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Morris水迷宮

Morris水迷宮

更新時間:2023-11-20

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簡要描述:
Morris水迷宮(Morris water maze, MWM)實驗是一種強迫實驗動物(大鼠、小鼠)游泳,學習尋找隱藏在水中平臺的一種實驗,主要用于測試實驗動物對空間位置感和方向感(空間定位)的學習記 憶能力。被廣泛應用于學習記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老、新藥開發/篩選/評價、藥理學、毒理學、預防醫學、神經生物學、動物心理學及行為生物學等多個學科的科學研究和計算機輔助教學等領域

一、Morris水迷宮分析系統實驗介紹  

Morris水迷宮(Morriswatermaze,MWM)實驗是一種強迫實驗動物(大鼠、小鼠)游泳,學習尋找隱藏在水中平臺的一種實驗,主要用于測試實驗動物對空間位置感和方向感(空間定位)的學習記憶能力。被廣泛應用于學習記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老、新藥開發/篩選/評價、藥理學、毒理學、預防醫學、神經生物學、動物心理學及行為生物學等多個學科的科學研究和計算機輔助教學等領域,在世界上已經得到廣泛地認可,是醫學院校開展行為學研究尤其是學習與記憶研究的經典實驗。

二、技術規格

1.采用AcrylonitrileButadieneStyrene,High-densityfoam,Wavecrestsponge,聚甲基丙烯酸甲酯板、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等材質制作,無毒無氣味,拆卸方便,易清洗。

2.具有輸入模塊(觸摸屏或鍵盤或啟動開關、無線遙控等)、輸出模塊(顯示屏、指示燈等),實驗人員可進行不同通道異步啟動及異步結束等復雜操作及方便監測,減少人力并提高了實驗精度。

3.采用采用SDK3000,sdk2000或USB視頻采集,可接筆記本電腦及臺式電腦,采用InterVideo5.0編碼AVI微損壓縮,640×480分辨率下1GB/h,320×240分辨率下350MB/h

4.攝像機系統采用1/3"SONYSuperHADCCD圖像傳感器,下限照度:0.1Lux/F1.2,型號VC-123或VC-526D

5.可在星光條件下進行視頻分析,對動物的干擾更小采用開放式、模塊化設計,系統可擴展性強,可外接其他的分析模

6.可升級具備無線WIFI通信數據交換功能

7.水池帶輪子,可隨意移動位置

8.帶水溫攪拌泵,溫度可均勻擴展.

9.水池四個象限有不同符號的導航標識

10.具備溫度控制器,參數如下:

u含藍色液晶屏,實時顯示水溫和并根據設定溫度進行恒溫控制

u具備防觸電跳閘系統,保護人和動物安全

u電源電壓:220V±10%~50HZ,負載電流:16A,

u溫設范圍:5~85℃,溫控容差:±1℃,溫度校正范圍:±9℃

u過熱保護溫度:出廠設置為40℃(可調),自動防凍功能:出廠設置為8℃(可調)

三、軟件介紹

1.采用實驗用戶與訪客登錄設計,實驗用戶實驗均需輸入密碼方可進入用戶可設置彼此獨立的實驗數據文件,實驗數據資料便于儲存管理;

2.軟件支持RadioPowerOn功能

3.具有多事件標記器,在處理時可人工修正軌跡誤差,具有軌跡跟蹤、事件記錄及活動記錄三種記錄方式

4.采用先進的ImageDenoising、VACA、subtraction、Binarizationalgorithm、Edgemeasurement等技術,確保實驗數據穩定可靠

5.多時段分析,可對不同組間動物的不同時段的實驗結果進行分段比較,便于觀測藥效。

6.自定義實驗名稱、分組、動物編號及實驗層次。軟件可設置對實驗訓練方法提供每組一只、按組依次等多種實驗訓練方法,按預設值自動進行快速、多動物量的實驗。同時除了提供單次錄像外,還提供批量錄像功能可快速簡化提高實驗效率。

7.軌跡點坐標序列數據和指標結果可導入到Excel,并進行直方圖\曲線\軌跡的處理,便于用戶在SPSS、SAS等生物分析統計軟件中作進一步分析處理

8.面向科研和計算機輔助教學(CAI),能夠記錄原始的視頻圖像提供完整的實驗數據庫功能,作為研究的真實記錄和今后進行教學演示的素材

四、實驗指標

l結果參數:總時間、總路程、平均速度,上臺前時間(潛伏期)、路程、平均速度,各象*、路程,站臺周邊四個區時間、路程,水池中央區時間、路程,水池周邊區時間、路程,初始角,穿越平臺次數,上臺情況總結,四象限活動百分比(第一象限活動路程、第一象限活動時間、第二象限活動路程、第二象限活動時間、第三象限活動路程、第三象限活動時間、第四象限活動路程、第四象限活動時間),上臺前速度、中心活動路程、中心活動時間、周圍活動路程、周圍活動時間、站臺周圍范圍I活動路程、站臺周圍范圍I活動時間、站臺周圍范圍II活動路程、站臺周圍范圍II活動時間、站臺周圍范圍III活動路程、站臺周圍范圍III活動時間、站臺周圍范圍IV活動路程、站臺周圍范圍IV活動時間、站臺穿越次數等50個指標和軌跡圖,可參數化設置的探索策略軟件自動判別。

五、實驗范例

1.獲得性訓練(Acquisitionphase)

1)實驗裝置通常放置在安靜寬敞的房間內,可在墻壁上懸掛一些圓形、三角形等物體作為動物的視覺線索(visualcues)。在設備周圍拉上黑色圍簾以阻隔實驗者和受試動物。將實驗裝置分為4個象限,內注入自來水,水高23cm,水溫保持在25±1.0°C;于其中一象限中心置一有機玻璃制圓形平臺,高度可調節,直徑10cm(大鼠)或5cm(小鼠)。,位于水面下1.5-2cm(大鼠)或1–1.5cm,并根據所采用的動物毛色利用在水中加奶粉(黑色小鼠)或者用墨汁將池水染黑(白色大鼠)增強動物和周圍環境的對比度,并隱藏站臺。下面以大鼠為例簡單介紹水迷宮實驗。

2)參照學習實驗(cuedlearningtest):在水迷宮定位航行實驗前,需要進行參照學習實驗,檢測不同組大鼠游泳能力、視覺狀態的差異。將平臺升出水面約1.5-2cm;大鼠從任一隨即象限入水其尋找平臺,找到平臺后在平臺上休息30s,然后用同樣實驗方法立即開始下一次測試,測量找到平臺所需要的時間。

3)定位航行實驗、(NavigationTest):將大鼠隨機地頭朝池壁按東北、西北、東南、西南4個入水點輕輕放入水池中。每次試驗每只大鼠多游泳90s,讓其找到水中隱藏的平臺。記錄大鼠自入水至找到平臺四肢爬上平臺所需的時間,作為逃避潛伏期。大鼠爬上平臺后,讓其停留30s;若入水后給定時間內未能找到平臺或未能爬上平臺,則將時間記錄為90s,并且將其人為放置于平臺上30s,然后從平臺上取下休息30s,再進行下一次訓練。按此方法每只動物每天訓練4次,連續訓練4-6天。

4)統計學處理:對于定位航行實驗,將每只動物每一天四次檢測時找到平臺所需時間和游泳距離取均值,使用SPSS軟件,數據采用two-repeatedANOVA分析;對于空間探索實驗,將每次動物兩次測試成績分別取均值,不同動物組間采用one-wayANOVA分析;對于參照學習實驗,將每只動物的四次檢測成績取均值,組間采用one-wayANOVA分析。

3.對位訓練(reveralphase)

測定動物的工作記憶(workingmemory)。探查訓練結束后的第二天,開始維持4天的對位訓練。將平臺放在原先平臺所在象限的對側象限,方法與獲得性訓練相同。每天訓練4次。每次記錄找到平臺的時間和游泳距離以及游泳速度。

4.對位探查訓練(probetrial2)

末次一次對位訓練的第二天進行。方法與上述探查訓練類似。記錄動物60s內動物在目標象限(平臺二次所在區)所花時間和進入該區的次數。

注意事項

1、對比食物驅動的模型(如放射臂迷宮),水迷宮實驗的優點在于,動物具有更大的、逃離水環境的動機。而且不必禁食,特別適合老年動物的測試。加上它對衰老引起的記憶減弱尤其敏感,因此,水迷宮常用于老年動物記憶的研究。

2、如用小鼠,除游泳池尺寸約為大鼠的50%以外,平臺直徑也較少(187.5px)。實驗方法與大鼠類似,但訓練周期較短。一般獲得性訓練3天共訓16次(第一天4次,后兩天每天6次;兩次訓練之間的間隔5~10min,第四天為探查訓練,第五、六天為對位訓練,每天訓練六次,第七天為第二次探查訓練。

3、如用肉眼觀察,在所有試驗過程中試驗著始終坐在同一位置,距離泳池近的邊緣約1500px。

4、每天在固定時間測試。操作輕柔,避免不必要的應激刺激。

5、當與其他同類實驗相比較時,要注意到動物的性別、品系、泳池的尺寸和水溫等多種因素對實驗結果的影響。此外,當以游泳速度作為觀察指標時,要考慮到動物的體重、年齡以及骨骼肌發育狀況等對游泳速度可能造成影響。

6、用老年動物進行實驗時,應確認動物的游泳能力和視力不因年齡增大而影響行為操作。其方法如下:將平臺露出水面以使動物能夠看見平臺。動物放入泳池后如毫無困難地直接游向平臺,說明動物的游泳能力和視力均正常,可以開始實驗。

7、游泳對動物是一個較大的應激刺激,可引起神經內分泌的變化。這些變化可能對實驗結果造成干擾。對老年動物,嚴重時可誘發心血管疾病而導致卒中甚至死亡。因此,必要時可將動物多次放入泳池或適當延長其游泳時間以增加動物對游泳的適應能力。

8、當用牛奶或奶粉攪渾泳池的水時,要定期換水以免水腐壞變質;如用白漆達到同樣目的時,必須確保白漆對動物沒有毒性。


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