Morris水迷宫

Morris生产的产品

Morris水迷宫是英国心理学家Morris于20世纪80年(1981)代初设计并应用于脑学习记忆机制研究的一种实验手段,其在AD研究中的应用非常普遍。

简介

较为经典的Morris水迷宫,测试程序主要包括定位航行试验和空间探索试验两个部分。其中定位航行试验(place navigation)历时数天,每天将大鼠面向池壁分别从4个入水点放入水中若干次,记录其寻找到隐藏在水面下平台的时间(逃避潜伏期,escape latency)。空间探索试验(spatial probe)是在定位航行试验后去除平台,然后任选一个入水点将大鼠放入水池中,记录其在一定时间内的游泳轨迹,考察大鼠对原平台的记忆。

自从20多年前Morris水迷宫被发明以来，很多学者都采用此方法研究动物的空间学习记忆能力，并在经典的Morris水迷宫基础上进行了很多改进，如Markowska发现如果在空间探索试验阶段中能让平台间歇性的出现，这样较经典的方案能更加敏感的地测量动物的空间记忆能力。Arteni采用双平台的水迷宫，轮流升起其中一个平台的方法来测量动物的工作记忆等等。Morris水迷宫广泛用于啮齿类动物的视觉相关的空间记忆和工作记忆的测量中，但是否适用于测量动物的长时记忆还存在争议，下面以为案例介绍：

实验原理

虽然老鼠是天生的游泳健将，但是它们却厌恶处于水中的状态，同时游泳对于老鼠来说是十分消耗体力的活动，他们会本能的寻找水中的休息场所。寻找休息场所的行为涉及到一个复杂的记忆过程，包括收集与空间定位有关的视觉信息，再对这些信息进行处理、整理、记忆、加固、然后再取出，目的是能成功的航行并且找到隐藏在水中的站台，最终从水中逃脱。

可升降站台

1.可升降站台解决了，老鼠与站台是视觉差；

2.可升降站台，提供了得更多目标区域获得方法，有助于最终结果的实施。

Morris水迷宫的组成部分

1、恒温游泳池1台，大鼠：直径1.2~2米小鼠0.8~1.6米，到2010后，逐渐演变为:大鼠：1.8米，小鼠：1.5米进行试验。提高游泳池的直径，对实验更精密，减少偶然因素。

2、大鼠站台，规格：直径12cm，高度在20～35cm之间

3、小鼠站台，规格：直径8cm，高度在20～35cm之间

4、电脑及分析软件，提供了路程、时间、百分比、专项指标等40种分析数据,在分析过程中可选择性分析，数据导EXCEL表格方便生物学软件统计。

性能介绍

Morris水迷宫（Morris water maze, MWM）实验是一种强迫实验动物（大鼠、小鼠）游泳，学习寻找隐藏在水中平台的一种实验，主要用于测试实验动物对空间位置觉和方向觉（空间定位）的学习记忆能力。

系统特点

◆采用视频摄像跟踪技术，实现了实验过程的自动化，避免了人工计数引入的主观误差和对实验动物的干扰，增加了实验结果的真实性和可靠性；

◆采用视频追踪技术，提取出Morris水迷宫实验中实验动物的运动轨迹，并据此计算出丰富的行为学定量指标，实现了Morris水迷宫实验的定量化、精确化和客观性，增加了实验结果的可信性；

◆Morris水迷宫的尺寸规格按照Morris本人的设计，采用玻璃钢制作，可长期使用，视频摄像系统固定在特制的支架上，可拆卸，方便实验；

◆视频文件格式支持AVI和MPEG-4 压缩格式，MPEG-4文件的压缩比率高，可有效减少存储空间，有利于进行长时间实验；

◆面向科研和计算机辅助教学（CAI），能够储存原始的视频图像，并提供完整的实验数据库功能，作为研究的真实记录和今后进行教学演示的素材；

◆可在星光条件（0.01Lux）下进行视频分析（包括实时分析），对动物的干扰更小，星光条件符合啮齿类动物（例如大鼠、小鼠）的生活习性；

◆采用开放式、模块化设计，系统可扩展性强，可外接其他的分析模块，轨迹点坐标序列数据和指标结果可导入到Excel，便于用户在Excel、SPSS、SAS等分析统计软件中作进一步分析处理；

◆分析灵活，支持时段分析，支持定时终止和人工终止，并具有丰富的显示方式，能对动物的运动情况采用轨迹图、参数指标、曲线、直方图等多种显示方式，并可生成完整的报告，供打印输出；

◆空间分辨率最高可达640x480像素，时间分辨率最高可达25帧/秒，测量所得的指标结果精度高。

提供指标

观察时间 --动物搜索策略--总路程 --平均速度 --上台时间（潜伏期） --初始角 --上台前路程 --上台前平均速度 --穿越平台的次数 --上台情况的总结 --运动轨迹图（.BMP格式）--四个象限逗留的时间和路程 --中央逗留的时间和路程 --周边逗留的时间和路程 --平台周边逗留的时间和路程等

应用领域

学习记忆、老年痴呆、海马/外海马研究、智力与衰老、新药开发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经生理学、动物心理学、行为生物学及时辰生物学等多个学科的科学研究和计算机辅助教学（CAI）。

实验方法

（1）将动物（大鼠或小鼠）头朝池壁放入水中，放入位置随机取东、西、南、北四个起始位置之一。记录动物找到水下平台的时间（s）。在前几次训练中，如果这个时间超过60s，则引导动物到平台。让动物在平台上停留10s.

（2）将动物移开、擦干。必要时将动物（尤其是大鼠）放在150W的白炽灯下烤5min，放回笼内。每只动物每天训练4次，两次训练之间间隔15~20min,连续训练5天。

（3）最后一次获得性训练结束后的第二天，将平台撤除，开始60s的探查训练。将动物由原先平台象限的对侧放入水中。记录动物在目标象限（原先放置平台的象限）所花的时间和进入该象限的次数，以此作为空间记忆的检测指标.

（4）测定动物的工作记忆（working memory）。探查训练结束后的第二天，开始维持4天的对位训练。将平台放在原先平台所在象限的对侧象限，方法与获得性训练相同。每天训练4次。每次记录找到平台的时间和游泳距离以及游泳速度。

注意事项

1. 对比食物驱动的模型（如放射臂迷宫），水迷宫实验的最大优点在于，动物具有更大的、逃离水环境的动机。而且不必禁食，特别适合老年动物的测试。加上它对衰老引起的记忆减弱尤其敏感，因此，水迷宫最常用于老年动物记忆的研究。

2. 每天在固定时间测试。操作轻柔，避免不必要的应激刺激。

3. 当与其他同类实验相比较时，要注意到动物的性别、品系、泳池的尺寸和水温等多种因素对实验结果的影响。此外，当以游泳速度作为观察指标时，要考虑到动物的体重、年龄以及骨骼肌发育状况等对游泳速度可能造成影响。

4. 用老年动物进行实验时，应确认动物的游泳能力和视力不因年龄增大而影响行为操作。其方法如下：将平台露出水面以使动物能够看见平台。动物放入泳池后如毫无困难地直接游向平台，说明动物的游泳能力和视力均正常，可以开始实验。