一、實驗原理
近半個世紀前,Kivy和Dember等人證明大鼠能辨別T-形迷宮(T-maze)兩臂顏色的變化。他們發現,將雄性大鼠置于T-形迷宮的主干臂 15-30min,讓其能看見、但不能進入黑白兩臂。然后,改變其中一個臂的顏色,使兩臂同為黑色或白色。讓大鼠自由選擇T-形臂。結果顯示,大鼠總是選擇改變了顏色的那個臂(新異臂)。這一過程要依靠動物的記憶來完成。由此發展而成的T-形迷宮實驗成為目前用于評價空間記憶的最常用的動物模型之一。當然,現在的T-形迷宮使用的是食物而不是臂的顏色作為動物探究的動力。通常用這一模型來研究動物的空間工作記憶(spatial working memory),即測定動物只在當前操作期間有用的信息。經改進后的T-形迷宮也可用來評價參考記憶(reference memory),即記錄在這一實驗中任何一天、任何一次的測試都有用的信息。安徽正華生物儀器設備有限公司生產的T迷宮是檢測嚙齒類動物空間工作記憶的一種經典行為學方法,與前額葉皮層功能相關。小鼠節食至原體重85%。
技術參數:
1、實驗總時間
2、活動總路程
3、左臂進入次數
4、右臂進入次數
5、左臂潛伏期(從主臂進入左臂的時間)
6、右臂潛伏期(從主臂進入右臂的時間)
7、主臂滯留時間
8、主臂活動路程
1) 開放場有多種幾何圖形選擇,可方便勾畫出各種形狀的開放場;
2) 支持離線及在線實時分析,節省實驗時間和實驗人員
3) 軟件自動跟蹤分析,生成EXCEL文件,可在SPSS等統計分析軟件直接分析;(軟件同時自帶強大的分析功能,包含超過30多種統計檢驗)
4) 可以人工輔助記錄多達26種視頻軟件無法檢測的現象,如站立次數、理毛次數、糞粒,跳躍次數等
5) 視頻采集有原始錄像,保證試驗可查性;(軟件可以選擇保存原始錄像,也可以選擇不保存錄像以節省硬盤空間)
6) 實驗過程自動化,避免了人工觀察、計數引入的主觀誤差和對實驗動物的干擾;
實驗方法
①訓練前2 d,撫摸小鼠并將其放入T迷宮適應10 min,在迷宮兩臂碗里放入食物,待小鼠取食完畢后將其取出。
②訓練實驗:每一個trial包括兩個部分,即forced run和test run。forced run:任意選擇T迷宮的一臂,用木閘門將之關閉,小鼠只能進入一臂獲取食物。取食完畢,立即取出,用酒精清洗去除氣味。15 s后,撤去所有的閘門。Test run:兩臂全部打開,將小鼠放入開始臂中,若小鼠選擇未曾進入的臂,為正確選擇,給予食物獎勵;若重復進入相同的臂,則為錯誤選擇,不給予食物。每只動物每天進行4個trial,每次間隔15min,連續4 d,分別計算每天每組小鼠的正確率。當平均正確率都達到85%以上,訓練階段結束。T迷宮實驗方法
③測試實驗:延長forced run和test run之間的時間間隔至1min和3min,分別計算每組小鼠的正確率。
實驗方法如下:
(1)充分撫摸大鼠 每天1~2min,連續5~7d。由于大鼠沒有被剝奪進食,唯一對大鼠有驅動作用的是其探究迷宮的欲望。因此,動物必須對實驗者和實驗環境完全適應,沒有恐懼感。充分觸摸大鼠就顯得尤為重要。
(2)將大鼠放入T-形迷宮的主干臂;打開閘門,讓大鼠離開主干進入一個目標臂(四肢進入臂內)。
(3)將大鼠放回主干臂,限其在臂內一段時間(零倒數分鐘,但開始時設定5s比較合適)。
(4)將第2和第3步的操作重復9次,記錄進入每一臂的次數。對照大鼠在每一實驗間
期(共10次訓練)內應交替選擇兩目標臂。實驗結果表述為同一實驗間期內交替次數除以總的選擇次數。當使用藥物或相關腦區毀損等方法減弱記憶力時,這個比率下降。
(三) 注意事項
1.大鼠和小鼠具有良好的空間辨別功能,能很快學會并準確操作迷宮。因此,T-形迷宮和放射臂迷宮均被廣泛用于測試動物的空間記憶能力。T-形迷宮用于研究不同腦區對空間記憶的影響。它對某些腦結構,尤其是海馬的毀損作用敏感。此外,許多藥物或毒素都可增強或削弱動物在T-形迷宮的空間記憶。實驗所用的動物除大鼠和小鼠外,還包括豬、羊、烏龜和鴿子等。
2.動物選擇的準確性與兩次選擇之間的間隔及每一訓練間期內的選擇訓練次數等有關。正常動物經短時間的間隔(例如5s),其選擇準確性非常高。而經過極長時間的間隔(例如超過1h),其選擇接近隨機性操作。強迫選擇訓練后。如只給一次目標臂選擇,準確性通常很高。但是,如給予多次選擇,則選擇次數越多,準確性越差。
3.嚙齒類動物有單向偏愛的特性。這種單向偏愛與動物種屬和品系有關。例如,C57BL/6J小鼠、ICR小鼠和Purdue-Wistar大鼠更偏愛左側,而Spague-Dawley大鼠和Wistar大鼠更偏愛右側。研究表明,超過2/3的雄性Spague-Dawley大鼠偏愛右側,而偏愛左側的不到1/5。這種單向偏愛可影響對動物學習記憶的評價。
4.主干臂的閘門是T-形迷宮的重要特征。它既可用于在兩次選擇之間將動物限制在起始箱內一定的時間,也可防止動物在兩次選擇訓練之間探究迷宮。因此,兩次選擇訓練之間應將動物迅速放回主干臂內的起始箱。這一點很重要,它可確保動物不會去探究對側目標臂。
5.當動物對迷宮或實驗者的應激恐懼超過其對探究和覓食的渴望程度時,動物對迷宮的探究減少,甚至呆在迷宮某處不動而不去探究迷宮。這種恐懼表現為動物在迷宮內排便和排尿;當抓它時,動物還會發出尖叫聲。因此,足夠的應激適應是必要的。否則,如果動物在迷宮內不進行臂的選擇,就無從得知它的記憶力是正常還是減弱。