的空间记忆障碍

本实验方案旨在通过评估空间记忆障碍、神经元病理学改变、神经元内淀粉样β蛋白（Aβ）沉积以及神经纤维缠结的聚集情况，建立一种模拟大鼠阿尔茨海默病的模型。该模型通过联合注射Aβ25-35、三氯化铝及重组人转化生长因子-β1诱导而成。...

通过脑室内注射复合β-淀粉样蛋白建立大鼠阿尔茨海默病动物模型的有效模拟方法

关键词：阿尔茨海默病，动物模型，大鼠，脑室内注射，β-淀粉样蛋白，Aβ，神经退行性疾病，认知功能障碍，病理模拟

提出采用针法建立小鼠双侧颈总动脉不对称性狭窄模型，用于构建血管性认知障碍与痴呆的动物模型。该模型相较于既往已建立的模型可产生更长期的病理结果，且适用于活体磁共振成像。通过可视化操作演示为手术技术的掌握提供指导。...

基于针导不对称双侧颈总动脉狭窄的小鼠血管性认知障碍与痴呆模型

学习使用莫里斯水迷宫评估阿尔茨海默病模型小鼠的空间学习与记忆能力，并探索手动针灸对认知功能的改善效果。该方案为神经科学研究提供了可靠的行为学分析方法。

利用莫里斯水迷宫分析阿尔茨海默病小鼠模型的学习与记忆能力

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