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T形迷宫实验的方法步骤

2020.6.16

一、实验原理

近半个世纪前,Kivy和Dember等人证明大鼠能辨别T-形迷宫(T-maze)两臂颜色的变化。他们发现,将雄性大鼠置于T-形迷宫的主干臂 15-30min,让其能看见、但不能进入黑白两臂。然后,改变其中一个臂的颜色,使两臂同为黑色或白色。让大鼠自由选择T-形臂。结果显示,大鼠总是选择改变了颜色的那个臂(新异臂)。这一过程要依靠动物的记忆来完成。由此发展而成的T-形迷宫实验成为目前用于评价空间记忆的最常用的动物模型之一。当然,现在的T-形迷宫使用的是食物而不是臂的颜色作为动物探究的动力。通常用这一模型来研究动物的空间工作记忆(spatial working memory),即测定动物只在当前操作期间有用的信息。经改进后的T-形迷宫也可用来评价参考记忆(reference memory),即记录在这一实验中任何一天、任何一次的测试都有用的信息。安徽正华生物仪器设备有限公司生产的T迷宫是检测啮齿类动物空间工作记忆的一种经典行为学方法,与前额叶皮层功能相关。小鼠节食至原体重85%。

技术参数:

1、实验总时间

2、活动总路程

3、左臂进入次数

4、右臂进入次数

5、左臂潜伏期(从主臂进入左臂的时间)

6、右臂潜伏期(从主臂进入右臂的时间)

7、主臂滞留时间

8、主臂活动路程

1)   开放场有多种几何图形选择,可方便勾画出各种形状的开放场;

2)   支持离线及在线实时分析,节省实验时间和实验人员

3)   软件自动跟踪分析,生成EXCEL文件,可在SPSS等统计分析软件直接分析;(软件同时自带强大的分析功能,包含超过30多种统计检验)

4)   可以人工辅助记录多达26种视频软件无法检测的现象,如站立次数、理毛次数、粪粒,跳跃次数等

5)   视频采集有原始录像,保证试验可查性;(软件可以选择保存原始录像,也可以选择不保存录像以节省硬盘空间)

6)   实验过程自动化,避免了人工观察、计数引入的主观误差和对实验动物的干扰;

实验方法

①训练前2 d,抚摸小鼠并将其放入T迷宫适应10 min,在迷宫两臂碗里放入食物,待小鼠取食完毕后将其取出。

②训练实验:每一个trial包括两个部分,即forced run和test run。forced run:任意选择T迷宫的一臂,用木闸门将之关闭,小鼠只能进入一臂获取食物。取食完毕,立即取出,用酒精清洗去除气味。15 s后,撤去所有的闸门。Test run:两臂全部打开,将小鼠放入开始臂中,若小鼠选择未曾进入的臂,为正确选择,给予食物奖励;若重复进入相同的臂,则为错误选择,不给予食物。每只动物每天进行4个trial,每次间隔15min,连续4 d,分别计算每天每组小鼠的正确率。当平均正确率都达到85%以上,训练阶段结束。T迷宫实验方法

③测试实验:延长forced run和test run之间的时间间隔至1min和3min,分别计算每组小鼠的正确率。

实验方法如下:

(1)充分抚摸大鼠 每天1~2min,连续5~7d。由于大鼠没有被剥夺进食,唯一对大鼠有驱动作用的是其探究迷宫的欲望。因此,动物必须对实验者和实验环境完全适应,没有恐惧感。充分触摸大鼠就显得尤为重要。

(2)将大鼠放入T-形迷宫的主干臂;打开闸门,让大鼠离开主干进入一个目标臂(四肢进入臂内)。

(3)将大鼠放回主干臂,限其在臂内一段时间(零倒数分钟,但开始时设定5s比较合适)。

(4)将第2和第3步的操作重复9次,记录进入每一臂的次数。对照大鼠在每一实验间

期(共10次训练)内应交替选择两目标臂。实验结果表述为同一实验间期内交替次数除以总的选择次数。当使用药物或相关脑区毁损等方法减弱记忆力时,这个比率下降。

(三) 注意事项

1.大鼠和小鼠具有良好的空间辨别功能,能很快学会并准确操作迷宫。因此,T-形迷宫和放射臂迷宫均被广泛用于测试动物的空间记忆能力。T-形迷宫用于研究不同脑区对空间记忆的影响。它对某些脑结构,尤其是海马的毁损作用敏感。此外,许多药物或毒素都可增强或削弱动物在T-形迷宫的空间记忆。实验所用的动物除大鼠和小鼠外,还包括猪、羊、乌龟和鸽子等。

2.动物选择的准确性与两次选择之间的间隔及每一训练间期内的选择训练次数等有关。正常动物经短时间的间隔(例如5s),其选择准确性非常高。而经过极长时间的间隔(例如超过1h),其选择接近随机性操作。强迫选择训练后。如只给一次目标臂选择,准确性通常很高。但是,如给予多次选择,则选择次数越多,准确性越差。

3.啮齿类动物有单向偏爱的特性。这种单向偏爱与动物种属和品系有关。例如,C57BL/6J小鼠、ICR小鼠和Purdue-Wistar大鼠更偏爱左侧,而Spague-Dawley大鼠和Wistar大鼠更偏爱右侧。研究表明,超过2/3的雄性Spague-Dawley大鼠偏爱右侧,而偏爱左侧的不到1/5。这种单向偏爱可影响对动物学习记忆的评价。

4.主干臂的闸门是T-形迷宫的重要特征。它既可用于在两次选择之间将动物限制在起始箱内一定的时间,也可防止动物在两次选择训练之间探究迷宫。因此,两次选择训练之间应将动物迅速放回主干臂内的起始箱。这一点很重要,它可确保动物不会去探究对侧目标臂。

5.当动物对迷宫或实验者的应激恐惧超过其对探究和觅食的渴望程度时,动物对迷宫的探究减少,甚至呆在迷宫某处不动而不去探究迷宫。这种恐惧表现为动物在迷宫内排便和排尿;当抓它时,动物还会发出尖叫声。因此,足够的应激适应是必要的。否则,如果动物在迷宫内不进行臂的选择,就无从得知它的记忆力是正常还是减弱。


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