一、实验起源
在20世纪80年代初期,英国心理学家Morris及其团队利用一种独特的不透明水池,其中混合了水和牛奶,创造了一种新颖的实验方法。这种方法通过让大鼠在其中搜索隐藏的目标物,来研究海马等脑区受损后的大鼠在学习、记忆、空间定向以及认知能力方面的表现。这一装置的设计不仅巧妙且实用,能直观地观察和记录大鼠入水后找到水下平台所需的时间、所采用的策略以及游泳路径,进而深入分析大鼠在这些关键认知能力上的表现。
最初,这一实验仅针对大鼠进行,但随后,这一迷宫系统迅速成为评估啮齿类动物空间学习和记忆能力的标准工具,并在神经生物学、药理学等多个领域的基础和应用研究中得到广泛应用。它能够较为准确地衡量动物的空间记忆、工作记忆以及空间辨别能力的变化。因此,这种方法很快便吸引了全球神经科学家的关注,并被命名为Morris水迷宫法。
二、实验操作
①将实验动物(如大鼠或小鼠)头朝向池壁,随机放入水池的东、南、西、北四个起始位置之一。记录动物找到隐藏在水下的平台所需的时间。若在前几次训练中超过60秒,则引导动物到达平台并让其停留10秒;
②将动物移出水池并擦干。每天对每只动物进行4次训练,两次训练间隔15至20分钟,持续训练5天;
③在最后一次训练结束后的次日,移除水下平台,进行60秒的探查训练。此时,将动物从原先平台所在象限的对侧放入水中。记录动物在目标象限(即原先平台所在位置)的停留时间和进入次数,以此作为评估其空间记忆能力的指标。
三、实验须知
①与食物驱动的模型相比,水迷宫实验的一个显著优势在于动物具有强烈的逃离水环境的动机。同时,无需对动物进行禁食处理,且对衰老引起的记忆衰退特别敏感。因此,水迷宫实验在老年动物记忆研究中尤为常用;
②确保每天在固定时间进行测试,并尽可能轻柔地操作,以减少对动物的应激刺激;
③当以游泳速度作为观察指标时,需考虑动物的体重、年龄以及骨骼肌发育状况等因素对游泳速度可能产生的影响;
④使用老年动物进行实验时,需验证其游泳能力和视力是否因年龄增长而受损。验证方法包括将平台露出水面让动物能够看见,观察其是否能顺利游向平台;
⑤游泳对动物而言是一种较大的应激刺激,可能导致神经内分泌的变化。为减轻这种影响,可考虑多次将动物放入泳池或适当延长其游泳时间以增加适应性;
⑥当在泳池中使用实验染料时,需定期换水以防止水质恶化。