Morris水迷宫虚拟仿真实验的设计与实践

Morris水迷宫技术是神经科学领域中用来检测啮齿类动物空间认知能力的常用技术。结合脑立体定位注射和生物统计学技术,该技术可以方便地用来检测干扰因素对动物海马相关的空间学习与记忆能力的影响;结合相关科研成果和本科教学的需要,设计并开发了"水迷宫技术检测UCHL1对小鼠空间认知功能力的影响"的虚拟仿真实验教学资源,解决了脑立体定位注射技术和水迷宫技术因实验周期长、对实验场所要求高、操作难度大而难以在本科实验教学中推广的问题,有助于本科创新人才的培养。

Morris水迷宫检测大鼠记忆力方法的探讨

目的探求一种合理的检测大鼠记忆力的方法。方法连续4天对痴呆模型组大鼠和假手术组大鼠进行Morris水迷宫定位航行实验,每天训练4次,每次随机选择一个象限入水。实验数据采用SPSS10.0软件分析,然后对每天不同入水象限、每天4次不同次序之间成绩进行比较分析。结果通过对不同入水象限的比较,发现在平台象限入水,其逃避潜伏期较其他象限短,由远离平台的象限入水,其逃避潜伏期较其他象限长;从不同入水次序进行比较,发现逃避潜伏期会随着当天的训练次数的增加而缩短。结论第一次从远离目标的象限入水其成绩能更好地反映出大鼠记忆力。

重复Morris水迷宫训练提高大鼠空间学习能力却不影响空间记忆能力

采用每周一个周期的Morris水迷宫(MWM)训练(包括第1d的定位航行实验和第2d的空间探索实验),探讨重复MWM训练对大鼠空间学习、记忆能力的影响。在定位航行实验中,动物随机从不同象限连续入水5次以寻找隐藏站台,测量其上台潜伏期来评定其空间学习能力;在第二个训练日中,空间探索实验时撤去隐藏在靶象限的站台,计算大鼠在靶象限活动时间的百分比,评定大鼠的空间记忆能力。采用雄性SD大鼠20只,连续四周重复给予MWM定位航行和探索训练,分别评定大鼠空间学习和记忆能力。结果显示:随着训练次数的增加,动物的上台潜伏期逐渐缩短。同时,第一次的MWM训练能够提高大鼠的空间记忆能力,然而重复训练则轻微提高大鼠的空间记忆能力,但无统计学差异:在1、2、3、4周测得的靶象限内活动时间百分比分别为39.29%±1.62%,39.97%±2.34%,42.05%±2.32%,39.30%±1.64%。本实验结果提示:重复MWM定位航行能够增强动物的空间学习能力,但不影响动物的空间记忆能力。空间学习和记忆能力可能存在不同的形成机制。

基于小鼠Morris水迷宫和Y迷宫联合试验的多任务行为学测试研究

目的:通过观察小鼠Morris水迷宫和Y迷宫多任务联合试验与单独水迷宫或Y迷宫试验的结果差异,探讨两种记忆相关行为学试验之间是否存在相互干扰。方法:30只成年昆明小鼠随机分为单独水迷宫、单独Y迷宫和水迷宫+Y迷宫(简称联合组)三组。水迷宫试验记录小鼠寻找水下平台的逃避潜伏期、逃避距离、撤除平台后在目标象限内游泳时间和距离占全部时间与距离的百分比;Y迷宫试验记录小鼠在光-电刺激下逃往安全区的错误次数。结果:联合组与单独水迷宫组相比,小鼠逃避潜伏期、逃避距离以及目标象限内游泳所占的时间和距离百分比均无明显差异(P>0.05);联合组与单独Y迷宫组相比,第1和第2 d两组小鼠到达安全区的错误次数无明显差异,第3和第4 d联合组较单独组错误次数明显减少(P<0.05)。结论:两种行为学联合序贯试验对小鼠水迷宫空间学习记忆及第1至2 d Y迷宫工作记忆均不产生干扰;超过2 d的联合实验有助于增强小鼠Y迷宫工作记忆。因此,本研究为联合开展小鼠空间记忆和工作记忆研究提供了实验依据,提示合理地联合不同行为学实验将有助于提高实验效率、降低实验成本。

3种拟痴呆动物模型在Morris水迷宫行为学测试中学习记忆行为的差异

目的 Morris水迷宫实验是一种评价空间学习记忆能力的经典方法,是评价痴呆动物模型复制结果的客观指标。近年来痴呆动物模型已成为研究老年性痴呆的重要手段。文中评价3种常见拟痴呆动物模型在Morris水迷宫行为学测试中学习记忆行为的差异。方法分别使用SD大鼠、昆明种小鼠以及快速老化小鼠制备Aβ脑室注射致痴呆模型、东莨菪碱腹腔注射致记忆障碍模型、快速老化模型。采用Morris水迷宫行为学测试方法,将这3种模型通过与其相应的对照组比较,考察其行为学差异。结果东莨菪碱模型与快速老化模型逃避潜伏期时间短于相应对照组,其中以东莨菪碱模型差异尤为显著[(35.47±3.78)s vs(50.61±3.94)s,P<0.01];快速老化组模型与对照组差异有统计学意义[(17.39±4.71)s vs(33.79±7.81)s,P<0.05];Aβ致痴呆模型与其对照组比较,模型定位航行实验成绩差异无统计学意义(P>0.05)。结论东莨菪碱腹腔注射致记忆障碍模型较其他2种常用模型更为理想。Morris水迷宫行为学测试方法是一种评价拟痴呆动物的理想方法。

Morris水迷宫检测的记忆属性与方法学初探

Morris水迷宫是检测动物记忆水平的重要工具 ,结合应用Morris水迷宫开展对老年性痴呆防治研究的实践体会 ,探讨了Morris水迷宫所检测的记忆属性、检测程序和数据统计方法。提出在Morris水迷宫中检测到的可能是实验动物的一种长时的陈述性记忆 。

国内大鼠Morris水迷宫实验现状与分析

Morris水迷宫实验是评价动物学习记忆能力的经典行为学实验。分析近5年国内大鼠Morris水迷宫实验的现状,指出在实验方案和参数选择中所存在的问题,并结合国内情况和Nature Protocols推荐方案,提出了一套实验参考方案。

Morris圆形水迷宫的应用及其相关检测指标分析

Morris圆形水迷宫是判断实验动物学习记忆能力的重要仪器之一。目前国内运用Morris圆形水迷宫主要是研究疾病的相关模型评价和药物毒理,而研究中采用最多的指标则是定位航行实验的"逃避潜伏期"和空间探索实验的"跨越平台次数"。

Morris水迷宫训练对老年痴呆大鼠模型学习记忆能力及海马组织肿瘤坏死因子-α、超氧化物歧化酶、丙二醛水平的影响

目的观察Morris水迷宫训练对老年痴呆(AD)大鼠学习记忆能力及海马组织肿瘤坏死因子(TNF)-α、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)的影响。方法随机将32只SD雄性大鼠分为假手术组、模型组、Morris水迷宫短期训练组和Morris水迷宫长期训练组;以穹隆-海马伞切断建立痴呆大鼠模型;运用Morris水迷宫进行训练;采用跳台实验以及水迷宫实验测试大鼠的学习和记忆能力;采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定大鼠海马组织TNF-α的水平,比色法检测大鼠海马组织SOD活性和MDA含量。结果 Morris水迷宫训练后AD大鼠学习记忆能力显著提高(P<0.01);大鼠海马区TNF-α、MDA含量明显降低(P<0.05)、SOD含量明显升高(P<0.05)。结论 Morris水迷宫训练能明显改善大鼠的学习记忆能力,其机制可能与提高海马区SOD含量、降低TNF-α和MDA水平有关,而且水迷宫训练时间越长,恢复越明显。

ApoE基因敲除小鼠认知功能障碍的Morris水迷宫观察

目的:评估ApoE基因敲除(ApoE knockout,ApoEKO)小鼠的学习记忆功能。方法:采用经典Morris水迷宫,测试3月龄雄性ApoEKO小鼠与C57BL/6J小鼠,共训练7天,记录每天的潜伏期与游泳轨迹,分析小鼠在目的象限停留的时间;第8天去除平台,记录小鼠停留各象限的时间百分比。结果:所有小鼠的潜伏期都逐渐缩短,C57BL/6J小鼠获取隐藏平台位置的速度明显比ApoEKO小鼠快,在目的象限停留的时间也明显比ApoEKO小鼠长,但这仅表现在最初几天,最终二者的成绩日趋接近,第8天空间搜索实验结果二者差异无显著性意义。结论:水迷宫测试成绩显示ApoEKO小鼠存在认知功能障碍,主要表现在训练最初阶段,即获取信息阶段;给予足够的训练后,ApoEKO小鼠的表现能够达到正常C57BL/6J小鼠的水平。

Morris水迷宫实验设计的统计学方法探析

Morris水迷宫是检测动物记忆水平的重要工具,依据Morris水迷宫实验原理及相关检测指标的数据分类,结合对研究者实验设计、实验目的及实验数据的认识,采用相应的统计学方法分析,以期帮助研究者筛选最佳设计方案,精化实验数据、简化数据分析、优化实验结果。

电针对APP/PS1转基因AD鼠Morris水迷宫学习记忆及脑皮层Aβ水平的影响

目的:探讨电针对5月龄APP/PS1转基因AD模型鼠学习记忆行为学及脑皮层Aβ水平的影响。方法:20只APP/PS1转基因阳性雄鼠随机分为模型组、电针组,每组各10只,APP/PS1转基因阴性雄鼠10只为对照组,电针组针刺"百会"、"涌泉"后接电针仪,疏密波,每次针刺持续15 min,隔日1次;对照组、模型组以相同方法用鼠袋束缚15 min,隔日1次,3组都持续5周,以Morris水迷宫检测小鼠学习记忆能力,用免疫组化方法检测脑皮层Aβ1-40、Aβ1-42的表达。结果:3组间的逃避潜伏期差异有统计学意义(P<0.05),电针组与模型组之间的差异有统计学意义(P<0.05)。免疫组化电针组Aβ1-40、Aβ1-42的表达降低。结论:电针或许通过减少Aβ的生成来提高APP/PS1双转基因小鼠的学习记忆能力。

益消方对自发性糖尿病模型KKAy小鼠认知功能影响的Morris水迷宫观察

目的:探讨益消方对糖尿病KKAy小鼠学习记忆行为的影响。方法:24只雄性KKAy小鼠随机分为模型组及中药组,12只雄性C57BL/6J小鼠为正常组。中药组予以中药复方益消方灌服,模型组及正常组予灌服等量蒸馏水,在灌胃4周和8周后分别进行Morris水迷宫观察。采用Morris水迷宫图像自动采集和软件分析系统记录逃避潜伏期、游泳轨迹、圆台穿越次数、初始角度等。结果:定位航行试验中,与正常组比较,灌胃4周、8周后模型组逃避潜伏期均明显延长,差异有统计学意义(P <0. 05);灌胃8周后,中药组逃避潜伏期在训练第4、5天时与模型组比较明显缩短,差异有统计学意义(P <0. 05)。空间探索试验中,灌胃8周后模型组目标象限游泳时间占总时间百分比、圆台穿越次数较4周后有所减少,且与正常组及中药组差距增加,初始角度与正常组比较明显增加,差异有统计学意义(P <0. 05)。结果显示益消方缩短糖尿病动物模型小鼠逃避潜伏期,增加原圆台穿越次数及目标象限游泳时间。结论:益消方具有一定延缓糖尿病小鼠认知功能障碍发生进程的功效,改善其学习记忆行为。

Morris水迷宫指导大鼠痉挛性脑瘫模型构建与评价的实验研究

目的构建一种能确切反映脑性瘫痪发生后生理病理改变的动物模型,评价Morris水迷宫行为学试验对检测脑性瘫痪动物模型的适用性。方法随机将30只7日龄SD大鼠分为两组:脑瘫模型组20只,对照组10只。两组实验动物均给予行为学观察(不自主运动、悬吊、斜坡、倾斜板等试验与肌张力测定)及Morris水迷宫实验。结果不自主运动测试脑瘫模型组为(9.50±0.89)分,对照组为(10.00±0.00)分;悬吊测试中,脑瘫模型组与对照组的时间分别为(2.03±0.79)分和(4.15±0.67)分;斜坡测试中,脑瘫模型组与对照组的时间分别为(11.25±1.21)秒和(4.35±0.93)秒;肌张力测试脑瘫模型组为(7.80±0.62)分,对照组为(10.00±0.00)分,以上各试验结果两组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。在倾斜板试验中,脑瘫模型组均出现阳性表现,对照组无阳性反应。Morris水迷宫实验中,脑瘫模型组的逃避潜伏期在各个时间点的差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 7日龄新生大鼠单侧颈总动脉结扎可成功构建痉挛型脑瘫动物模型,脑损伤的部位主要在白质,脑瘫模型体征典型。与传统评价方法比较,Morris水迷宫行为学试验对鉴定脑瘫模型同样适用可靠。

D-半乳糖诱导衰老大鼠模型对Morris水迷宫测试成绩的影响

目的:研究D-半乳糖诱导的衰老大鼠模型在行为学上发生的变化,对其进行阶段性的Morris水迷宫测试,分析D-半乳糖致衰老大鼠在不同时期的空间学习记忆能力的改变,从而论证D-半乳糖在造脑衰老模型方面的可行性。方法:5% D-半乳糖100 mg/(kg·d)连续腹腔注射大鼠9周,应用Morris水迷宫方法分阶段进行行为学测试。结果:D-半乳糖给药组第4周和第7周的逃避潜伏期、游泳速度及穿越平台区次数与空白组比较差异不显著(P>0.05),造模第8周和第9周逃避潜伏期、游泳速度及穿越平台区次数与空白组比较差异显著(P<0.05),但第8周与第9周的模型组之间没有显著性差异(P>0.05)。结论:采用Morris水迷宫法检测D-半乳糖致衰老模型是否成功具有较强的可行性,且把造模周期定为8周比较恰当。

Morris水迷宫训练诱导大鼠海马轴突重塑

目的:观察Morris水迷宫训练后大鼠海马苔藓纤维分布的变化,探讨海马神经元轴突的可塑性。方法:2月龄雄性SD大鼠40只,随机分为水迷宫训练模型组20只,游水对照组20只。用Neo-Timm染色观察海马苔藓纤维的分布;免疫荧光组织化学方法检测海马微管相关蛋白tau-1的定位;Western blotting方法检测tau-1表达。结果:SD大鼠经6 d学习训练,其逃避潜伏期逐日缩短。与对照组大鼠相比,Neo-Timm染色显示模型组大鼠海马CA3区苔藓纤维延伸至锥体细胞层和起始层,tau-1免疫表达阳性产物除分布在透明层以外,锥体细胞层或起始层内有明显颗粒分布。Western blotting显示tau-1表达量增加。结论:结果表明Morris水迷宫训练可以诱导大鼠海马CA3区轴突的重塑,提示苔藓纤维系统可作为一个研究轴突重塑和认知关系的理想区域。

Morris水迷宫实验中海马相关空间学习记忆的研究进展

空间学习与记忆是脑的高级神经生理活动之一,牵涉多个脑区、多种神经递质和细胞内信号分子,是一项十分复杂的神经生理活动过程。Morris水迷宫是1984年由英国生理学家Morris发明并被用于学习记忆脑机制研究,是用于啮齿类动物空间学习记忆的重要评估工具。海马是大脑的一个重要结构,海马的完整性对于空间学习来说至关重要。Morris水迷宫作为一种检测手段对大鼠海马损伤后效应特别敏感。在Morris水迷宫空间学习方面,海马结构具有特殊性和重要性。海马突触的可塑性和长时程增强效应是空间学习和记忆的神经功能基础。

游泳训练次数对大鼠Morris水迷宫成绩的影响

目的探讨游泳训练次数对大鼠水迷宫成绩的影响。方法成年雄性SD大鼠36只,随机分为4次/d组(每天训练4次)和8次/d组(每天训练8次),连续训练6 d,记录每次训练的潜伏期作为学习成绩,第7天通过Morris水迷宫空间探索实验检测大鼠的空间记忆能力。结果定位航行实验显示随着训练次数的增加,4次/d组和8次/d组大鼠的逃避潜伏期与第1天相比均明显缩短,而8次/d组大鼠每天的潜伏期均短于4次/d组,但差异无统计学意义(P>0.05),空间探索实验结果显示两组大鼠无明显差异(P>0.05)。结论每天训练4次和每天训练8次,共训练6 d对大鼠空间学习记忆能力的影响无统计学差异,但每天训练8次组大鼠的学习能力提升速度快于每天训练4次组。

电针对APP/PS1转基因AD小鼠Morris水迷宫学习记忆行为的影响

目的探讨电针对5月龄APP/PS1转基因阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)模型小鼠学习记忆行为学的影响。方法将16只APP/PS1转基因阳性雄鼠随机分为模型组、电针组,每组各8只,8只APP/PS1转基因阴性雄小鼠为对照组,电针组针刺"百会"、"涌泉"穴位后接电针仪,疏密波,每次针刺持续15 min,隔日1次,对照组、模型组以相同方法用鼠袋束缚15 min,隔日1次,3组都持续5周,以Morris水迷宫检测小鼠学习记忆能力。结果 3组间的鼠逃避潜伏期的差异均有统计学意义(P<0.05),电针组与模型组小鼠之间的差异有统计学意义(P<0.05)。结论电针能提高APP/PS1转基因AD模型小鼠的学习记忆能力。

补肾祛瘀化痰法对载脂蛋白E基因敲除小鼠Morris水迷宫研究的影响

目的通过研究补肾祛瘀化痰法对ApoE基因敲除小鼠Morris水迷宫成绩的影响,探讨补肾祛瘀化痰法对认知功能障碍的改善作用。方法将ApoE基因敲除小鼠共32只随机分为成年中药组、成年模型组及老年中药组、老年模型组,并取相同遗传背景的C57BL/6J小鼠共16只随机分成成年正常组及老年正常组,连续给予补肾祛瘀化痰法组方灌胃12周,成年组至32周龄、老年组至44周龄时检测Morris水迷宫定位航行实验及空间探索实验的成绩。结果定位航行实验逃避潜伏期结果不符合正态分布,故采用非参数检验中K组独立样本检验进行数据统计:成年各组之间逃避潜伏期无明显差异(P>0.05)。老年模型组较老年中药组逃避潜伏期显著延长(P<0.01),老年模型组较老年正常组亦明显延长(P<0.05)。空间探索实验中,第Ⅲ象限路程及第Ⅲ象限时间均符合正态分布,故采用单因素方差分析进行数据统计:成年各组之间在穿台次数、第Ⅲ象限路程及第Ⅲ象限时间均无明显差异(P>0.05);老年模型组较老年正常组穿台次数明显减少(P<0.05),老年中药组及老年模型组均较老年正常组在第Ⅲ象限路程及第Ⅲ象限时间明显缩短(P<0.05)。结论老年中药组及老年正常组小鼠Morris水迷宫成绩较理想,说明补肾祛瘀化痰法可改善老龄小鼠Morris水迷宫成绩,从而改善认知功能。