迷宫学习模型：动物学习成绩测定方法与实验设备描述

迷宫用于学习记忆实验已有几十年之久，至今仍然经常采用。迷宫种类与装置繁多，但是有3个基本组成部分：① 起步区，放置动物；② 目标区（安全区），放置食物；③ 跑道，有长有短，或直或弯，至少有一个交叉口，供动物选择到达目标区的方向或者径路。下面介绍几种迷宫装置。

1.Y形迷宫

该装置一般分成3等份，分别称为I臂、Ⅱ臂与Ⅲ臂。如以I臂为起步区，则Ⅱ臂（右侧）为电击区，Ⅲ臂（左侧）为安全区。训练时将动物放入起步区，操纵电击控制器训练动物，动物遭遇电击时直接逃避至左侧安全区为正确反应，反之则为错误反应。评价方法有以下几种：① 固定训练次数（10～15次），记录正确与错误反应次数；② 记录动物连续获得2次正确反应前所需的电击次数；③ 动物学习成绩以达到9次或10次正确反应前所需的电击次数表示。24 h后测定记忆成绩。这是一种最简单的、属一次性训练的空间辨别反应的测试。

稍复杂一点的训练，是按上述方法训练完成后，改用Ⅱ臂为起步区，动物遭遇电击后直接逃至Ⅰ臂（左侧）为正确反应，逃至Ⅲ臂（右侧）为错误反应。训练达到要求后，再以Ⅲ臂为起步区，动物于电击后逃至左侧（Ⅱ臂）为正确反应，逃至右侧（Ⅰ臂）为错误反应。以动物在3臂训练均达到规定标准所需电击次数的总和作为学习成绩，记忆成绩的测定在24 h或48 h后进行。

更为复杂的训练是选以Ⅰ臂为起步区，动物于电击后到达Ⅲ臂（左侧）安全区，随即以Ⅲ臂为起步区，电击后，动物必须从Ⅲ臂继续逃向左侧即Ⅱ臂，在此臂施以电刺激，动物仍逃往左侧Ⅰ臂，即达到训练要求。不过，要完成这一训练要求，每日训练1回，至少要训练1周时间。

使用此方法要注意以下问题：① 若在目标区放置食物，则动物须于测试前禁食，使其体重减至原体重的85%，此时动物才具有摄取食物的动力或者动机；② 在目标区停留的时间不能太短，否则失去强化效果；③ 每天训练结束后要对实验箱进行清洗，以消除动物留下的气味；④ 每天训练次数以10～15次为宜。

2.水迷宫

Y形迷宫水箱的一侧分支端装有吊灯与平台，动物游泳到此能得到休息并获得记忆。本法常用于观察受试动物对学习记忆的影响。

水迷宫装置分1个长臂与2个短臂。一侧短臂端装有平台作为小鼠栖身之处，平台上方设有灯光照明。另一短臂用木板盖上作为暗道。水深100 mm，水温25～30℃。

将小鼠随机分为正常对照组、模型组和实验组。实验组每天摄入一定量的受试物，其余组以等量生理盐水代替，持续若干天。训练前30 min，模型组和实验组小鼠分别腹腔注射戊巴比妥钠15 mg/kg。训练时将小鼠从长臂端背向交叉口轻轻放入水中，在15 s内抵达平台为正确反应。小鼠抵达平台后休息15 s再重复训练，每天训练10次，连续5 d。以每组平均正确反应率与抵达平台所需时间作为记忆指标。

3.Morris水迷宫(www.xing528.com)

Morris水迷宫由一个漆成乳白色的圆柱水池和一个可调节高度、可移动位置的透明有机玻璃站台组成。水池的直径为100 cm，高为60 cm，水池的水深为40 cm，站台直径8 cm。在水池的上缘等距离地设东、南、西、北4个标记点，作为动物进水池的入水点，以这4个入水点在水面与水池底部的投影点，将水体分成均等的4个象限，按实验要求，可以任意地将站台设置于某一象限的中间。

水池上空设一台摄像机，与监测电视、计算机相连。动物在水池中的全部活动情况可在监测电视看到，并利用计算机软件对其活动进行全程跟踪，在显示屏上显示整个活动轨迹。当设定的训练时间已到或者动物已爬上站台，计算机停止跟踪并记录下游泳轨迹，自动计算出动物在水池中所游过的路程、找到站台所需的时间即潜伏期、寻找站台所采取的策略和朝向错误角度（即动物躯体长轴所指的方向和动物入水点与站台连线间的夹角）。

测试前，先在水池里注入清水，然后加入溶有1 000 g新鲜奶粉的水溶液，使池水成为不透明的乳白色，再注入清水使水面高出站台2 cm，水温控制在（22±0.5）℃，并使计算机成功地跟踪动物的活动。测试在隔音的房间内进行，水池、日光灯、动物笼等各种物件的位置保持不变。主要程序如下：

（1）每只动物每天训练4次，每天分别从东、西、南、北4个入水点将动物面向水池壁轻轻放入水池，立即计时并记录动物找到站台的潜伏期、朝向错误角度和游泳轨迹。

（2）动物爬上站台后，让动物在站台上站立10 s。若动物在入水后60 s以内未能找到站台或者未能爬上站台，可以将动物放置于站台上站立10 s后，将动物从站台上拿下来，休息30～60 s以后，再进行下一次训练。

（3）从第7 d开始，可将站台位置转移到另一个象限中进行站台迁移实验，此时除继续描记动物的运动轨迹外，应记录动物入水后找到迁移后的站台的潜伏期以及动物在原来放置站台的象限所逗留的时间。正常动物在站台的原来位置搜索不到目标时，会很快离开那里，迅速转移方向，会在新的方位重新找到站台。

Morris水迷宫法是Morris于1982年首次提出的，现已在国际上广泛采用。该法操作简便可靠，利用计算机建立图像自动采集和分析系统，制成相应的直方图和运动轨迹图，研究者可对实验结果做进一步分析和讨论。在实验过程中动物的粪便、排泄物和分泌的外激素等对其他动物的测试成绩无明显影响，因为Morris水迷宫的水容量大。也有一些因素会影响实验结果，其中实验环境是一个十分重要的因素，如仪器、工作台、椅子、门窗和灯具等陈设的位置和研究者进行操作时所站立的位置都会影响结果，因为动物常常会利用实验室内固有的环境作为搜索目标的参照物。

4.八臂迷宫

八臂迷宫是1976年由Olton和Samuelson首先提出的，它采用的是一种食物奖励性的行为模式。常用的训练程序有2类：固定取食程序和插板延迟程序。固定取食程序是当动物学会到臂的末端取食后，固定在四臂放食，而另外四臂不放食，每天训练一次，记录每只动物进入放食臂和不放食臂的正确或错误次数。当动物学会到末端取食后，再经2周的训练即进行插板延迟训练，迷宫八臂末端均放食物，可随机选择四臂插板。