水迷宫试验morris介绍

1、Morris水迷宫简介Morris水迷宫是英国心理学家Morris于20世纪80年(1981)代初 设计并应用于脑学习记忆机制研究的一种实验手段，其在AD研究中的应用非常普遍3。较为经典的Morris水迷宫，测试程序主要包括定 位航行试验和空间探索试验两个部分。其中定位航行试验(placenavigation)历时数天,每天将大鼠面向池壁分别从4个入水点放入水中 若干次，记录其寻找到隐藏在水面下平台的时间(逃避潜伏期，escapelatency)o空间探索试验(spatialprobe)是在定位航行试验后去除平台，然后任选一个入水点将大鼠放入水池中，记录其在一定时间内的游泳 轨迹，考察大鼠对原

2、平台的记忆。白从20多年前Morris水迷宫被发明以来，很多学者都采用此方 法研究动物的空间学习记忆能力，并在经典的Morris水迷宫基础上进行了很多改进，如Markowska发现如果在空间探索试验阶段中能 让平台间歇性的出现，这样较经典的方案能更加敏感的地测量动物的 空间记忆能力。Arteni采用双平台的水迷宫，轮流升起其中一个平台 的方法来测量动物的工作记忆等等。Morris水迷宫广泛用于啮齿类动 物的视觉相关的空间记忆和工作记忆的测量中，但是否适用于测量动物的长时记忆还存在争议。应用领域Morris水迷宫(Morris water maze, MWM)实验是一种强迫实验 动物(大鼠、小鼠

3、)游泳，学习寻找隐藏在水中平台的一种实验，主 要用于测试实验动物对空间位置感和方向感(空间定位)的学习记忆Morris水迷宫的组成部分能力。被广泛应用于学习记忆、老年痴呆、海马/外海马研究、智力与衰老、新药开发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经生物学、动物心理学及行为生物学等多个学科的科学研究和计算机辅助 教学等领域，在世界上已经得到广泛地认可， 是医学院校开展行为学 研究尤其是学习与记忆研究的首选经典实验。Morris水迷宫其最主要的附件之一就是水池，水池的质量及功能是实验不可却少的部分，在实验中水温的温度是实验的关键，淮北正华生物仪器设备有限公司生 产的恒温水池是国内唯一有此功能

4、的， 其温度控温，及准确度已达到 先进水平。实验原理虽然老鼠是天生的游泳健将，但是它们却厌恶处于水中的状态， 同时游泳对于老鼠来说是十分消耗体力的活动，他们会本能的寻找水中的休息场所。寻找休息场所的行为涉及到一个复杂的记忆过程，包 括收集与空间定位有关的视觉信息，再对这些信息进行处理、整理、 记忆、加固、然后再取出，目的是能成功的航行并且找到隐藏在水中 的站台，最终从水中逃脱。淮北正华生产的Morris分析软件11、恒温游泳池1台，大鼠：直径1.5米小鼠1.2米2、大鼠站台，规格：直径12cm，高度在2035cm之间3、小鼠站台，规格：直径8cm,高度在2035cm之间4、电脑及分析软件，提供

5、了路程、时间、百分比、专项指标等40种分析数据，在分析过程中可选择性分析，数据导EXCEL表格方 便生物学软件统计。性能介绍Morris水迷宫（Morris water maze, MWM）实验是一种强迫实验 动物（大鼠、小鼠）游泳，学习寻找隐藏在水中 平台的一种实验,主 要用于测试实验动物对空间位置觉和 方向觉（空间定位）的学习记忆 能力。编辑本段系统特点采用视频摄像 跟踪技术，实现了实验过程的白动化，避免了 人工计数引入的主观误差和对实验动物的干扰，增加了实验结果的真 实性和可靠性；采用视频追踪技术，提取出Morris水迷宫实验中实验动物的运动轨迹，并据此计算出丰富的行为学定量指标，实现了

6、Morris水迷宫实验的定加化、精确化和客观性，增加了实验结果的可信性； Morris水迷宫的尺寸规格 按照Morris本人的设计，采用玻璃 钢制作，可长期使用，视频摄像系统固定在特制的支架上，可拆卸， 方便实验；视频文件格式支持AVI和MPEG-4压缩格式，MPEG-4文件的 压缩比率高，可有效减少存储空间，有利于进行长时间实验;面向科研和计算机辅助教学（CAI），能够储存原始的视频图 像，并提供完整的实验数据库功能，作为研究的真实记录和今后进行 教学演示的素材；可在星光条件（0.01Lux）下进行视频分析（包括实时分析）， 对动物的干扰更小，星光条件符合啮齿类动物（例如大鼠、小鼠）的 生活

7、习性；采用开放式、模块化设计，系统可扩展性强，可外接其他的分 析模块，轨迹点坐标序列数据和指标结果可导入到Excel,便于用户在Excel、SPSS SAS等分析统计软件中作进一步 分析处理；分析灵活，支持时段分析，支持定时终止和人工终止，并具有 丰富的显示方式，能对动物的运动情况采用轨迹图、参数指标、曲线、 直方图等多种显不方式，并可生成完整的报告，供打印输出；空间分辨率最高可达640 x480像素，时间分辨率最高可达25帔/秒（常用15帧/秒），测量所得的指标结果精度高。实验室里的Mirris水迷宫仪器 编辑本段提供指标C观察时间C动物搜索策略C总路程 评均速度Q上台时间（潜 伏期）C初始

8、角C止台前路程C止台前平均速度C穿越平台的次数C止台情况的总结C运动轨迹图（.BMP格式）C四个象限逗留的时间 和路程C中央逗留的时间和路程C周边逗留的时间和路程C平台周 边逗留的时间和路程等 编辑本段应用领域学习记忆、老年痴呆、 海马/外海马研究、智力与衰老、新药开 发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经生物学、动物心理 学L、行为生物学及时辰生物学等多个学科的科学研究和 计算机辅助教 学（CAI）。【讨论】水迷宫实验前一天应该怎么做水迷宫正式实验开始前一天，是否需要让大鼠在水中试游一下，具体应该怎么操作呢，看到有人说让大鼠自由游泳1min,在这个过程中需要引导大鼠上平台么，是在什么

9、时候引导呢？各人体会这一个过程对后面的实验影响很大。很多protocol里面都说需要让大鼠在迷宫中适应性游泳一次，让其熟悉环境，1至三分钟均可，上平台一般是在实验时间结束时还未找到时给予引导。依我做的实验体会,这一过程对后面的影响并不大，老鼠是种非常聪明的动物，只要训练时严格按照程序进行，大部分都会很快的找到平台的。具体的训练期程序很多文献及仪器说明书都有，等 你做了实验就会有自己的体会了。做的时候遇到了一些问题，一是动物之间的个体差异很大，标准差大概在28士10s左右，二是训练后潜伏期并没有随训练次数增加而缩短，而是基本没有什么变化，（我做了3天,每天的对照组潜伏期平均值基本差不多。）不知道

10、是不是和我在预适应的时候让他们游泳的时间不一样有关。请问在实验中还需要注意些什么问题以保证少受外界因素的影响？我们在做的时候，并不做预适应的，在第一次训练时，5分钟结束后倘若大鼠还未找到平台，就拿棍子引导它一下，以后的学习及记忆的过程中均如此。我们一般要做6天才基本结束，第6天撤台。动物的个体差异一般都比较大啊，不过正常对照组要好一些的。在试验过程中尽量保持条件一致，另外，一定要平行。因为时间很长，尽量保持各组的时间一致。对，还有人的站位，尽量离水迷宫远一些，防止大鼠将你当作参照物，造成视觉混淆。请教一下，看来大家都是作关于记忆方面的， 不知道大家所用的分子生物学指标都是什么了？除了检测神经递

11、质还有别的吗？都是检测哪些具体的又是怎么做的了，大家讨论下。谢谢了。恰好有一份水迷宫的文献，讲的非常好。共享给大家related forms of learning and memory.pdf.part1.rar (100.0k)文件较大，分卷压缩了related forms of learning and memory.pdf.part2.rar (96.72k)请教一下，看来大家都是作关于记忆方面的， 不知道大家所用的分子生物学指标都是什么了？除了检测神经递质还有别的吗？都是检测哪些具体的又是怎么做的了，大家讨论下。谢谢了。检测海马及边缘系统的胆碱能神经元丢失状况老年斑和神经元纤维缠结经

12、过学习几次之后，大部分鼠都能正确找到平台，而且潜伏期随着次数的增加而缩短，很明显的。3天太少了，鼠们基本上还没学会呢。protocol中的一般实验程序所被采用的7天程序，3天是少了，附件有水迷宫的中文程序，里面有具体的程序包括实验天数，可能对你有所帮助。Morris水迷宫实验.doc (52.0k)Morris水迷宫实验(一) 目的和原理为了研究在疾病条件下空间记忆(Spatial memory )，工作记忆(Working memory )和空间辨别能力(Spatial diariminability )的变化，可采用 Morris 水迷宫。Morris 水迷 宫是一种训练大鼠在水箱中游泳并

13、找藏在水下逃避平台的实验方法。由于没有任何可接近的线索以标志平台位置，所以动物的定位能力需应用水迷宫外的结构作为线索。学会是指动物能够在短时间内找到平台。尽管啮齿类动物可以通过非空间策略发现平台，但采用空间策略最有方式，只需少量的实验，就可培养年轻动物的空间策略。(二) 实验装置应用于 Morris水迷宫的水池是一个圆柱体，大小有两种：一种是 Morris最初设计的经典水池。这种水池的直径为 1.32m,高度为 0.60m。第二种为目前改进的水池，直径为 2.14m,高为 0.40 m前一种水池水深为0.40 m,后一种为 0.25 m,水池的内部为均匀的乳白色，不得有任何的标记。采用适当的恒

14、温设备使水温保持在26 1C。这两种水池均在各国实验室广泛使用，研究者可根据具体情况，选择其一。水池应放在坚固的平台上，并且有良好的 注水和排水设备。一般将水池置于坚固的、可移动支架较好。这样不仅仅便于水迷宫的安置，而且有利于摄像头位置的调整。但是，一旦水迷宫的位置确定，就不要轻易变动，尤其在一 轮水迷宫的测试中，位置绝对不能改变。沿水箱边缘相等分布的四个点作为起始点，这样水箱就被分四个相同象限（四分之一 园），一个小的平台位于某一个象限的中央。在进行训练（参照记忆）时间（数天），平台 必须放在绝对相同的位置。根据实验的不同，平台可以是藏于水面下（水面下1 cm）而不可见（Hidden pla

15、tfarm ），也可以露出水面上（水面上1cm）而可见（Cueing produce ）,也有采用两个平台（Two platform task ）,其中一个平台可提供逃避，另外一个一触即下 沉，这两个平台都是可见平台，而且外观和高度完全一样。因此 ，Hidden platform通常采 用乳白色，与水池、水（加有牛奶）颜色的一致，使平台藏于水面下而完全看不见。与此相 反的是，Cueingproduce和 Two platformtask为黑色或黑白相间的条纹，使平台露于水面之上而醒目。图 10-14为示意图。view of IV也图 10-14 Morris 水迷宫示意图现代化的 Morris

16、水迷宫系统可进行图像的自动采集和分析。这种系统有多种型号，但工作原理和流程大致相似：电视摄像头采集大鼠游泳图像（模拟信号）图像输入到电脑中的图像采集卡图像采集卡进行模/数转换，大鼠游泳的模拟图像转化为数字图像数字图像储存于硬盘中将数字图像进行图像分析，得到有关的测试参数。研究者可根据实际情况p Oat FcniTV05La邮jjOirenid Mid I a.TransliMtein perseeic discCurtLns usualy openPmPerspex hiddenfand2. 14mwater l.rvfl in at raiKSily樽旦iwt hr-iflfit, andd

17、ira*. attachri to Irtbora-tory net I ERJ; to I mit field Dffoil, fiiwl ji&n in tlw-Note support frvr to广:HFUTrHou/dboard c-uatrdl withfkijrtit LJWPF自行配置，也可购买成套的水迷宫系统。采购这类系统时应注意：（1）系统应当提供足够的参数，至少要包括大鼠找到平台所需要的总时间（潜伏期）、总路径的长度、在各个象限所停留的时间和路径、大鼠的初始夹角，最后还能绘出大鼠游泳的轨迹。（2）由于电脑技术的飞速发展，软、硬件迅速被更新，以至于用于当初开发水迷

18、宫系统的电脑平台已经被淘 汰，因此，相对陈旧的水迷宫系统可能不被购买者所使用的主流电脑所兼容。特别是水迷宫的图像采集卡和电脑的显卡的兼容性是系统兼容的关键。关于水迷宫所处的环境也非常的重要。应当有专门的实验室用于水迷宫测试。水迷宫实验室的物品和水池的位置要固定不动，投放大鼠的实验人员投放完成后，也要待在固定的位置，因为它们都可能作为空间信息（spatial cue ）而被大鼠用于作业之中。电脑操作者应当在另外的房间，以减少干扰。水迷宫实验室应当保持安静，光线柔和而均匀。这里特别要 强调的是房间的照明布置极为重要。因为光线不仅可作为空间信息被受试大鼠用于作业中，而且可影响观察者记录特别是对图像的

19、自动采集和分析影响极大。据笔者以及Morris等人的经验，水迷宫实验室的照明布置应当有以下几个特点：杜绝室外光线。室外光线的强度和方向无法有效控制，它对室内的照明也无法控制，因此，应避免室外光线照明。室内物 品不应当有强反光， 不要采用玻璃墙面；不要把光源直接放在水迷宫的正上方，因为这样可能会在水中形成强烈的倒影；也不要把光源直接放在摄像头的下方，因为这样可能会在摄像头中形成高亮度的影像；水迷宫的反光应当是柔和而均匀，不应当有强烈的倒影。总之，不适当的照明布置，可能在摄像头中形成高亮度的影像，电脑可能将这种高亮度的影像当作是受试大鼠的作业轨迹，掩盖了真正的作业轨迹，而使测试失败。Morris等

20、人提供的水迷宫布置方案可供参考。（三）训练方法Morris水迷宫可用来考察大鼠的空间记忆、工作记忆和空间鉴别能力。有各种方法用 于研究大鼠的这三种能力。但是，无论是那一种方法，引导大鼠找到平台的线索都包括两种： 空间线索和非空间线索。研究者必须证明实验设计已经排除了非空间线索的干扰，大鼠采用的是空间策略发现平台。研究大鼠的空间记忆是 Morris水迷宫的基本功能。可通过一系列的训练使大鼠可在10s以内找到藏于水面下的不可见平台。大鼠第一次游泳，一般不能找到平台（60-90s游泳时间），这时可将大鼠直接置于平台上30s,以平台感受所在的空间位置。从二次开始，学习成绩迅速提高，一般经过 20次左右

21、的训练，大鼠可在 38s 内找到平台。Morris等人证明， 在训练的早期（18次），大鼠可能采用非空间策略发现平台，而在随后的训练中，大鼠会逐渐采用空间策略， 因为这种方式最有效。 大鼠一旦获得这种“空间记忆”后，可研究各种因素对“空间记忆”的影响。最简单的方法是比较大鼠接受某种刺激因素前后，潜伏期的改变。另一种常用的方法是考察大鼠的“空间偏好（spatial bias ） ”。即接受刺激之后的一段时间（数小时或数天），重新进行水迷宫实验，但这时平台已经被移走，水迷宫内不再 有平台，大鼠可能在原平台所在象限停留的时间要长一些。这种“隐藏平台”测试不能提供有关“空间辨别能力”的信息。因为在“隐

22、藏平台”操作中受试大鼠只有记住平台所在空间的方位即可完成作业，因此，它反映的是“空间记忆”。所谓“空间辨别”则是要辨别两个相似空间的差异。“双平台”实验应运而生。 所谓“双平台”实验室，是在水迷宫中设置两个外观完全一致（排除“视觉辨别”），但位置不同（空 间差异）的可见平台。其中一个平台不会沉没（安全平台），另一个平台一触即下沉（伪安 全平台）。大鼠要求学会找到安全平台。Morris等人证明，大鼠同样是采用空间策略进行作业，即通过比较两个外观完全一致的平台所在空间的差异来辨别那一个是安全平台。因此,“双平台”实验可提供“空间辨别能力”的信息。研究者可记录大鼠的“正确反映次数”来研究受试大鼠的“空间辨别能力”。 所谓“正确反映次数”就是在一定的实验次数中，大鼠不接触伪安全平台而到达安全平台的次数。显然，“正确反映次数”越高，“空间辨别”能力越好。Mo