八臂迷宫又称放射迷宫,是一种评价动物空间记忆的行为学方法。还可以检测动物的记忆变化,也可以用来筛选相关模型的动物。它是奥尔顿在1978年建立的。其基本依据是实验动物禁食一段时间,以诱导它们在实验中的觅食行为,从而驱使它们探索迷宫的怀抱。经过一定时间的训练,动物可以记住食物在迷宫中的空间位置。这种方法可以同时测量动物的工作记忆和参考记忆。操作简单可行,经济实用。它能区分短时工作记忆和长时参考记忆,可用于评价动物的学习记忆功能。
八臂迷宫(Eight-arm maze)用于检测药物或脑损伤状态下学习记忆的表现。它由八个相同的臂从一个中心平台辐射出来,因此也被称为放射状迷宫。八臂迷宫简单可行,能区分短时工作记忆和长时参考记忆。现在已被广泛用于评价学习和记忆功能。
实验室仪器八臂迷宫,顾名思义,有八个等长的臂,呈放射状。采用高档医用有机板制成,接触面不反光,形成U型。平台的末端可以用来放置食物。迷宫中央有一个圆形平台,与八条手臂相通。每个扶手入口都有一个可控制的活动门。鼠标尺寸:长425mm,宽145mm,高225mm鼠标尺寸:长300mm,宽60mm,高150mm。
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检测方法
1)动物适应实验环境1周后,称重,禁食24小时。每天训练后,给大鼠正常饮食(大鼠16-20g,小鼠2-3g,视体重而定),使体重保持在正常饮食大鼠的80%~85%。
2)第二天,将食物颗粒(每粒4~5个,直径约3 ~ 4mm)撒在迷宫的臂和中心。然后,四只动物同时被放在迷宫的中央(每只手臂的门都被打开)。让他们自由进食,探索10分钟。
3)第三天,重复第二天的训练。这个过程让动物在没有强大压力的情况下熟悉迷宫环境。
4)从第四天开始,对动物进行单独训练:靠近外食箱的每只胳膊上各放一只,让动物自由进食。进食后或10分钟后将动物取出。
5)第五天,把食物放在食物盒里,每天重复前一天的训练两次。
6)第六天后,随机选取4只手臂,每只手臂放一粒胶囊;关闭每个臂门,将动物放在迷宫的中心;30s后,手臂门打开,让动物在迷宫中自由活动,并带走食物颗粒,直到动物吃掉其四只手臂中的所有食物颗粒。如果10分钟后颗粒仍未被吃掉,实验终止。每天训练两次,间隔1小时以上。
1)动物适应实验,称重,禁食24小时。每天训练后,限制性给予正常饮食(大鼠16-20g,小鼠2-3g,视体重而定),使体重保持在正常饮食大鼠的80%-85%。
2)第二天,将食物颗粒(每粒4-5粒,直径约3-4毫米)撒在迷宫的臂和中心区域。然后,四只动物同时被放在迷宫的中央(每只手臂的门都被打开)。让他们自由进食,探索10分钟。
3)第三天,重复第二天的训练。这个过程让动物在没有强大压力的情况下熟悉迷宫环境。
4)从第四天开始,对动物进行单独训练:在靠近外食盒的每只胳膊上放一粒,让动物自由进食。进食后或10分钟后将动物取出。
5)第五天,把食物放在食物盒里,每天重复前一天的训练两次。
6)第六天后,随机选取4只手臂,每只手臂放一粒胶囊;关闭每个臂门,将动物放在迷宫的中心;30s后,手臂门打开,让动物在迷宫中自由活动,并带走食物颗粒,直到动物吃光四个手臂中的所有食物颗粒。如果10分钟后颗粒仍未被吃掉,实验终止。每天训练两次,间隔超过1h。
1)首先,动物适应环境后,每天可以做10分钟的习惯性训练。他们可以触摸所有8只手臂,直到他们在每只手臂末端吃完0.2毫升巧克力牛奶。
2)第二强制阶段,每回合先约束初始手臂,然后接触所有手臂。2分钟后,打开第一只手臂,然后一次举起一只手臂,直到第四只手臂。强制阶段期间的序列是伪随机的,但是所有4个分支将显示为空间顺序(例如1、2、3和4)。
3)第三阶段是选择阶段。在强制阶段之后,所有八个手臂同时张开。在选择阶段,预计动物会访问剩余的四个臂,重新进入之前访问过的臂被认为是错误的。当老鼠从所有八个手臂取回奖励并回到中央平台时,实验结束,或者总时间超过10分钟。如果实验被筛选,当实验因超过时限而停止时,该动物将从分析中删除。
4)间隔2分钟后,开始下一个测试。训练动物每天在30分钟内进行6-10次测试,并持续训练,直到连续5天正确测试(即没有任何错误的测试)的百分比超过50%。
1.关于手臂远端的东西的选择,如果只是平时吃的食物,即使有点饿,动物也没有很强的动力。你可以用动物喜欢吃的东西来代替,因为这个实验基本上取决于饥饿或者想吃的驱动力,东西的选择很关键。
2.当使用食物限制时,会有可能引起动物营养不良的问题。所以,即使在限制进食的情况下,动物每周也要增重5g,防止因营养不良而生病。疾病只能排除,不能包含。
3.动物一到一个新的环境,必然会产生恐惧。所以,当动物适应了环境,就让他适应你,同时,也要适应迷宫。之前已经强调过的,这里不再赘述。保持他一贯的品味和安静的环境。
4.与水迷宫不同,八臂迷宫适用于重复测试或长时记忆测试。一般来说,工作记忆代表短时记忆,参考记忆代表长时记忆。
5.小鼠的辐射迷宫设备和实验程序与大鼠相似,但迷宫规格应小于大鼠,以免增加小鼠行为操作的难度。
6.这个实验只能用来测量工作记忆。这种方法的唯一区别在于,食物颗粒被放置在所有的辐射臂上,而不是仅仅四个臂上。
7.慢性应激可影响动物的迷宫操作,且存在性别差异。慢性应激后,雄性大鼠记忆力减弱,记忆错误频率增加。相反,雄性大鼠的空间记忆增加,错误频率降低。
8.即使在限制进食的情况下,大鼠的体重也要每周增加5g,以防止动物因营养不良而生病。淘汰健康状况不佳的动物。
9.迷宫周围的任何东西都可以被动物用作空间的标志。移除或移动这些标志可能会使动物难以操作,并降低迷宫臂选择的准确性。
10.八臂迷宫实验方法迷宫中辐射臂的数量可以根据实验目的而不同,包括8臂、16臂、24臂、32臂、40臂和48臂迷宫。迷宫越少,探索臂越小,动物的行为越简单。增加臂数一方面增加了对动物空间记忆的要求,另一方面也引入了更多需要考虑的干扰因素(比如过去迷宫学习对当前测量记忆的影响)。所以通常使用8臂辐射迷宫,既可以减少过多臂的不必要干扰,又可以缩短训练和测试时间。
11.使用的食物通常很小,巧克力味的(动物最喜欢的口味之一)或甜的早餐甜甜圈(每个10毫克);也可以用流质食物(比如巧克力牛奶或者水)。后者特别适用于测试一些影响动物吞咽固体食物的药物。
12.影响动物迷宫操作的因素主要有两个:对迷宫或观察者的恐惧、动物的探究习惯和已知食物被放入迷宫臂的驱动力。过多的恐惧会阻止动物在迷宫中操作,使它们停留在迷宫的某个地方,而不是探索。缺乏对食物的渴望也会产生类似的结果。增加对动物的抚摸,必要时加高迷宫臂的侧壁,有助于减少对动物的恐惧。如果食物的驱动作用不足,可以减少食物量,但必须同时监测体重和一般身体状况。通常,禁食前大鼠体重不应低于80%;对于大多数老鼠来说,体重减轻15%就足够了。
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