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。

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。

磁场对小鼠两种迷宫学习记忆的影响

据发现,磁场对生物体有一定作用,但是磁场对于人类或实验动物的学习记忆是否有影响,目前的报道结果很不一致本实验采用实验小白鼠,给予不同强度(65高斯/50Hz,35高斯/25Hz)的低频磁场照射(每天1小时,持续25天)。磁场照射后,采用旷场行为测试、Y-迷宫和Morris水迷宫,检测小鼠的活动性、空间辨别、空间学习记忆和非空间学习记忆能力。结果表明:65高斯/50Hz磁场显著增高小鼠的活动性,并损伤小鼠Y-迷宫的空间辨别能力,但对Morris水迷宫的空间、非空间学习记忆无明显影响。35高斯/25Hz磁场处理动物行为在三个指标上均接近对照组。提示:长期的磁场照射可能会给动物,甚至人类造成一些影响。

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。

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?

盐藻β-胡萝卜素促进学习和记忆的作用

采用跳台实验和Y-迷宫实验,观察盐藻β-胡萝卜素对大、小鼠学习和记忆的影响。实验结果显示,盐藻β-胡萝卜素(12.5,25和50 mg.kg-1,ip)对正常小鼠的学习和记忆有明显的促进作用;对东莨菪碱,20%乙醇所引起的记忆障碍有明显的改善作用,但对亚硝酸钠所致的记忆障碍无明显作用。结果表明,盐藻β-胡萝卜素作为一种抗氧化剂,对实验动物的学习和记忆功能有明显的促进作用。

何首乌对D-半乳糖致衰大鼠的抗衰益智作用机制的研究

目的:探讨何首乌对D-半乳糖致衰大鼠海马的抗衰益智作用机制。方法:以D-半乳糖致衰大鼠为研究对象,采用Y-迷宫及一次被动回避反应,检测大鼠的学习记忆能力;用荧光标记测定海马突触体内游离钙离子浓度;用免疫组织化学结合图像分析测定海马内突触素(synaptophsin,P38)的灰度值。同时观察了何首乌对上述各项指标的影响。结果:老年模型组突触体内钙离子浓度显著升高,P38灰度值也明显高于青年对照组;何首乌给药组与老年模型组比较,学习记忆能力明显改善,突触体内钙离子浓度显著降低,P38灰度值也明显低于老年模型组。结论:何首乌可能通过抑制突触体内钙离子超载、提高P38含量起到抗衰益智作用。

大豆黄酮对衰老小鼠脑组织氧化损伤的调节

研究大豆黄酮对D–半乳糖致衰老小鼠脑组织氧化损伤程度的调节.连续背部注射D–半乳糖6周,造衰老模型,然后灌胃大豆黄酮5周(实验组Ⅰ、Ⅱ的剂量分别为5、10,mg/(kg.d)),监测小鼠Y–迷宫记忆、活性氧、丙二醛、脂褐质、8–羟基脱氧鸟嘌呤和不同脑区突触素含量变化,探讨大豆黄酮对衰老小鼠脑组织氧化损伤程度的影响.结果表明,灌胃衰老小鼠大豆黄酮后,Y–迷宫学习记忆能力和大脑皮质突触素含量显著提高,同时脑组织中活性氧、丙二醛、8–羟基脱氧鸟嘌呤和脂褐质含量明显下降.与衰老对照组相比,大脑皮质和海马中的活性氧和8–羟基脱氧鸟嘌呤、脑组织中丙二醛和脂褐质含量降低程度与灌胃剂量具有正相关性.表明大豆黄酮能够提高衰老小鼠学习能力,降低衰老小鼠脑组织氧化损伤程度,具有显著的抗衰老作用.

以β-淀粉样蛋白为靶标的藏药对阿尔采末病Tg2576转基因鼠学习记忆的影响

目的探讨藏药七十味珍珠丸(RNSP)以β-淀粉样蛋白为靶标对阿尔采末病(AD)动物模型学习记忆作用的机制。方法25只13～14mon♀Tg2576转基因鼠和同龄♀C57BL/6XDBA鼠为正常对照组给予七十味珍珠丸灌胃8wk。利用Y-迷宫明暗分辨学习和旷场实验观察转基因鼠学习、记忆和行为学变化。蛋白免疫印迹法测定鼠血清β淀粉样蛋白(Aβ)和β位点APP内切酶(BACE-1)含量,免疫组织化学法观察Aβ在脑的表达。结果通过Y-迷宫测试,藏药Tg2576治疗组达标所需要的训练时间明显低于Tg2576对照组(P<0.01)。旷场实验测定发现Tg2576治疗组在中央格停留时间明显减低,跨格和站立次数增加,粪便颗粒数也明显减少。蛋白印迹法定量分析,经RNSP治疗的转基因鼠血清Aβ和BACE-1含量较对照组明显减低。RNSP能够明显减少大脑皮层和海马周围老年淀粉样斑块的数目和面积。结论藏药七十味珍珠丸改善Tg2576转基因鼠学习和空间记忆以及探索运动能力,减少焦虑状态等认知行为可能通过抑制BACE-1(即β-分泌酶)的表达来减少老年斑和Aβ的生成而起作用的。

异氟醚对老年大鼠空间学习记忆能力及海马RhoA蛋白表达的影响

目的探讨异氟醚吸入麻醉对老年大鼠海马CA3区Rho A蛋白表达及空间学习记忆能力的影响。方法筛选出30只健康22月龄SD大鼠,随机分为对照组C组(n=10)、麻醉组Ⅰ组(n=10)和Ⅱ组(n=10)。麻醉组以3%的异氟醚诱导,采用经口明视气管插管建立老年大鼠吸入麻醉模型,并以2%异氟醚维持麻醉2 h。C组大鼠不给任何麻醉药,只置于麻醉箱中吸入氧气2 h,氧流量为2 L/min。Ⅰ、Ⅱ组分别于麻醉后24、72 h进行旷场实验和Y-迷宫实验并计算成绩。比较三组大鼠学习记忆能力,并采用免疫组织化学法检测三组海马区Rho A蛋白表达。结果 1Y-迷宫实验:Ⅰ组的Y-迷宫学习次数[(70.50±16.25)次]明显多于Ⅱ组[(61.80±23.49)次]和C组[(49.20±8.56)次](P<0.05),C组与Ⅱ组比较差异无统计学意义(P>0.05)。旷场实验:三组的中央格停留时间、直立次数、跨格次数、总活动量次数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。2免疫组织化学法:Ⅰ组海马CA3区Rho A阳性细胞计数(112.66±11.56)多于Ⅱ组(97.77±7.47)与C组(99.33±12.10)(P<0.05),Ⅱ组与C组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 22月龄SD大鼠接受异氟醚麻醉后24 h空间学习记忆能力下降,于麻醉后72 h基本恢复,异氟醚麻醉后大鼠海马区Rho蛋白家族信号传导分子变化介导的神经突触形态学改变可能是短期空间学习记忆能力损伤的细胞学基础。

衰老大鼠学习行为与海马突触相关蛋白表达的研究

研究衰老大鼠的学习行为与海马内突触相关蛋白的表达.运用Y-迷宫方法对幼年对照组(断乳期)和老年期(22月龄)雄性Sprague-Dawley大鼠进行Y-迷宫空间学习记忆行为训练,之后利用免疫组化和Western blot方法检测2组大鼠海马内突触素(synaptophysin,Syn)、生长相关蛋白(GAP-43)的表达情况.研究结果:(1)2组相比,老年组的学习能力较强,幼年对照组记忆能力较强(P<0.05);(2)生长相关蛋白GAP-43在老年组海马内的表达显著高于幼年对照组;而突触素的表达低于幼年对照组(P<0.01).提示,GAP-43和突触素可能参与大鼠空间分辨学习记忆的过程,老年大鼠的中枢神经系统保持着潜在的神经元退化修复的功能.

褪黑素对持续光照小鼠学习记忆能力的影响

运用Y－迷宫检测小鼠的分辨学习和记忆能力，观察了年龄、每天24小时连续1个月的持续光照和每日定时注射褪黑素对小鼠分辨学习和记忆能力的影响。结果表明，成年小鼠与青年小鼠相比学习和记忆能力下降；持续光照可引起小鼠学习记忆能力出现不同程度的下降；而在持续光照的同时每日定时腹腔注射褪黑素（500ug／只，6：00p．m．）的小鼠学习、记忆能力与持续光照对照组比均有提高。实验结果提示，褪黑素在维持学习记忆能力中具有重要作用。

低重氢水对衰老小鼠脑组织氧化损伤的影响

目的探讨低重氢水对D-半乳糖(D-gal)所致衰老小鼠脑组织氧自由基损伤的影响。方法成年ICR小鼠随机分为正常对照组,衰老模型组和低重氢水组(n=10),低重氢水组小鼠给予低重氢水自由饮用,其余两组为普通饮用水。在第4周时,模型组及低重氢水组小鼠颈背部皮下注射D-gal120mg·kg-1·d-1,连续6w,造成亚急性衰老模型。分别观察各组小鼠学习记忆能力的改变和脑皮层丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)及乳酸(LD)的含量和Na+-K+-ATP酶活力。结果给予D-gal6w后,Y型电迷宫检测显示模型组72及96h的正确反应率均明显低于对照组(P<0.05),但低重氢水组与模型组相比没有明显差异。生化检测显示,模型组脑皮层的MDA及LD含量增高,GSH含量及Na+-K+-ATP酶活力降低,低重氢水能降低脑皮层中MDA及LD含量,显著提高GSH含量及Na+-K+-ATP酶活力。结论低重氢水对D-gal所致衰老小鼠的脑组织氧化损伤具有一定的保护作用。

硫化孕烯醇酮对老年大鼠学习记忆功能的影响

目的探讨神经甾体硫化孕烯醇酮对老年大鼠学习和记忆能力的影响。方法利用Y 迷宫测定 2 4月龄老年大鼠的学习和记忆功能。结果⑴学习能力测试 :5mg/kg、10mg/kg组老年大鼠Y 迷宫辨别学习达到标准的训练次数为 ( 2 5 .86± 2 .98)次、( 2 2 .85± 5 .42 )次 ,与对照组 [( 3 6.48± 4.2 6)次 ]比较 ,差异具有显著性 ( P <0 .0 5 ,P <0 .0 1) ;每天错误次数与对照组比较差异有显著性 ( P <0 .0 5 ,P <0 .0 1)。⑵记忆保存测试 :5mg/kg、10mg/kg组老年大鼠达到标准所需训练次数为 ( 6.14± 4.17)次、( 5 .73± 1.96)次 ,与对照组 [( 14 .46± 4.2 2 )次 ]比较 ,差异具有非常显著性 (P <0 .0 1)。但 0 .5mg/kg、1.0mg/kg两组的学习和记忆测试成绩与对照组比较无显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论神经甾体硫化孕烯醇酮剂量依赖性地改善老年大鼠的学习和记忆功能。

一氧化氮对大鼠学习记忆和胆碱能系统的影响

目的:探讨一氧化氮(nitric oxide,NO)在大鼠空间学习和记忆过程中的作用及其对胆碱能受体作用机制。方法:大鼠侧脑室分别注射NO前体左旋精氨酸(L-arginine,L-Arg,L-Arg组)、α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nicotinic acetylcholine receptor,α7nAChR)拮抗剂甲基牛扁亭(methyllycaconitine,MLA,MLA组)、α7nAChR激动剂氯化胆碱(choline chloride,CC组)、一氧化氮合酶抑制剂Nω-硝基-L-精氨酸甲酯(nω-nitro-L-arginine methylester,L-NAME,L-NAME组)以及先注射MLA再注射L-Arg(ML组)、先注射L-NAME再注射氯化胆碱(NC组),并以等量生理盐水(NS组)作为对照。用Y型迷宫刺激器、硝酸还原酶法、免疫组织化学以及Western-Blot等技术分别检测大鼠空间学习和记忆行为能力、大脑皮质和海马NO含量和α7nAChR的表达。结果:与对照组比较,Y迷宫空间学习能力达标次数和24 h后30次测试记忆行为中错误反应次数在L-Arg组和CC组均减少,而在MLA组和L-NAME组均增多;大脑前额叶皮质和海马NO含量和α7nAChR阳性细胞数以及蛋白含量在L-Arg组和CC组均明显增多,而在MLA组和L-NAME组均明显减少。ML组和NC组分别与L-Arg和CC组相比较,大鼠学习和记忆行为能力均明显减弱,并且大脑前额叶皮质和海马NO含量以及α7nAChR的表达均减少。结论:侧脑室应用MLA或L-NAME可减弱L-Arg或氯化胆碱对大鼠空间学习和记忆行为能力的促进作用;NO通过α7nAChR促进大鼠空间学习和记忆能力。

大鼠纹状体边缘区的多巴胺受体D1A参与了学习记忆功能

目的:研究多巴胺受体D1A在纹状体边缘区的分布及其是否参与了大鼠的学习记忆过程。方法:先用免疫组织化学方法观察多巴胺受体D1A在纹状体边缘区的分布,再向纹状体边缘区内立体定位微量注射多巴胺受体D1A拮抗剂SCH-23390(1%,0.1μl/侧)或等量的生理盐水,检测大鼠注射前后Y-迷宫结果的变化。结果:多巴胺受体D1A免疫组化阳性产物广泛分布于大脑皮层、海马、杏仁核、Meynert基核、下丘脑等处的胞体和突起上。在纹状体内,多巴胺受体D1A的阳性产物广泛而不均匀地分布于神经元的细胞核内,密度最大的区域在纹状体的尾内侧边缘。在纹状体尾内侧边缘,分布有多层密集平行排列的多巴胺受体D1A强阳性的椭圆形胞核,围绕苍白球外侧边缘,沿背腹方向呈带状分布,细胞核形态与位置和边缘区一致。行为实验证明,边缘区微量注射多巴胺受体D1A拮抗剂SCH-23390后,显著降低了大鼠的长期学习记忆能力。结论:大鼠脑纹状体边缘区神经元内存在多巴胺受体D1A,它们参与了成年SD大鼠的长期学习记忆功能。

生长发育期光照改变对成年大鼠抑郁相关行为的影响

目的:新近的研究发现光照时间延长会减少大鼠的自主运动,而运动具有全面抗抑郁的特点,因此我们想探讨光照时间的改变对大鼠抑郁相关行为的影响。方法:将50只5 w龄SD雄性大鼠随机分为5组,给予8 w延长、正常和缩短每日光照时间的处理,然后予以正常光照1 w。在光照恢复前和恢复后,用强迫游泳实验和Y-迷宫实验分别测试大鼠的抑郁相关行为和学习记忆能力。结果:延长光照时间使大鼠运动(攀爬+游泳)时间缩短,不动时间延长,学习和记忆的总次数、错误次数以及所花的总时间均显著增多;反之亦然。而且,此改变在恢复正常光照1 w后虽有所恢复,但均未回复到正常水平。结论:光照时间的改变可以影响大鼠在强迫游泳实验和Y-迷宫实验中的心理抑郁程度和学习记忆能力,且不会因短期的正常光照而消除。