Name: Morris水迷宫实验 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-09-24T00:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 45 s
Description: 学习Morris水迷宫实验方法，用于评估啮齿动物的空间学习与记忆能力，研究海马体功能。该方法通过隐藏平台测试动物导航表现，为神经科学研究提供可靠的行为学范式。

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建立水迷宫
<ol>
<li>水迷宫装置的主要组成部分应是一个圆形水池，直径约6英尺，深度约3英尺。如果使用摄像机记录实验过程，请确保迷宫的所有区域均处于摄像机视野范围内。</li>
<li>用水龙头的水注满水迷宫，水温应接近26°C。注水过程可能需要数小时，因此应提前完成。需定期检查水温，确保其与26°C的偏差不超过1°C。</li>
<li>将逃生平台置于水池中央。在训练阶段，平台应露出水面约1英寸。这有助于让大鼠认识到存在一个平台，并且可通过该平台离开水面。之后，当动物完成训练并进入测试阶段时，逃生平台将被置于水面以下，由于水中会加入牛奶或无毒颜料使水变得不透明，平台将不可见。     此时，水迷宫已准备好用于&nbsp;动物训练。</li>
</ol>
水迷宫训练前准备
<ol>
<li>进行水迷宫训练时，平台应置于水池中央，并高出水面一英寸，以便动物能够察觉其存在。水温应控制在26°C正负一度范围内。</li>
<li>每只动物需进行连续三次试验。首先，将动物放置在平台上静止20秒。</li>
<li>水迷宫设有四个起始位置：北、南、东或西。&nbsp; 将动物带至其中一个起始位置。&nbsp; 用手托住动物，使其尾部先入水，轻柔地将其放入水中。切勿将动物头部朝下直接浸入水中，以免造成应激反应。</li>
<li>允许动物游泳并寻找平台，最长不超过60秒。初期，动物可能沿池壁游动，试图寻找出口。&nbsp; 最终，动物将学会主动搜索平台并攀爬上去。&nbsp; </li>
<li>一旦啮齿类动物到达平台，立即停止计时并记录所需时间。&nbsp; 若在60秒内未能找到平台，则将本次试验时间记录为一分钟。若动物未能抵达平台，不得直接将其捞起。应让动物明白必须通过游泳到达平台，因此需用手轻轻引导其游向平台。&nbsp; 让动物在平台上停留15秒；若其掉落或跳下，应轻柔地将其重新引导回平台。此步骤旨在训练动物理解：只有停留在平台上才能从水中被救出。</li>
<li>以不同起始方向重复上述过程，再进行两次试验。</li>
<li>待动物完成全部三次试验后，用毛巾将其身体擦干。随后依次对所有动物重复此三轮训练流程。所有动物的起始方向应保持一致，并详细记录每只动物的寻台时间。</li>
<li>经过训练后，动物已具备进行水迷宫测试的条件，可正式开始实验。</li>
</ol>
水迷宫测试
<ol>
<li>开始进行水迷宫实验时，向水池注水，使平台位于水面以下一英寸处。使用脱脂奶粉或125毫升无毒白色水粉颜料使水呈不透明状态。&nbsp;</li>
<li>光照条件和水温应与训练过程中的条件保持一致。每只动物将接受12次试验，即从每个起始方向各进行3次&nbsp;。每次试验持续60秒。开始前需确定起始方向的顺序，不得连续两次使用相同的起始方向，也不得在不同试验中重复完全相同的顺序。</li>
<li>实验操作人员应面朝水池壁，将动物放入水中，随后离开水池边缘并坐到指定位置，观察动物完成迷宫任务的过程。可使用动物行为追踪系统（如San Diego Instruments公司的SMART系统）记录动物的运动路径及其他相关变量。逐次录像也是一种成本较低且完全适用的替代方法。</li>
<li>持续观察动物直至其找到平台，并记录所需时间。若动物在60秒内未能找到平台，则操作人员应如训练阶段一样，引导其到达平台。无论哪种情况，均让动物在平台上停留10秒，然后将其擦干并放回暂养笼中。</li>
<li>对每只动物依次完成全部12次试验，每次试验中操作人员均应回到相同的指定位置。测试顺序应为：所有动物先进行第1次试验，再进行第2次试验，然后是第3次试验，依此类推。每次试验之间应至少间隔2分钟。定期清理水池，确认平台位置正确，并检查水温是否保持恒定。</li>
<li>所有动物完成12次试验后，每只动物将进行一次探查试验，即从水池中移除平台。探查试验用于验证动物对平台位置的记忆程度，并观察其在发现平台缺失后所采取的搜索策略。操作人员应从北侧释放动物，记录其在&nbsp;30秒内穿越水池中心区域的次数。</li>
<li>所有探查试验完成后，将动物擦干，并排空水池。</li>
</ol>

<ol><li>de Bruin, J. P., Swinkels, W. A., de Brabander, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+learning+of+rats+in+a+Morris+water+maze%3A+involvement+of+the+medial+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Response learning of rats in a Morris water maze: involvement of the medial prefrontal cortex.</a> Behav. Brain Res. 85, 47-55 (1997).</li>
<li>Redish, A. D., Touretzky, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+the+hippocampus+in+solving+the+Morris+water+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Neural.+Comput%22%5BJournal%5D)">The role of the hippocampus in solving the Morris water maze.</a> Neural. Comput. 1, 73-111 (1998).</li>
<li>D'Hooge, R., De Deyn, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applications+of+the+Morris+water+maze+in+the+study+of+learning+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res.+Rev%22%5BJournal%5D)">Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory.</a> Brain Res. Rev. 36, 60-90 (2001).</li>
<li>Kallai, J., Makany, T., Karadi, K., Jacobs, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+orientation+strategies+in+Morris-type+virtual+water+task+for+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Spatial orientation strategies in Morris-type virtual water task for humans.</a> Behav. Brain Res. 159, 187-196 (2005).</li>
<li>Morris, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Developments+of+a+water-maze+procedure+for+studying+spatial+learning+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat.</a> J. Neurosci. Methods. 11, 47-60 (1984).</li>
<li>Brandeis, R., Brandys, Y., Yehuda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+the+Morris+Water+Maze+in+the+study+of+learning+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The use of the Morris Water Maze in the study of learning and memory.</a> Int. J. Neurosci. 48, 26-69 (1989).</li>
<li>Kesner, R. P., Exans, R. B., Hunt, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Further+evidence+in+support+of+the+neurobiological+bases+of+an+attribute+model+of+memory%3A+role+of+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Further evidence in support of the neurobiological bases of an attribute model of memory: role of the hippocampus.</a> Int. J. Neurosci. 21-22, 21-22 (1987-8).</li>
<li>Jarrard, L. E., Okaichi, H., Steward, O., Goldschmidt, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+role+of+hippocampal+connections+in+the+performance+of+place+and+cue+tasks%3A+comparisons+with+damage+to+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">On the role of hippocampal connections in the performance of place and cue tasks: comparisons with damage to the hippocampus.</a> Behav. Neurosci. 98, 946-954 (1984).</li>
<li>Hodges, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maze+procedures%3A+the+radial-arm+and+water+maze+compared%5BTitle%5D)+AND+%22Cogn.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Maze procedures: the radial-arm and water maze compared.</a> Cogn. Brain Res. 3, 167-181 (1996).</li>
<li>Shumake, J., Gonzalez-Lima, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+systems+underlying+susceptibility+to+helplessness+and+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Cogn.+Neurosci.+Rev%22%5BJournal%5D)">Brain systems underlying susceptibility to helplessness and depression.</a> Behav. Cogn. Neurosci. Rev. 2, 198-221 (2003).</li>
<li>Owen, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiology+of+the+menstrual+cycle%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Clin.+Nutr%22%5BJournal%5D)">Physiology of the menstrual cycle.</a> Am. J. Clin. Nutr. 28, 333-338 (1975).</li>
<li>Everett, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobiology+of+reproduction+in+the+female+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Monogr.+Endocrinol%22%5BJournal%5D)">Neurobiology of reproduction in the female rat.</a> Monogr. Endocrinol. 32, 1-133 (1989).</li>
<li>Warren, S. G., Humphreys, A. G., Juraska, J. M., Greenough, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((LTP+varies+across+the+estrous+cycle%3A+enhanced+synaptic+plasticity+in+proestrus+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">LTP varies across the estrous cycle: enhanced synaptic plasticity in proestrus rats.</a> Brain Res. 703, 26-30 (1995).</li>
<li>Warren, S. G., Juraska, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+and+nonspatial+learning+across+the+rat+estrous+cycle%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Spatial and nonspatial learning across the rat estrous cycle.</a> Behav. Neurosci. 111, 259-266 (1997).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

水迷宫实验由 Morris 开发5。该实验可通过多种方式进行修改，以研究工作记忆、参考记忆以及任务策略6。本文所述的操作流程包含两个关键变量，使其区别于其他版本的水迷宫实验：预训练和单日测试。
预训练——海马体参与空间/关系记忆7-8。水迷宫特别用于检测空间记忆3。然而，该任务还包含许多不涉及空间记忆的其他组成部分：任务带来的应激、对任务规则的理解（即动物必须找到一个隐藏平台并停留在上面才能“逃脱”），以及认识到存在一种逃离任务的方式9。习得性无助实验也涉及水箱，但其规则（无逃脱可能）截然不同10。三次预训练试验旨在“教会”动物这些任务特性。它们学会自己将被放入温水中游泳约一分钟，随后会被移出；学会通过可见平台找到它，并知道停留在平台上即可从迷宫中“逃脱”；同时学会任务具有终点。因此，这种不依赖海马体的学习不会干扰后续水迷宫测试数据的分析。
单...

<table><tbody><tr><td>SMART 系统</td><td>San Diego Instruments</td><td></td><td></td><td>该系统并非必需 &amp;#8211; 市面上存在许多其他行为学系统。</td></tr></tbody></table>

莫里斯水迷宫实验

Morris Water Maze Experiment

莫里斯水迷宫被广泛用于研究空间记忆和学习。实验中，将动物放入盛有水的水池中，水池中的水通过添加脱脂奶粉或无毒水彩颜料使其呈不透明状，动物必须在水中游动以寻找隐藏的逃生平台。由于水体不透明，动物无法直接看到平台，也无法依靠气味找到逃生路径，而必须依赖外部/迷宫外的线索进行定位。随着动物对任务逐渐熟悉，它们能够更快地找到平台。该实验范式由 Richard G. Morris 于 1984 年开发，现已成为行为神经科学领域的“金标准”之一。

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。

莫里斯水迷宫被广泛用于研究空间记忆和学习。将动物放入一个加入粉末状不透明白色染料的水池中……

在莫里斯水迷宫实验中，将动物放入盛有水的水池中，使其必须游向逃生平台。在训练期间，可将平台露出水面约一英寸。动物需要学会游向平台并在平台上停留，以从水池中被救出。动物训练完成后，向水中加入牛奶或无毒颜料，使水位升高且水体不透明，从而隐藏平台。动物必须依靠记忆寻找逃生平台。大家好，我叫Joseph Nunez，是密歇根州立大学神经科学项目的教职人员。今天我将演示莫里斯水迷宫实验。我将向您演示如何设置莫里斯水迷宫，如何训练动物，以及如何对动物进行测试。好了，让我们开始吧。水迷宫装置的主要组成部分应是一个圆形水池，直径约六英尺，深度约三英尺。如果使用摄像机记录实验过程，请确保迷宫的所有侧面均处于摄像机的视野范围内。用接近26摄氏度的自来水注满水迷宫。注水过程可能需要数小时，因此应提前充分准备。定期检查水温，使其保持在 26 摄氏度左右，误差不超过正负 1 摄氏度。将逃生平台置于水池中央。训练期间，平台可露出水面约 2.5 厘米。这可以教会大鼠。有一个平台，这就是从水中逃脱的方法。现在我们已准备好开始进行动物在水迷宫中的训练。水迷宫有四个起始位置，分别为北、南、东或西。将动物带至其中一个起始位置，用手托住动物，将其尾部朝下轻柔地放入水中。首先，不要通过将动物的头部浸入水中来使其受到惊吓。让动物自由游泳，时间最长不超过60秒。起初，动物可能会在水池边缘游动，寻找出口。最终，动物会找到一个平台并爬上去。一旦啮齿类动物到达平台，立即停止计时器并记录时间。如果在60秒内未能找到平台，则记录该次试验的时间。持续一分钟。不要抓起动物。如果它未能到达平台，应引导它学会必须游向平台。用手较为轻柔地引导动物走上平台，让动物静坐15秒。如果动物跌落或跳下平台，应轻柔地将其重新引导回平台上。这将训练动物必须停留在平台上才能从水中被救出。按照相同步骤再进行两次试验，每次从不同位置开始。三次试验全部完成后，用毛巾将动物擦干。对所有动物重复三次试验训练过程。对所有动物保持相同的方向，并记录它们的时间。现在动物已经完成训练，可以进行水迷宫测试了。开始进行水迷宫实验时，先将水箱注满水，使平台位于水面以下约一英寸处。使用脱脂奶粉或无毒白色颜料使水变得不透明。光照和水温应与训练过程中的条件相同。每只动物进行12次试验，从每个起始方向各进行3次。每次试验持续60秒。开始之前，请选择起始方向的顺序。不要连续两次使用相同的起始方向，也不要对任何方向重复使用相同的顺序。追踪动物直至其到达平台，并记录所用时间。如果动物在60秒内未到达平台，操作者应像训练阶段那样引导其到达平台。无论哪种情况，均让动物在平台上停留10秒，然后将其擦干。对每只动物完成全部12次试验，动物操作人员需返回同一指定位置。每次试验中，直接清理水池，确保平台位置正确，并检查水温保持一致。可使用智能视频追踪软件系统来检测和分析试验过程中的动物行

Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

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