Morris Water Maze Experiment
24 september 2008
De Morris water maze is een goed geaccepteerd instrument dat wordt gebruikt om de betrokkenheid van de hippocampus in een gedrags-taak document.
In de Morris waterlabyrint worden dieren geplaatst in waterbassins waar ze moeten zwemmen naar een ontsnappingsplatform. Tijdens het trainen kan het platform ongeveer een centimeter boven het water worden blootgesteld. Het dier moet leren naar het platform te zwemmen en daar te blijven om uit het water te worden gered.
Nadat het dier is getraind, wordt het water verhoogd en ondoorzichtig gemaakt met melk of ongiftige verf. Het platform is dan verborgen. Het dier moet dan op geheugen vertrouwen om het ontsnappingsplatform te vinden.
Hallo, mijn naam is Joseph Nunez. Ik ben een faculteitslid in het neurowetenschappenprogramma aan de Michigan State University. Vandaag zal ik de Morris Water Maze demonstreren.
Ik ga je laten zien hoe je de Mae moet instellen, hoe je de dieren traint en hoe je de dieren test. Oké, laten we beginnen. Het belangrijkste onderdeel van de waterlabyrintopstelling moet een rond bassin zijn, ongeveer zes voet in diameter en ongeveer drie voet diep.
Als je de taak met een videocamera opneemt, zorg er dan voor dat alle kanten van het labyrint binnen het gezichtsveld van de camera vallen. Vul het waterlabyrint met kraanwater, dat ongeveer 26 graden Celsius moet zijn. Dit kan enkele uren duren, dus het moet ruim van tevoren worden gedaan.
Controleer regelmatig de watertemperatuur, zodat deze plus of min één graad is van 26 graden Celsius. Plaats het ontsnappingsplatform in het midden van het bassin. Tijdens het trainen kan het ongeveer een centimeter boven het water worden blootgesteld.
Dit leert de rat. Er is een platform en dat is de manier om uit het water te komen. Nu zijn we klaar om te beginnen met het trainen van de dieren in het waterlabyrint.
Het waterlabyrint heeft vier startposities, noord, zuid, oost of west. Breng het dier naar een van deze posities. Laat het dier in het water zakken door het met je hand te ondersteunen en breng het zachtjes met de staart in het water.
Doe eerst het dier niet onder stress door zijn hoofd in het water te duiken. Laat het dier maximaal 60 seconden rondzwemmen. In eerste instantie zwemt het dier mogelijk rond de randen van het bassin op zoek naar een uitweg.
Uiteindelijk zal het dier een platform bereiken en erop klimmen. Zodra het knaagdier het platform bereikt, stopt u de timer en noteert u de tijd. Als het dier het platform niet binnen 60 seconden vindt, noteert u de tijd voor de proef.
Zoals een minuut. Pak het dier niet op. Als het niet in staat is om het platform te bereiken, leer het dan dat het naar het platform moet zwemmen.
Leid het dier voorzichtig naar het platform met je hand. Laat het dier 15 seconden zitten. Als het valt of springt, leid het dan voorzichtig terug.
Dit traint het dier dat het op het platform moet blijven om uit het water gered te worden. Herhaal dezelfde procedure voor nog twee proeven, elk beginnend op een andere locatie. Zodra de proef klaar is, droogt u alle drie de proeven af met een handdoek.
Herhaal het trainingsproces van drie proeven voor alle dieren. Houd de instructies voor alle dieren hetzelfde en noteer hun tijden. Nu de dieren zijn getraind, zijn ze klaar om de waterlabyrinttest uit te voeren.
Om de experimentele proeven van de water Mae te beginnen, maak de tank vol. Zodat het platform ongeveer een centimeter onder het wateroppervlak is. Gebruik magere melk of niet-giftige witte temperatuur om het water ondoorzichtig te maken.
De verlichting en watertemperatuur moeten hetzelfde zijn als in het trainingsproces. Elk dier ondergaat 12 proeven, drie vanuit elke startrichting. Elke proef duurt 60 seconden.
Voor het begin. Kies de volgorde van de startrichtingen. Gebruik niet twee keer achter elkaar dezelfde startrichtingen en herhaal ook niet dezelfde volgorde voor een van de richtingen.
Volg het dier tot het een platform bereikt en noteer de tijd die het heeft genomen. Als het dier het platform niet binnen 60 seconden bereikt, zal de handler het naar het platform leiden zoals tijdens de training. Laat het dier in beide gevallen 10 seconden zitten en droog het vervolgens af.
Ga door met elk dier voor alle 12 proeven, waarbij de dierhandler terugkeert naar dezelfde aangewezen plek. Tijdens elke proef, maak het bassin direct schoon, zorg ervoor dat het platform op zijn plaats staat en controleer of de watertemperatuur hetzelfde is. Je kunt het slimme videotrackingsoftwaresysteem gebruiken om gedrag tijdens de testproeven te detecteren en te analyseren. Dat is het.
Ik zal je laten zien hoe je de dieren traint en test. Dit is een zeer goed gevestigd gedragsparadigma. Wel, veel succes met de experimenten.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
De Morris water maze is een veel gebruikte experimentele opstelling om ruimtelijk leren en geheugen bij knaagdieren te beoordelen, met name gericht op de hippocampus. In deze taak moeten dieren navigeren naar een verborgen ontsnappingsplatform in een bak met ondoorzichtig water, vertrouwend op hun geheugen om te slagen.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Gedragspsychologie
- Cognitieve wetenschap
Achtergrond
- De Morris water maze is ontworpen om ruimtelijk geheugen te evalueren.
- Het is essentieel bij het bestuderen van de hippocampale functie.
- Dieren leren ruimtelijke aanwijzingen te associëren met de locatie van het ontsnappingsplatform.
- De taak omvat zowel trainings- als testfasen.
Doel van het onderzoek
- Om de rol van de hippocampus in geheugen en leren te onderzoeken.
- Om de effecten van verschillende interventies op ruimtelijk geheugen te beoordelen.
- Om inzichten te bieden in cognitieve processen bij knaagdieren.
Gebruikte methoden
- Plaatsing van dieren in een bak met water.
- Training met een zichtbaar ontsnappingsplatform.
- Testen met een verborgen, ondergedompeld platform.
- Gebruik van ondoorzichtig water om het platform tijdens het testen te verbergen.
Belangrijkste resultaten
- Dieren tonen leren door het ontsnappingsplatform sneller te vinden over proeven.
- Prestaties zijn indicatief voor de hippocampale functie.
- Variaties in training kunnen geheugenretentie beïnvloeden.
- Resultaten dragen bij aan het begrip van ruimtelijke navigatie bij zoogdieren.
Conclusies
- De Morris water maze is effectief voor het bestuderen van geheugen en leren.
- Het benadrukt het belang van de hippocampus in ruimtelijke taken.
- Bevindingen kunnen onderzoek naar cognitieve stoornissen informeren.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
The Morris water maze provides a robust, quantitative platform for assessing spatial learning and memory in preclinical rodent models, directly informing target validation and mechanistic de-risking in CNS drug discovery. Its standardized outputs enable predictive confidence in early-stage portfolio decisions, supporting translational continuity from discovery through preclinical research. This paradigm is foundational for evaluating cognitive endpoints and functional outcomes relevant to neurodegenerative and neuropsychiatric pipelines.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables rigorous interrogation of spatial memory mechanisms and hippocampal function.
- Supports biological de-risking by isolating cognitive phenotypes linked to molecular targets.
- Facilitates predictive confidence in target engagement and functional relevance.
Screening & Assay Development
- Provides a validated behavioral system for quantitative assessment of cognitive function.
- Delivers reproducible, time-to-platform metrics for compound screening and dose-response studies.
- Enables assay standardization and cross-study comparability for CNS portfolios.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical cognitive endpoints with translational biomarker strategies.
- Supports continuity from mechanistic discovery to in vivo functional validation.
- Informs risk-adjusted advancement of CNS candidates based on behavioral efficacy.
Pipeline & Workflow Integration
The Morris water maze is positioned at the intersection of early discovery, lead identification, and preclinical validation for CNS programs.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing of spatial memory pathways and target function.
- Screening: Provides quantitative, reproducible behavioral readouts for compound evaluation.
- Analytics: Generates time-to-platform and trial-based performance metrics for statistical comparison.
- Translational Research: Bridges preclinical findings to clinical cognitive endpoints when aligned with biomarker strategies.
- Enterprise Reuse: Serves as a reusable behavioral assay across multiple CNS discovery and development programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in CNS target validation.
- Operational Value: Standardizes behavioral assessment and supports reproducibility across studies.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio triage.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of CNS assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and animal handling.
- Needs controlled environmental conditions and video tracking infrastructure for data capture.
- Demands cross-team standardization of protocols and data analysis.
- Adaptation may be needed for different rodent strains or cognitive domains.
- Practical limitations include animal stress and the need for consistent water temperature and cue placement.
