动物学习记忆能力的Y-型迷宫测试法(综述)

为了更合理地运用Y -型迷宫对动物进行学习记忆能力测试 ,系统介绍并分析了Y型迷宫的结构原理、测试方法、观察指标等 ,最后对Y -型迷宫测试法的影响因素、现存问题、亟待改进之处提出了自己的看法 .

一种智能化的Y-型迷宫

本文介绍了一种智能化Ｙ－型迷宫的硬件、软件结构。它利用微机控制大鼠（或小鼠）分辨学习实验的全过程，利用红外光电传感器监测动物活动行为，判断准确，计时精确。由于以ＷＩＮＤＯＷＳ为工作平台，人机界面友好，操作简便。

长期注射吗啡对戒断后小鼠Y-迷宫空间识别记忆的影响

使用急性成瘾性药物会影响大脑功能,随着药物使用时间的延长,这种影响更加广泛、持久,并且在药物戒断后的很长时间内依然存在。实验表明,急性及短期吗啡给予小鼠和戒断均损伤了其Y迷宫空间识别记忆能力,但这种损伤短暂且可逆。本实验小鼠被连续注射吗啡(40mg/kg·day,ip)或生理盐水21天,利用Y迷宫来检测长期吗啡给予后在戒断第2、9和19天,吗啡对小鼠空间识别记忆的影响。结果表明,连续吗啡给予21天后,在戒断第2、9和19天,小鼠Y迷宫空识别记忆能力均受到损伤,提示长期给予小鼠吗啡会导致其空间识别记忆能力的长期损伤。

顺-3-己烯醇乙酸酯对大蜡螟的驱避作用

利用植物挥发物监测和调控害虫行为已逐渐成为害虫绿色防控的重要途径。顺-3-己烯醇乙酸酯广泛存在于瓜果及绿色植物的叶片中,具有环境友好、无残留的优点。大蜡螟是养蜂产业中常见的害虫,严重影响蜂产业和蜜蜂资源保护。为生产中应用顺-3-己烯醇乙酸酯调控大蜡螟的行为控制其对蜂群的危害提供依据,为开发新型昆虫行为调控剂以及大蜡螟的绿色防控提供支持,利用Y-型嗅觉仪研究大蜡螟不同虫态的个体对不同浓度、同一浓度不同剂量顺-3-己烯醇乙酸酯的行为趋性。结果表明,大蜡螟幼虫对顺-3-己烯醇乙酸酯表现出显著的负趋性,浓度为0.5 mol/L时,大蜡螟幼虫总选择率为79.33%,并表现为极显著的负趋性;雄成虫对顺-3-己烯醇乙酸酯的选择率为8.33%,具有显著的负趋性;不同剂量的顺-3-己烯醇乙酸酯对大蜡螟成虫的选择行为影响不显著,但对幼虫均具有明显的驱避效果。

大鼠Y-型迷宫测试法的筛选与优化

目的对4种大鼠Y-型迷宫测试法进行比较,筛选并优化出一种相对简便可靠的训练方法。方法采用目前常用的四种Y型迷宫测试法检测大鼠的学习功能,通过统计学分析和科学推断,从而筛选出一种相对简便可靠的方法,并在此基础上将其进一步优化。结果 固定次数随机法(FS)、固定次数顺序法(FO)、固定次数随机不休息法(FSR)、不固定次数随机法(NFS)、不固定次数顺序法(NFO)达标所需的次数分别为70.34±5.74、56±4.52、68.21±7.65、42.5±7.1、15.6±1.14;达标所需的天数分别为3.73±0.52、2.75±1.31、3.48±1.03、1、1;其中固定次数随机法和固定次数随机不休息法没有统计学差异。结论固定次数随机不休息法是一种相对准确而简便的Y-型迷宫测试法。

大鼠Y-型迷宫测试指标正常值的确定

目的 确定不同年龄段雄性SD大白鼠明暗辨别性条件反射和一次性被动回避反应各项指标的正常值 ,为基础和临床有关动物学习和记忆能力的实验研究提供参考。方法 采用一种相对简便可靠的“随机不休息法”对不同年龄段雄性SD大白鼠进行Y -型迷宫测试。结果 1月龄、2月龄、4月龄、12月龄、2 4月龄大鼠的EN ;TRT ;Lst ;Lsd的正常值分别为 4.7± 1.2次、1.4± 1.14次、1.62± 0 .5 5次、1.2 5± 0 .7次、3 .8± 1.0 5次 ;12 5 .5± 42 .0 1s、117.8± 2 5 .0 4s、93 .2 2± 18.2 7s、10 9.5 8± 5 .2 7s、161.46± 4.46s ;2 2 .3 9± 8.46s、2 3 .2 5± 6.6s、17.83± 12 .3s、18.83± 13 .42s、2 8.83± 13 .42 ;2 3 .94± 9.0 5s、2 0 1.3± 3 9.1s、2 15 .3 3± 45 .4s、198.6±3 2 .9s、13 4.2± 3 7.2。结论 正常幼年大鼠和老年大鼠的学习记忆能力较差 ,正常成年大鼠学习记忆能力较强。

白杨素抑制大鼠脑缺血/再灌注损伤后氧化应激和过度自噬的机制研究

目的:研究白杨素对脑缺血再灌注(CI/RI)大鼠脑组织氧化应激损伤和自噬的缓解作用。方法:45只Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为Sham组、Model组、白杨素50 mg/kg组、白杨素100 mg/kg组、尼莫地平10 mg/kg组。除Sham组外,其他各组建立CI/RI大鼠模型。白杨素50 mg/kg组、白杨素100 mg/kg组分别给予白杨素50、100 mg/kg灌胃,每日1次;尼莫地平10 mg/kg组腹膜内注射尼莫地平10 mg/kg,每日1次;Sham组、Model组给予等量生理盐水灌胃,每日1次,连续干预7 d。Y迷宫实验评价各组大鼠行为学;苏木素-伊红(HE)染色观察脑组织病理损伤;试剂盒检测总抗氧化能力(T-AOC)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化氢(H_(2)O_(2))、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、还原性谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA);蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测自噬标志蛋白Beclin-1和微管相关蛋白轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)表达水平及核因子E2相关因子2(Nrf2)/血红素氧合酶-1(HO-1)通路蛋白表达水平。结果:与Sham组比较,Model组大鼠Y迷宫实验检测新异臂进入次数明显降低(P<0.01);脑组织细胞摆列状态散乱;T-AOC和CAT活力明显下降,SOD和GSH活性明显降低,而H_(2)O_(2)与MDA含量明显上升(P<0.01);LC3-Ⅱ、Beclin-1、Nrf2和HO-1的蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。与Model组比较,白杨素治疗明显改善脑组织病理损伤和增加新异臂进入次数(P<0.05);T-AOC和CAT活力明显增加,SOD和GSH活性明显上升,而H_(2)O_(2)与MDA含量明显下降(P<0.05);LC3-Ⅱ、Beclin-1、Nrf2和HO-1的蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。结论:白杨素治疗可抑制CI/RI损伤引起的机体氧化应激和自噬,其潜在机制或与白杨素对Nrf2/HO-1通路的活化有关。

罗哌卡因通过抑制MAPK/NF-κB通路减轻大鼠脑缺血再灌注损伤

目的研究罗哌卡因对脑缺血再灌注(CI/R)大鼠脑损伤和海马神经元凋亡的缓解作用及其相关通路.方法Sprague-Dawley(SD)大鼠分组:对照组,CI/R模型组,罗哌卡因治疗组[低浓度(0.5 mg/kg)、中浓度(1 mg/kg)、高浓度(2 mg/kg)].跳台实验和Y迷宫实验评价各组大鼠行为学;Longa法评价大鼠神经功能损伤;HE染色观察脑组织病理损伤;TUNEL染色检测海马区组织凋亡;Western印迹检测相关蛋白的表达.结果与对照组比较,CI/R组大鼠跳台试验犯错次数显著增加,新异臂进入次数显著降低,脑指数和神经功能缺损评分显著升高;脑组织出现明显的病理损伤,海马区神经元明显凋亡;BDNF和NGF蛋白表达显著降低,Bax/Bcl-2和cleaved Caspase-3/Caspase-3比值显著升高,P38MAPK和NF-κB P65磷酸化水平显著提升.与CI/R组比较,罗哌卡因治疗改善了CI/R损伤引起的行为学偏差;显著降低脑指数和神经功能缺损评分;缓解脑组织损伤和海马体神经元凋亡;抑制了P38MAPK/NF-κB P65通路的活化.结论罗哌卡因治疗可缓解CI/R大鼠脑损伤和海马神经元凋亡,其潜在机制或与抑制MAPK通路的活化有关.

克氏原螯虾8种代谢物对其引诱效果研究

克氏原螯虾Procambarus clarkii能够识别水中信息素进行求偶,明确其信息素的有效组分能为克氏原螯虾绿色治理提供理论依据。本文采用Y型水迷宫测试鸟苷-5′-单磷酸二钠、鸟苷-5′-二磷酸二钠、鸟苷-5′-三磷酸二钠、N-乙酰-L-亮氨酸、己酸孕酮、乙炔雌二醇、胆红素和4-巯基尿苷等8种化合物对克氏原螯虾选择行为的影响,筛选具有引诱作用的乙炔雌二醇和己酸孕酮进行浓度测试。结果表明:雄性克氏原螯虾对4-巯基尿苷、胆红素、N-乙酰-L-亮氨酸、鸟苷-5′-三磷酸二钠、鸟苷-5′-二磷酸二钠、鸟苷-5′-单磷酸二钠的选择反应率接近50%,选择系数在±0.15之间,引诱效果不显著(P>0.05);对乙炔雌二醇和己酸孕酮选择反应率高,分别为64.10%、63.24%,选择系数为0.28、0.26,且表现出性别上的显著差异。对雄虾,乙炔雌二醇的最低有效引诱阈值是10μmol/L,己酸孕酮的最低有效引诱阈值是100μmol/L,而雌虾对这2种化合物不敏感。因此,己酸孕酮和乙炔雌二醇对雄性克氏原螯虾具有明显的引诱效果,却对雌鳌虾无明显反应,表明己酸孕酮和乙炔雌二醇是克氏原螯虾性信息素的有效成分。

母体妊娠期精神压力暴露对子代鼠脑白质超微机构及其认知功能的影响

目的:探究母体妊娠期精神压力暴露对子代鼠认知功能及脑白质超微结构的影响。方法:亲代鼠分为压力束缚暴露组(PE组)和对照组(C组)两组,雌性SD大鼠阴道涂片阳性日期为妊娠第0天。PE组亲代雌鼠妊娠第14~20天暴露于束缚压力(3次/天),持续45 min~1 h/次。1月龄子代鼠行为学测试(Morris水迷宫和Y迷宫),后心脏灌注固定脑标本并置入混合固定液中。使用现代体视学方法计算脑白质总体积、有髓神经纤维总长度及总体积和髓鞘总长度及总体积,对髓鞘内外直径及内外周长进行计分析。结果:(1)行为学测试:与C组相比,PE组小鼠第3、4天Morris水迷宫定位航行试验潜伏期显著延长、空间探索试验平台所在象限滞留时间百分比和穿越平台有效区域次数显著减少,Y迷宫新颖臂探索距离、探索次数及探索时间明显增加(P<0.05)。(2)与C组相比,PE组小鼠脑白质总体积、有髓神经纤维总长度、有髓神经纤维总体积、髓鞘总体积明显下降(P<0.05),髓鞘内直径、外直径明显下降(P<0.05),内周长、外周长及内外周长差明显增加(P<0.05)。(3)行为学测试结果与脑白质超微结构测定结果间存在相关关系。结论:母体妊娠期精神压力暴露可损害子代鼠认知功能及脑白质及其超微结构,认知功能降低与脑白质损害间存在相关关系。

慢性复合应激增强大鼠空间学习和记忆能力

本文观察了慢性复合应激对大鼠学习与记忆功能的影响。实验采用成年 Wistar 大鼠, 将其随机分成应激组和对照组。采用垂直旋转、睡眠剥夺、噪音刺激和夜间光照4 种应激原, 无规律地交替刺激动物 6 周, 每天6 h, 制作慢性复合应激动物模型。采用 Morris 水迷宫和 Y- 迷宫测试大鼠学习与记忆成绩,并用 Cresyl violet 染色法对大鼠海马结构进行神经细胞计数。结果显示,应激组动物慢性复合应激后, 在 Morris 水迷宫内寻找隐蔽平台所需的时间(潜伏期)比对照组的明显地短(P<0.05), 表明应激鼠的空间记忆能力明显强于对照鼠;在 Y- 迷宫内寻找安全区的正确率比对照组的明显地高(P<0.05), 表明应激鼠的明暗分辨学习能力明显强于对照鼠; 应激鼠慢性复合应激后, 其海马结构齿状回、CA3 和CA1 区神经细胞密度极明显地高于对照鼠(P<0.001)。这些结果提示, 慢性复合应激可增强大鼠空间记忆能力和明暗分辨学习能力。本文并对慢性复合应激模式增强大鼠学习和记忆能力的可能原因进行了讨论。

大鼠脑内caveolin-1蛋白的表达及其在分辨学习中的作用

Caveolin-1(Cav-1)蛋白作为细胞质膜结构小窝(caveolae)的标志蛋白,在胆固醇运输、膜组装、信号转导和细胞转化过程中扮演重要的角色。为了探讨Cav-1蛋白在中枢神经系统可塑性及学习记忆中的作用,本文以Sprague-Dawley大鼠为实验对象,利用蛋白质免疫印迹杂交方法观察了Cav-1蛋白在不同年龄大鼠脑内表达的特征,并研究了Y-迷宫训练前后Cav-1蛋白表达的变化。结果表明:(1)大鼠不同脑区Cav-1蛋白表达的年龄特征不同。海马内的表达属青年鼠最高,其次是老年鼠和幼年鼠;皮层内的表达属幼年鼠最高,其次是老年鼠,青年鼠最低;小脑内的表达无明显年龄差异。(2)Y-迷宫训练引起青年鼠海马和前额叶皮层内Cav-1蛋白的表达显著增加。结果提示,Cav-1蛋白与动物脑发育和学习记忆有密切关系,可能参与中枢可塑性的调节。

南极磷虾油改善大鼠学习记忆能力研究

目的:观察南极磷虾油对Wistar大鼠学习记忆能力的影响。方法:采用Morris水迷宫法及Y-型迷宫刺激法观察,比较南极磷虾油和深海鱼油对大鼠学习记忆能力的作用。结果:Morris水迷宫实验显示南极磷虾油能够显著减少大鼠寻找平台潜伏期时间并且增加垮台次数和目标区域游泳时间所占比例(P<0.05或P<0.01);Y-型迷宫刺激实验表明南极磷虾油能够显著减少大鼠达标所需次数,显著提高48h后的实验正确率(P<0.05或P<0.01)。结论:南极磷虾油可显著改善大鼠学习记忆能力,且效果优于深海鱼油。

党参水煎提取物对化学药品诱导小鼠学习记忆障碍的影响

目的观察党参水煎提取物对记忆障碍小鼠的学习记忆功能的影响。方法以东莨菪碱造成小鼠记忆获得障碍和乙醇造成小鼠记忆再现障碍,用跳台法和电迷宫测试小鼠的学习记忆能力,测定小鼠大脑组织乙酰胆碱酯酶(AchE)和超氧化物歧化酶(SOD)活性以探讨其作用机理。结果党参水煎提取物20、10g/kg对记忆障碍小鼠的学习记忆功能有不同程度的改善作用,且增加大脑组织SOD活性。结论党参水煎提取物具有一定的益智抗痴呆作用。

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。

自然衰老过程中小鼠学习记忆行为变化的动态观察

本实验比较了自然衰老过程中小鼠学习记忆行为的变化。选用１、３、６、１２和１８月龄小鼠，用开场行为检测小鼠的探究反应和自发活动，用Ｙ－迷宫检测分辨学习记忆能力，用一次性被动回避反应观测记忆保持能力。结果表明，与１月龄相比，出现以下变化：ａ．在开场行为中，小鼠探究反应和自发活动有增龄性变化，差异显著（Ｐ＜０．０５）；ｂ．Ｙ－迷宫的分辨学习能力呈增龄性的极显著下降（Ｐ＜０．０１）；ｃ．一次被动回避行为的记忆保持力到１８月龄才表现出显著性记忆障碍。实验结果提示，在衰老过程中，小鼠的学习与记忆不同步衰退，两种行为模型的表现也不完全一致。．Ｐ＜０．０１．＊Ｐ＜０．００１，均为与１月龄小鼠相比２．２分辨学习能力的检测结果分辨学习能力的检测结果见表２。表２不同月龄小鼠Ｙ－迷宫分辨学习记忆能力比较Ｐ＜０．０１，Ｐ＜０．００１，用为与１月龄小鼠相比从表２中的Ｙ－迷宫检测结果来看，自３月龄开始，小鼠的分辨学习能力就已显著下降（Ｐ＜０．０１），此后各个月龄阶段中，小鼠的学习更逐渐呈极显著下降的发展趋势（Ｐ＜０．０１），到１２月龄时，达到学会标准所需的训练次数比１月龄增加１倍多，学习速度极显著变慢；到１８月龄时，小鼠学习能力呈严重损?

低氧预适应对大鼠缺血-再灌注性脑损伤中HSP-70、Survivin蛋白和学习记忆能力的影响

目的探讨低氧预适应减轻大鼠缺血-再灌注性脑损伤中学习记忆能力及HSP-70、存活素蛋白表达的变化。方法采用SD大鼠局灶性脑缺血再灌注模型(MCAO),将48只大鼠随机分为3组6个亚组:假手术组、缺血再灌注组(I/R)、低氧预适应组(HP+I/R),应用免疫组织化学法研究脑组织细胞凋亡相关蛋白存活素和应激蛋白HSP-70的表达情况;并通过Y-电迷宫测试缺血再灌注24h后大鼠学习、记忆能力。结果高倍视野下存活素和HSP-70蛋白阳性细胞数比较,HP+I/R组与I/R组及假手术组间差异具有统计学意义(P<0.05)。缺血3h再灌注24h后,Y-电迷宫测试大鼠学习记忆能力,HP+I/R组优于I/R组(P<0.05)。结论低氧预适应可减轻局灶性缺血再灌注脑损伤,提高动物学习记忆能力和损伤后神经功能恢复;上调神经细胞中存活素、HSP-70蛋白表达可能是其发挥保护作用的分子机制之一。

APP/PS1双转基因小鼠大脑皮质老年斑的病变对其学习记忆能力的影响

β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积形成的老年斑是Alzheimer’s disease(AD)的主要病理特点,学习记忆功能障碍是其行为学的重要变化。为探讨老年斑对学习记忆的影响,本实验用17、28、44周C57系APP/PS1双转基因小鼠各4只,同龄野生型C57小鼠做对照,用Y-型迷宫方法比较不同年龄的AD模型鼠和C57鼠学习记忆能力的差异,利用免疫组织化学方法检测小鼠大脑皮质老年斑的病理变化,并比较AD模型鼠脑内老年斑的病变与其学习记忆能力改变之间的关系。结果显示:17周和28周AD模型鼠的学习记忆能力的各测试指标与对照组相应指标间均相差不显著(P>0.05),而44周AD模型鼠的学习记忆能力明显下降,各项指标与对照组相比具有显著性(P<0.01)。17周AD模型鼠脑切片上,可见大脑皮质内有少量老年斑的形成,而44周AD鼠皮质内斑块数量明显增多,体积明显增大。本结果提示老年斑的病变在一定程度上影响了其行为学的改变,这可能与β-淀粉样蛋白沉积继发的神经元缺失密切相关。

APPswe/PS1dE9双转基因阿尔茨海默病模型小鼠的行为学及病理学特征研究

目的:探讨不同月龄APPswe/PS1dE 9双转基因小鼠行为学及病理学的变化特征,为合理运用该模型研究阿尔茨海默病提供可靠依据。方法:采用旷场实验、新物体辨别实验、Y迷宫以及Morris水迷宫等行为学实验方法观察不同月龄的APP/PS1转基因小鼠的运动、新物体辨别以及学习记忆能力的变化;通过免疫组织化学方法检测不同月龄转基因小鼠脑内Aβ含量及星形胶质细胞数量等病理特征的变化。结果:APPswe/PS1dE 9双转基因小鼠的运动能力随月龄增加逐渐下降,9月龄时对新物体的识别、工作记忆及空间学习记忆能力均出现明显损害。同时,该转基因小鼠的海马在6月龄时开始出现Aβ沉积和星形胶质细胞数量增加,9月龄时各种病理变化更为明显。结论:APPswe/PS1dE 9双转基因小鼠在6月龄时开始出现脑内病理改变,9月龄时各种认知行为发生明显异常。提示该转基因小鼠脑内病理改变可能早于行为异常,因此可根据实验目的选取相应月龄的动物。

复合型肾虚质大鼠神经行为障碍与NMDA受体表达研究

目的探讨肾虚质与脑功能衰退的相关性及肾藏志理论的物质基础与神经生物学机制。方法采用"猫吓鼠"造模法造成先天不足加后天失养复合型肾虚模型,随机分为模型组、左归丸组和右归丸组;空白组产自正常孕鼠。对仔鼠恐吓同时开始灌胃,左归丸组、右归丸组分别给予左归丸、右归丸混悬液,空白组和模型组给予等量生理盐水,1次/d,连续2个月。悬吊试验和Y迷宫实验观测大鼠运动和空间学习记忆能力,免疫组化法检测N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体亚基NR2A、NR2B蛋白表达。结果悬吊试验:模型组持续时间低于空白组(P<0.05),左归丸组和右归丸组高于模型组(P<0.05);Y迷宫实验:模型组跑至安全区正确次数低于空白组(P<0.05),左归丸组和右归丸组高于模型组(P<0.05);模型组NR2A、NR2B光密度值较空白组降低(P<0.05),左归丸组和右归丸组光密度值较模型组升高(P<0.05)。结论肾虚质大鼠神经行为学异常且海马NMDA受体亚基表达降低;左归丸、右归丸可上调NMDA受体表达且改善大鼠脑功能,揭示了肾虚质与脑功能衰退的相关性及肾藏志理论的物质基础与神经生物学机制。