水迷宫实验在学习记忆相关疾病和药物研究中的应用及其影响因素

Morris水迷宫实验是研究与评价啮齿类动物学习与记忆能力的经典方法,目前被广泛地应用于心理和神经系统退行性疾病及相关药物的研究中。随着人类寿命的延长和社会老龄化问题的日益凸显,学习记忆类研究将会受到更多关注。本文就水迷宫实验在学习记忆相关疾病研究和新药研发方面的啮齿类动物模型中的应用进展以及动物年龄、性别和种属对水迷宫实验的影响作一综述,以期为相关研究提供参考。

高架﹢/〇迷宫实验:经典状态焦虑动物模型相关性研究

目的探讨高架﹢迷宫实验(elevated plus maze,EPM)与高架〇迷宫实验(elevated zero maze,EZM)作为经典状态焦虑动物模型的相关性。方法昆明小鼠(4周龄,♂/♀)依次进行EPM、EZM,实验间隔1周,采用摄像系统记录5min行为变化,包括进入时间及进入次数;最终纳入实验参数有:开臂区进入时间百分率(Otime%)和两臂区进入总次数(Entries);采用描述性分析、聚类分析、因子分析、相关分析及一致性检验进行EPM与EZM行为模式、结构维度及相关性研究。结果t检验结果显示,与EPM相比,EZM Otime%(♂/♀/♂+♀)均降低,而Entries(♂/♂+♀)均升高,且差异有统计学意义;Fiedman检验结果显示,EPM/EZM实验参数Otime%(♂/♀/♂+♀)、Entries(♂/♀/♂+♀)重复测量片段间差异均有统计学意义;Wilcoxon检验结果显示,与EPM相比,EZM Otime%在1st min(♂/♀/♂+♀)、2nd min(♂/♀/♂+♀)、3rd min(♀/♂+♀)均降低,而Entries在1st min(♂/♂+♀)、4th min(♂/♀/♂+♀)、5th min(♂+♀)均升高,且差异有统计学意义。聚类分析结果显示,EPM/EZM实验参数可分组为EPM类和EZM类(♂/♀/♂+♀)。因子分析结果显示,EPM/EZM实验参数可提取为EPM因子和EZM因子(♂/♀/♂+♀)。相关分析结果显示,EPM和EZM实验参数Otime、Entries均具有一般或者较差相关性(♂/♀/♂+♀)。一致性检验结果显示,EPM和EZM实验参数Otime%(♂/♀/♂+♀)具有一般一致性。结论尽管EPM/EZM作为状态焦虑动物模型具有相类似内在原理,但是因为其外在环境(结构)差异性,导致EPM/EZM具有不同行为模式,分属不同结构维度,且仅具有一般相关性和一致性,而稳定性实验参数则首选Otime%。

避暗及迷宫实验研究锌缺乏及锌过量对大鼠学习记忆的影响

通过建立缺锌（ｚｉｎｃｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＺＤ）、过量锌（ｚｉｎｃｅｘｃｅｓｓ，ＺＥ）、常锌（ｚｉｎｃｎｏｒｍａｌ，ＺＮ）大鼠模型，采用了暗环境被动回避及信号方位迷宫法观察了生物体内缺锌及过量锌对大鼠学习记忆的影响。结果：ＺＤ及ＺＥ大鼠学习完成速度慢于ＺＮ鼠，记忆保持率亦明显低于ＺＮ鼠。本实验对我们以往的工作（锌对大鼠学习记忆影响的研究）补充了有价值的实验证据。

两种水迷宫实验对拟痴呆模型动物学习记忆功能测试的比较

目的采用两种水迷宫实验对拟痴呆动物学习记忆功能进行比较。方法将小鼠、大鼠各分为 :正常对照组、模型组及给药组。用通道式及Morris水迷宫对两种动物模型分别进行测试。结果两组动物模型与给药组比较 ,在通道式水迷宫中游出时间均无明显差异 ( P >0 .0 5 ) ,在Morris水迷宫测试中 ,两种动物模型 [小鼠 ( 99.3 19± 3 8.10 )s ;大鼠 ( 74.3 4± 41.64 )s]与双方特定的给药组 [匹拉西坦组( 63 .5 8± 48.2 6)s ;多奈哌齐组 ( 3 6.85± 3 6.5 9)s]比较均出现显著差异 (P <0 .0 5 )。结论通道式水迷宫和Morris水迷宫测试方法均能反映动物学习和记忆功能 ,而后者对于动物来讲学习过程较为简单 ,能够敏感地反映出动物的学习记忆功能。两种水迷宫最好结合使用 ,以得到客观的结果。

电针肾俞、膈俞、百会穴对拟血管性痴呆学习记忆障碍小鼠水迷宫实验的影响

目的 观察电针肾俞、膈俞、百会穴对拟血管性痴呆小鼠学习记忆障碍的影响。方法 复制脑缺血再灌注拟血管性痴呆小鼠模型 ,并电针肾俞、膈俞、百会穴 ,分别于术后 7天、15天、30天 ,与药物喜德镇对照 ,采用水迷宫法 ,记录游全程时间、错误次数。结果 造模导致了小鼠学习与记忆能力下降 ,表现为游全程时间延长 ,错误次数增加 ,且随着观察时间的延长 ,这种改变逐渐加重。电针和喜德镇均可使模型小鼠的游全程时间缩短 ,错误次数减少 ,但电针组于 7天和 30天时 ,成绩显著优于药物组。结论 电针肾俞、膈俞。

三十日龄Fmr1基因敲除小鼠的水迷宫实验观察

目的实验对30日龄的Fmr1基因敲除(KO)小鼠的经典Morris水迷宫实验进行观察。方法采用Morris水迷宫实验,测试1月龄KO小鼠与WT小鼠的学习记忆功能。水迷宫实验共训练4 d,记录每天的潜伏期与游泳轨迹,第5天去除平台,记录小鼠停留各象限的时间百分比。根据所获得的数据进行多因素方差分析处理。结果①空间航行实验第1天至第3天实验中KO鼠与WT鼠的潜伏期和穿越平台次数差异无统计学意义(P>0.05);在第4天实验中KO鼠的潜伏期和穿越平台次数比WT鼠差异有统计学意义(P<0.05)。②空间搜索实验4周龄WT鼠在目标象限停留时间比其它象限停留时间长;4周龄KO鼠在第二象限停留时间长。结论 30日龄KO小鼠存在认知功能障碍。

补充营养素对持续高+Gz作用后小鼠迷宫实验和某些生化指标的影响的初步观察(英文)

目的探讨膳食补充营养素可能对持续高 +Gz暴露后小鼠脑功能的影响 ,用迷宫实验评价脑功能状况。方法将小鼠分为对照组 (A组 ) ,+Gz暴露但不补充营养素组 (B组 )及 +Gz暴露并且补充营养素组(C组 )。每组 1 2只小鼠。A组不作 +Gz暴露 ,B组和C组 +1 0Gz暴露 8min。B组在 +Gz暴露前 3h以 0 .3ml蒸馏水灌胃。C组在 +Gz暴露前 1d饮用强化VitB6 的水 ,+Gz暴露前 3h以 0 .3ml混合氨基酸液灌胃。记录 3组动物的迷宫实验成绩。迷宫实验后立即摘眼球取血 ,测定氨基酸 ;断头取脑组织 ,制成组织匀浆 ,测定单胺类递质。结果 +Gz暴露后 ,与对照组相比B组迷宫实验的完成时间显著延长 ,错误次数增加 ,C组迷宫实验成绩有改善的趋势 ,即完成时间缩短 ,错误次数减少。与B组相比 ,C组小鼠脑组织中 5 羟色胺 (5 HT)与多巴胺 (DA)的比值显著下降。B组和C组脑内γ谷氨酰基转移酶 (GGT)活性显著增加。结论持续高 +Gz暴露显著降低小鼠迷宫实验成绩。膳食补充某些氨基酸和VitB6 有改善迷宫成绩的趋势 ,可能与小鼠脑组织中 5

用水迷宫实验检测甲醛对小鼠的神经毒性

目的为了探讨环境污染物甲醛的神经毒性。方法采用浓度为10.0mg/kg的液态甲醛和生理盐水对小鼠进行腹腔注射式染毒,随后进行Morris水迷宫实验(游泳训练)。结果实验显示,10.0mg/kg甲醛染毒组与对照组实验结果之间有显著差异。结论提示较高浓度的甲醛可能对哺乳动物具有一定的神经毒性。

补脾益气中药对脾气虚痴呆大鼠水迷宫实验、白介素1、白介素6影响随机平行对照研究

[目的]观测补脾益气中药对脾气虚痴呆大鼠水迷宫实验、血清白介素1、白介素6影响。[方法]使用随机平行对照方法,将32只SPF级SD大鼠按随机数字表分为4组,空白组,痴呆模型组、脾气虚痴呆组,补脾益气组,8只/组。使用饮食不节加劳倦伤脾复合因素方法复制脾气虚模型,实验第1d,脾气虚痴呆组和补脾益气组大鼠单日游泳至耐力极限,禁食饲料,喂饲甘蓝（20~30g/只）;双日喂饲猪油脂每只2mL/100g;连续15d。在此基础上使用氧化铝痴呆造模方法建立氧化铝痴呆模型,脾气虚模型造模同时,痴呆模型组、脾气虚痴呆组,补睥益气组均灌服氧化铝500mg/kg,1次/d,连续90d。灌胃干预,补脾益气组：实验16d开始,补脾益气中药（人参、白术各20g,黄芪40g,当归20g,升麻6g,柴胡、橘皮各12g,甘草6g）,1.5mL/100g,连续75d;其他各组等量生理盐水。检测水迷宫学习记忆能力（定位航行时间,Morris水迷宫实验）、血清IL-1、IL-6（酶联免疫法）。[结果]实验第15d（造模15d）,脾气虚痴呆组和补脾益气组大鼠表现为倦怠、懒动、蜷缩聚堆、眯眼、弓背,粪便时干时软,偶有便溏,食量与饮水量均减少,脾虚模型复制成功。实验第95d水迷宫学习记忆能力定位航行时间痴呆模型组、脾气虚痴呆组、补脾益气组均明显高于空白组（P〈0.01）,脾气虚痴呆组明显高于痴呆模型组（P〈0.01）,补脾益气组明显低于痴呆模型组和脾气虚痴呆组（P〈0.01）。实验第96d血清IL-1、IL-6痴呆模型组、脾气虚痴呆组、补脾益气组均明显高于空白组（P〈0.01）,睥气虚痴呆组明显高于痴呆模型组（P〈0.01）;补脾益气组明显低于痴呆模型组和脾气虚痴呆组（P〈0.01）。[结论]补脾益气中药可提升脾气虚痴呆大鼠水迷宫实验学习记忆能力（定位航行时间）、降低血清白介素1、白介素6。

基于USB摄像头的通用Morris水迷宫实验系统

本文首先阐述了当前水迷宫的应用范围和使用条件,设计了一个低成本与通用性比较强的新型水迷宫系统。该系统以PC机为处理核心、USB摄像头监控,不需要特别的视频采集与运算硬件且不拘泥于特定水池条件。水池中道具放置与区间分割可以根据实验者自行设计,只要在软件部分加以与水池对应的标记即可。识别算法采用差影法与4邻域连通区域标记相结合,并对差影法进行改进,建立起一个新型的运动检测模型。最终,得到的追踪与记录实验动物(老鼠)的速度可以达到24帧/秒。该系统提供了丰富的参数设定,并具有对在摄像头范围内任意点和任意区间进行参数分析与轨迹提取的功能。实验结果可以保存为Excel文件做进一步的分析。

Morris水迷宫实验测试谷氨酸功能低下精神分裂症小鼠模型认知障碍的相关研究

目的探讨Morris水迷宫传统实验方案在验证谷氨酸功能低下精神分裂症小鼠模型认知障碍中的作用。方法该研究于2016年9月—2017年9月在重庆国家生物产业基地实验动物中心选取雄性小鼠(8周龄)48只,随机分为地卓西平马来酸盐(Dizocilpine,MK-801)慢性给药Ⅰ组(0.25 mg/kg)、Ⅱ组(0.5 mg/kg)、Ⅲ组(1 mg/kg)和对照组,每组12只,观察每组小鼠的定位航行及空间探索情况。结果定位航行:各组小鼠逃避潜伏期均随训练天数的增加而下降,训练第1天4组小鼠逃避潜伏期分别为(42.24±11.06)s、(47.06±12.90)s、(43.88±11.36)s、(40.47±12.03)s,而第6天下降为(7.73±3.79)s、(7.44±3.02)s、(6.43±1.93)s、(9.06±8.04)s,但各组间动物的逃避潜伏期差异无统计学意义(F=0.761,P=0.522);两两比较:训练第3天,1 mg/kg MK-801剂量组小鼠逃避潜伏期(21.60±18.42)s显著高于对照组小鼠(11.34±5.85)s(F=127.361,P<0.001);空间探索:各组小鼠间穿台次数、目标象限停留时间、平均游泳速度及游泳总路程差异无统计学意义。结论 Morris水迷宫传统实验设计不易评估MK-801(NMDA受体阻断)诱导的谷氨酸功能低下精神分裂症小鼠模型的认知障碍。

亚临床甲状腺功能异常对小鼠Morris水迷宫实验中学习记忆行为的影响

目的建立亚临床甲状腺功能亢进和减退2种不同甲状腺功能状态的小鼠模型,并明确亚临床甲状腺功能水平不同对小鼠Morris水迷宫实验中学习记忆行为的影响。方法选取30只Balb/C雄性小鼠,周龄5~6周,适应性饲养1周后,随机分为亚甲亢组、亚甲减组和对照组,每组10只。经高、低剂量摸索后确定造模用药剂量。观察3组小鼠对声、光等外界刺激的反应。3周后行Morris水迷宫实验,对比分析3组小鼠行为学差异。同时采集血清标本验证是否造模成功。结果亚甲亢组小鼠每日给予腹腔注射优甲乐25μg/100 g鼠重,亚甲减组每日给予小鼠腹腔注射甲巯咪唑(MMI)1.5 mg/100g鼠重,对照组常规喂养。亚甲亢组促甲状腺激素(TSH)为(0.27±0.09)mU/L,亚甲减组TSH为(3.15±0.68)mU/L,对照组TSH为(1.01±0.16)mU/L,3组差异有统计学意义(P<0.01),三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)差异无统计学意义(P>0.05)。3组小鼠天冬氨酸转氨酶(AST)和丙氨酸转氨酶(ALT)水平差异无统计学意义(P>0.05)。定位航行实验,与对照组相比,亚甲亢组每日逃避潜伏期明显缩短(P<0.05),分别为(68±29)s、(51±36)s、(41±39)s、(38±41)s,而亚甲减组差异无统计学意义(P>0.05)。空间探索实验,亚甲亢组目标象限路程比为(29±16)%,亚甲减组为(14±11)%,对照组为(15±11)%,亚甲亢组目标象限时间比为(33±20)%,亚甲减组为(15±14)%,对照组为(17±12)%,亚甲亢组穿台次数为2.0(1.75,3.0)次,亚甲减组为1.0(0,1.0)次,对照组为1.0(0.75,1.0)次。亚甲亢组3组指标均显著高于对照组(P<0.05),而亚甲减组差异无统计学意义(P>0.05)。3组平均速度差异无统计学意义(P>0.05)。结论运用优甲乐和甲巯咪唑腹腔注射的方法可成功建立亚甲亢和亚甲减小鼠动物模型。通过Morris水迷宫实验发现亚甲亢组小鼠的空间学习、记忆能力比对照组小鼠增强,而亚甲减组小鼠无明显差异。

多次吸入七氟醚对幼鼠学习记忆的影响实验研究

目的:探讨多次吸入七氟醚对幼鼠学习记忆能力的影响。方法:将21 d幼鼠分为四组,每组10只。A组不吸入七氟醚;B组吸入3%七氟醚2 h;C组吸入3%七氟醚2 h,每周1次,共2次;D组吸入3%七氟醚2 h,每周1次,共3次。采用Morris水迷宫实验检测幼鼠学习记忆能力的变化。采用比色法检测脑海马组织胆碱酯酶(AchE)活性和一氧化氮合酶(NOS)含量的变化。采用Western blot检测海马组织中凋亡相关因子半胱氨酸蛋白酶-3(Capase-3)和B淋巴细胞瘤-2(Bcl-2)的表达。结果:随着吸入七氟醚次数增加,幼鼠找到平台的潜伏期越长,穿越平台次数和停留时间越短(均P<0.05);幼鼠海马组织NOS含量逐渐降低,AChE活性逐渐升高(均P<0.05);幼鼠海马组织中Capase-3蛋白表达逐渐增加,Bcl-2蛋白表达逐渐减少。结论:吸入七氟醚次数增加会损伤新生幼鼠对学习记忆的能力。

应用Morris水迷宫实验评估银屑病对小鼠模型认知功能的影响

目的通过Morris水迷宫实验评估银屑病对小鼠空间学习和记忆功能的影响.方法10月龄雄性健康C57BL/6J小鼠20只,根据随机数字表法随机等分为对照组和银屑病组.银屑病组背部外用5%咪喹莫特乳膏,对照组背部外用凡士林,均每日1次,连续1周.建模成功后,应用Morris水迷宫实验评价两组小鼠空间学习和记忆能力.结果在定位航行实验中,银屑病组逃逸潜伏期[(38.24±13.59)s]明显长于对照组[(14.28±3.80)s],t=5.37,P<0.01.空间探索实验中,银屑病组平台穿越次数(1.70±0.95)明显低于对照组(5.00±1.76),t=5.21,P<0.01,平台象限停留时间(t=2.80,P<0.05)及平台象限游程(t=5.74,P<0.01)均显著低于对照组;银屑病组在第二象限游程较对照组降低(t=2.49,P<0.05),但在第四象限停留时间较对照组延长(t=2.46,P<0.05),在其他象限停留时间及游程两组间差异均无统计学意义(P>0.05).结论银屑病小鼠模型空间学习和记忆功能发生障碍.

Morris水迷宫实验影响因素的研究进展

20世纪80年代初，Morris发明了水迷宫（Morris water maze，MWM）这种测量空间学习和记忆能力的实验方法，可用来评估啮齿动物由于衰老、药物和外伤等因素所造成的影响，并且该装置的使用简便易学，目前已被认为是此类研究的经典程序。其方法看似简单，但实验结果实则易受诸多因素的影响。为此，本文总结国内外的相关文献，从实验动物、环境和仪器设备、实验过程以及统计方法等几方面对水迷宫实验的影响进行一系统归纳和整理，以期对该法的科学应用有所裨益。

浅谈“能力风暴机器人”认识之我见——以“能力风暴个人机器人”走迷宫实验为例

国务院印发的《全民科学素质行动计划纲要(2006-2010-2020年)》指出:'科学素质是公民素质的重要组成部分。提高公民科学素质,对于增强公民获取和运用科技知识的能力、改善生活质量、实现全面发展,对于提高国家自主创新能力、建设创新型国家、实现经济社会全面协调可持续发展、构建社会主义和谐社会,都具有十分重要的意义。'因此。

陈皮提取物对APP/PS-1双转基因阿尔茨海默病小鼠学习记忆功能的影响

目的探讨陈皮提取物对APP/PS-1双转基因阿尔茨海默病(AD)小鼠学习记忆功能的影响.方法选用APP/PS-1双转基因AD小鼠16只,随机分为模型对照组和供试品组,8只/组,另取8只C57小鼠为正常对照组,正常对照组和模型对照组分别灌胃等量的生理盐水,供试品组灌胃陈皮提取物的生理盐水溶解液,灌胃体积为10mL/kg,1次/d,连续18d.第11天到第16天,进行Morris水迷宫的定位航行实验及空间探索实验.第17天到第18天,进行5min避暗实验.结果在Morris水迷宫实验中,与正常对照组比较,模型对照组定位航行第2天、第3天、第5天的潜伏期增加(P<0.05);与模型对照组比较,供试品组第5天的潜伏期降低(P<0.05).空间探索阶段,各组的目标象限路程百分比、时间百分比及站台穿越次数差异无统计学意义(P>0.05).在避暗实验中各组的错误潜伏期、错误次数及错误率差异均无统计学意义(P>0.05).结论陈皮提取物对APP/PS-1双转基因AD小鼠的空间学习、记忆能力有一定的改善作用.

丰富环境对局灶性脑梗死大鼠旷场和水迷宫行为学及Nogo-A蛋白表达的影响

目的探讨丰富环境对局灶性脑梗死大鼠运动功能、学习记忆及Nogo-A蛋白表达的影响。方法手术组予线栓法制作SD大鼠右侧大脑中动脉缺血模型,术后24 h随机分为丰富环境组和标准环境组,分别饲养于普通鼠笼及丰富环境鼠笼;另设假手术组,不线栓大脑中动脉,其余步骤与手术组相同。各组分别在术后7、14、28 d分别用旷场实验、水迷宫实验进行行为学分析。术后28 d行为学分析后取脑,行免疫组化观察各组Nogo-A阳性细胞表达情况。结果术后28 d丰富环境组的运动总路程[(4 360±854)cm]与标准环境组[(2 362±694)cm]比较,差异有统计学意义(P<0.001)。定位航行实验,丰富环境组在术后14、28 d的潜伏期[分别为(33.0±5.8)s、(24.5±3.1)s]与标准环境组[分别为(46.6±6.0)s、(35.6±4.7)s]比较,差异有统计学意义(P<0.001)。空间探索实验,丰富环境组在术后28 d的穿越平台次数[(6.6±1.9)次]与标准环境组[(3.2±1.5)次]比较,差异有统计学意义(P<0.001)。丰富环境组梗死灶周围Nogo-A阳性细胞数(86.7±6.7)与标准环境组(117.5±8.3)比较,差异有统计学意义(P<0.001)。结论丰富环境能促进脑梗死大鼠的运动能力、记忆力的恢复。丰富环境能降低脑梗死大鼠梗死灶周围Nogo-A蛋白表达,从而促进神经再生。