動物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)之T迷宮實(shí)驗(yàn)(T-Maze TEST)的方法步驟及注意事項(xiàng)
T迷宮實(shí)驗(yàn)（T-Maze TEST）是一種經(jīng)典的行為實(shí)驗(yàn)，主要用于研究嚙齒類動物的記憶能力，其主要是利用實(shí)驗(yàn)動物對新環(huán)境喜愛探索的天性，并借助食物為其提供探究動力，由于動物每次選擇探索方向時都需要記住前一次探索過的方向，因此T迷宮實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行У販y定動物的空間記憶能力。
T迷宮現(xiàn)已廣泛用于動物的空間學(xué)習(xí)、交替行為、條件識別學(xué)習(xí)和工作記憶的研究，是心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中常用的工具，對于了解學(xué)習(xí)和記憶過程以及認(rèn)知功能的神經(jīng)基礎(chǔ)非常有價值。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)采用賽昂斯T迷宮視頻分析系統(tǒng)研究小鼠的空間記憶能力。
產(chǎn)品特點(diǎn)
1、鋁合金、不銹鋼、透明或黑色有機(jī)玻璃攝像系統(tǒng)
2、采用視頻攝像跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程的自動化
3、可定時錄制視頻圖象，以多種方式顯示指標(biāo)
4、視頻文件格式支持AVI壓縮格式，壓縮比率高
5、面向科研和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI），能夠記錄原始的視頻圖像
6、可在星光條件下進(jìn)行視頻分析，對動物的干擾更小
7、軌跡點(diǎn)坐標(biāo)序列數(shù)據(jù)和指標(biāo)結(jié)果可導(dǎo)入到Excel，并進(jìn)行直方圖\曲線\軌跡的處理，方便用戶在SPSS、SAS等生物分析統(tǒng)計(jì)軟件中作進(jìn)一步分析處理
8、用戶可設(shè)置彼此獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存檔文件夾， 便于實(shí)驗(yàn)資料管理
9、避免了人工計(jì)數(shù)引入的誤差和對實(shí)驗(yàn)動物的干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性可靠
10、自動生成軌跡圖、軌跡坐標(biāo)點(diǎn)和指標(biāo)結(jié)果的實(shí)時顯示
11、提供完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫功能，作為研究的真實(shí)記錄和今后進(jìn)行教學(xué)演示的素材
12、支持升級為全自動電動門，自動給食
實(shí)驗(yàn)用雄性成年大鼠。飲水不限，但進(jìn)食控制在每天16~20g，以使體重保持在非進(jìn)食大鼠體重的85%。在整個訓(xùn)練和測試期間，大鼠體重每周增加不超過5g。
實(shí)驗(yàn)方法
這里介紹傳統(tǒng)T-形迷宮實(shí)驗(yàn)和T-形迷宮自主交替實(shí)驗(yàn)。
1、 傳統(tǒng)T-形迷宮實(shí)驗(yàn)
（1）適應(yīng) 在T-形迷宮臂內(nèi)分撒6粒食丸（45g），讓大鼠適應(yīng)迷宮5min，每天一次，連續(xù)5天。
（2）強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練 將大鼠放入主干臂的起始箱，打開閘門，讓大鼠進(jìn)入迷宮的主干臂。隨機(jī)、交替選擇左右兩臂之一放入4粒食丸，同時關(guān)閉另一臂，使動物被迫選擇食物強(qiáng)化臂并完成攝食；每天6次，連續(xù)4天。
（3）延遲位置匹配（delayed matching-to-position,DMP）訓(xùn)練
1）將動物放入閘門關(guān)閉的起始箱，打開閘門，讓動物進(jìn)入主干臂。
2）關(guān)閉一側(cè)目標(biāo)臂，強(qiáng)迫動物進(jìn)入另一側(cè)開放臂以獲得2粒食丸獎賞。
3）立即（最短延遲，少于5s）將動物放回主干臂，開始匹配訓(xùn)練中的第二次訓(xùn)練；此時兩個目標(biāo)臂均開放。動物將兩前肢和至少兩后肢的一部分置于一個目標(biāo)臂時完成“一次選擇”。動物返回到強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練時進(jìn)入過的臂則獲得食物獎賞（4粒食丸），記錄一次正確選擇；若動物進(jìn)入另一臂，則沒有食物獎賞，并且將其限制在該臂內(nèi)10秒，記錄一次錯誤選擇。
4）一次匹配訓(xùn)練結(jié)束后將動物放回籠內(nèi)5~10min（與此同時訓(xùn)練其他動物），再重復(fù)下一次匹配訓(xùn)練。每天8次。
動物連續(xù)兩天的正確選擇次數(shù)達(dá)到15/16，則認(rèn)為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可以開始實(shí)驗(yàn)。如動物經(jīng)過30天訓(xùn)練仍然達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，則予以淘汰。
5）動物訓(xùn)練達(dá)標(biāo)后一天，給予一次匹配訓(xùn)練。所不同的是，強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練后，將T-形迷宮旋轉(zhuǎn)180度，再進(jìn)行上述開放臂的訓(xùn)練。這樣做的目的是評價動物是否為定位性操作（有賴于迷宮外信號）或反應(yīng)性操作（不依賴迷宮外信號）。
6）接著兩天，每天給予10次匹配訓(xùn)練，每次訓(xùn)練間隔為60s，用以評價動物的工作記憶操作。記錄進(jìn)入食物強(qiáng)化臂的次數(shù)和再次進(jìn)入非強(qiáng)化臂的次數(shù)。后者被認(rèn)為是工作記憶錯誤。正常健康年輕的大鼠幾乎每次均能準(zhǔn)確操作。當(dāng)操作穩(wěn)定、且選擇準(zhǔn)確率高（工作記憶錯誤少于10%）時，可進(jìn)行藥物測試或腦區(qū)毀損后的操作實(shí)驗(yàn)。
2、 T-形迷宮自主交替實(shí)驗(yàn)
1925年，Tolman首次報道了一個有趣的發(fā)現(xiàn)：在迷宮實(shí)驗(yàn)中，大鼠極少重復(fù)進(jìn)入迷宮的同一臂。大鼠以這種重復(fù)交替的方式探究周圍環(huán)境。因而，即使沒有食物獎賞，大鼠仍然保留對所探究區(qū)域有一定的新奇感。正常的交替操作與完整的工作記憶能力相一致。用藥理或解剖毀損的方法可改變這種交替操作行為。實(shí)驗(yàn)方法如下：
（1）充分撫摸大鼠 每天1~2min，連續(xù)5~7d。由于大鼠沒有被剝奪進(jìn)食，唯一對大鼠有驅(qū)動作用的是其探究迷宮的欲望。因此，動物必須對實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)環(huán)境完全適應(yīng)，沒有恐懼感。充分觸摸大鼠就顯得尤為重要。
（2）將大鼠放入T-形迷宮的主干臂；打開閘門，讓大鼠離開主干進(jìn)入一個目標(biāo)臂（四肢進(jìn)入臂內(nèi)）。
（3）將大鼠放回主干臂，限其在臂內(nèi)一段時間（零倒數(shù)分鐘，但開始時設(shè)定5s比較合適）。
（4）將第2和第3步的操作重復(fù)9次，記錄進(jìn)入每一臂的次數(shù)。對照大鼠在每一實(shí)驗(yàn)間期（共10次訓(xùn)練）內(nèi)應(yīng)交替選擇兩目標(biāo)臂。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述為同一實(shí)驗(yàn)間期內(nèi)交替次數(shù)除以總的選擇次數(shù)。當(dāng)使用藥物或相關(guān)腦區(qū)毀損等方法減弱記憶力時，這個比率下降。
「注意事項(xiàng)」
1．大鼠和小鼠具有良好的空間辨別功能，能很快學(xué)會并準(zhǔn)確操作迷宮。因此，T-形迷宮和放射臂迷宮均被廣泛用于測試動物的空間記憶能力。T-形迷宮用于研究不同腦區(qū)對空間記憶的影響。它對某些腦結(jié)構(gòu)，尤其是海馬的毀損作用敏感。此外，許多藥物或毒素都可增強(qiáng)或削弱動物在T-形迷宮的空間記憶。實(shí)驗(yàn)所用的動物除大鼠和小鼠外，還包括豬、羊、烏龜和鴿子等。
2．動物選擇的準(zhǔn)確性與兩次選擇之間的間隔及每一訓(xùn)練間期內(nèi)的選擇訓(xùn)練次數(shù)等有關(guān)。正常動物經(jīng)短時間的間隔（例如5s），其選擇準(zhǔn)確性非常高。而經(jīng)過極長時間的間隔（例如超過1h），其選擇接近隨機(jī)性操作。強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練后。如只給一次目標(biāo)臂選擇，準(zhǔn)確性通常很高。但是，如給予多次選擇，則選擇次數(shù)越多，準(zhǔn)確性越差。
3．嚙齒類動物有單向偏愛的特性。這種單向偏愛與動物種屬和品系有關(guān)。例如，C57BL/6J小鼠、ICR小鼠和Purdue-Wistar大鼠更偏愛左側(cè)，而Spague-Dawley大鼠和Wistar大鼠更偏愛右側(cè)。研究表明，超過2/3的雄性Spague-Dawley大鼠偏愛右側(cè)，而偏愛左側(cè)的不到1/5。這種單向偏愛可影響對動物學(xué)習(xí)記憶的評價。
4．主干臂的閘門是T-形迷宮的重要特征。它既可用于在兩次選擇之間將動物限制在起始箱內(nèi)一定的時間，也可防止動物在兩次選擇訓(xùn)練之間探究迷宮。因此，兩次選擇訓(xùn)練之間應(yīng)將動物迅速放回主干臂內(nèi)的起始箱。這一點(diǎn)很重要，它可確保動物不會去探究對側(cè)目標(biāo)臂。
5．當(dāng)動物對迷宮或?qū)嶒?yàn)者的應(yīng)激恐懼超過其對探究和覓食的渴望程度時，動物對迷宮的探究減少，甚至呆在迷宮某處不動而不去探究迷宮。這種恐懼表現(xiàn)為動物在迷宮內(nèi)排便和排尿；當(dāng)抓它時，動物還會發(fā)出尖叫聲。因此，足夠的應(yīng)激適應(yīng)是必要的。否則，如果動物在迷宮內(nèi)不進(jìn)行臂的選擇，就無從得知它的記憶力是正常還是減弱。T迷宮-學(xué)習(xí)記憶的行為學(xué)研究方法（3）為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，后續(xù)還會進(jìn)一步介紹更多的迷宮實(shí)驗(yàn)。
T迷宮現(xiàn)已廣泛用于動物的空間學(xué)習(xí)、交替行為、條件識別學(xué)習(xí)和工作記憶的研究，是心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中常用的工具，對于了解學(xué)習(xí)和記憶過程以及認(rèn)知功能的神經(jīng)基礎(chǔ)非常有價值。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)采用賽昂斯T迷宮視頻分析系統(tǒng)研究小鼠的空間記憶能力。
 |
 |
1、鋁合金、不銹鋼、透明或黑色有機(jī)玻璃攝像系統(tǒng)
2、采用視頻攝像跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程的自動化
3、可定時錄制視頻圖象，以多種方式顯示指標(biāo)
4、視頻文件格式支持AVI壓縮格式，壓縮比率高
5、面向科研和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI），能夠記錄原始的視頻圖像
6、可在星光條件下進(jìn)行視頻分析，對動物的干擾更小
7、軌跡點(diǎn)坐標(biāo)序列數(shù)據(jù)和指標(biāo)結(jié)果可導(dǎo)入到Excel，并進(jìn)行直方圖\曲線\軌跡的處理，方便用戶在SPSS、SAS等生物分析統(tǒng)計(jì)軟件中作進(jìn)一步分析處理
8、用戶可設(shè)置彼此獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存檔文件夾， 便于實(shí)驗(yàn)資料管理
9、避免了人工計(jì)數(shù)引入的誤差和對實(shí)驗(yàn)動物的干擾，實(shí)驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性可靠
10、自動生成軌跡圖、軌跡坐標(biāo)點(diǎn)和指標(biāo)結(jié)果的實(shí)時顯示
11、提供完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫功能，作為研究的真實(shí)記錄和今后進(jìn)行教學(xué)演示的素材
12、支持升級為全自動電動門，自動給食
實(shí)驗(yàn)用雄性成年大鼠。飲水不限，但進(jìn)食控制在每天16~20g，以使體重保持在非進(jìn)食大鼠體重的85%。在整個訓(xùn)練和測試期間，大鼠體重每周增加不超過5g。
實(shí)驗(yàn)方法
這里介紹傳統(tǒng)T-形迷宮實(shí)驗(yàn)和T-形迷宮自主交替實(shí)驗(yàn)。
1、 傳統(tǒng)T-形迷宮實(shí)驗(yàn)
（1）適應(yīng) 在T-形迷宮臂內(nèi)分撒6粒食丸（45g），讓大鼠適應(yīng)迷宮5min，每天一次，連續(xù)5天。
（2）強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練 將大鼠放入主干臂的起始箱，打開閘門，讓大鼠進(jìn)入迷宮的主干臂。隨機(jī)、交替選擇左右兩臂之一放入4粒食丸，同時關(guān)閉另一臂，使動物被迫選擇食物強(qiáng)化臂并完成攝食；每天6次，連續(xù)4天。
（3）延遲位置匹配（delayed matching-to-position,DMP）訓(xùn)練
1）將動物放入閘門關(guān)閉的起始箱，打開閘門，讓動物進(jìn)入主干臂。
2）關(guān)閉一側(cè)目標(biāo)臂，強(qiáng)迫動物進(jìn)入另一側(cè)開放臂以獲得2粒食丸獎賞。
3）立即（最短延遲，少于5s）將動物放回主干臂，開始匹配訓(xùn)練中的第二次訓(xùn)練；此時兩個目標(biāo)臂均開放。動物將兩前肢和至少兩后肢的一部分置于一個目標(biāo)臂時完成“一次選擇”。動物返回到強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練時進(jìn)入過的臂則獲得食物獎賞（4粒食丸），記錄一次正確選擇；若動物進(jìn)入另一臂，則沒有食物獎賞，并且將其限制在該臂內(nèi)10秒，記錄一次錯誤選擇。
4）一次匹配訓(xùn)練結(jié)束后將動物放回籠內(nèi)5~10min（與此同時訓(xùn)練其他動物），再重復(fù)下一次匹配訓(xùn)練。每天8次。
動物連續(xù)兩天的正確選擇次數(shù)達(dá)到15/16，則認(rèn)為達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，可以開始實(shí)驗(yàn)。如動物經(jīng)過30天訓(xùn)練仍然達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，則予以淘汰。
5）動物訓(xùn)練達(dá)標(biāo)后一天，給予一次匹配訓(xùn)練。所不同的是，強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練后，將T-形迷宮旋轉(zhuǎn)180度，再進(jìn)行上述開放臂的訓(xùn)練。這樣做的目的是評價動物是否為定位性操作（有賴于迷宮外信號）或反應(yīng)性操作（不依賴迷宮外信號）。
6）接著兩天，每天給予10次匹配訓(xùn)練，每次訓(xùn)練間隔為60s，用以評價動物的工作記憶操作。記錄進(jìn)入食物強(qiáng)化臂的次數(shù)和再次進(jìn)入非強(qiáng)化臂的次數(shù)。后者被認(rèn)為是工作記憶錯誤。正常健康年輕的大鼠幾乎每次均能準(zhǔn)確操作。當(dāng)操作穩(wěn)定、且選擇準(zhǔn)確率高（工作記憶錯誤少于10%）時，可進(jìn)行藥物測試或腦區(qū)毀損后的操作實(shí)驗(yàn)。
2、 T-形迷宮自主交替實(shí)驗(yàn)
1925年，Tolman首次報道了一個有趣的發(fā)現(xiàn)：在迷宮實(shí)驗(yàn)中，大鼠極少重復(fù)進(jìn)入迷宮的同一臂。大鼠以這種重復(fù)交替的方式探究周圍環(huán)境。因而，即使沒有食物獎賞，大鼠仍然保留對所探究區(qū)域有一定的新奇感。正常的交替操作與完整的工作記憶能力相一致。用藥理或解剖毀損的方法可改變這種交替操作行為。實(shí)驗(yàn)方法如下：
（1）充分撫摸大鼠 每天1~2min，連續(xù)5~7d。由于大鼠沒有被剝奪進(jìn)食，唯一對大鼠有驅(qū)動作用的是其探究迷宮的欲望。因此，動物必須對實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)環(huán)境完全適應(yīng)，沒有恐懼感。充分觸摸大鼠就顯得尤為重要。
（2）將大鼠放入T-形迷宮的主干臂；打開閘門，讓大鼠離開主干進(jìn)入一個目標(biāo)臂（四肢進(jìn)入臂內(nèi)）。
（3）將大鼠放回主干臂，限其在臂內(nèi)一段時間（零倒數(shù)分鐘，但開始時設(shè)定5s比較合適）。
（4）將第2和第3步的操作重復(fù)9次，記錄進(jìn)入每一臂的次數(shù)。對照大鼠在每一實(shí)驗(yàn)間期（共10次訓(xùn)練）內(nèi)應(yīng)交替選擇兩目標(biāo)臂。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述為同一實(shí)驗(yàn)間期內(nèi)交替次數(shù)除以總的選擇次數(shù)。當(dāng)使用藥物或相關(guān)腦區(qū)毀損等方法減弱記憶力時，這個比率下降。
「注意事項(xiàng)」
1．大鼠和小鼠具有良好的空間辨別功能，能很快學(xué)會并準(zhǔn)確操作迷宮。因此，T-形迷宮和放射臂迷宮均被廣泛用于測試動物的空間記憶能力。T-形迷宮用于研究不同腦區(qū)對空間記憶的影響。它對某些腦結(jié)構(gòu)，尤其是海馬的毀損作用敏感。此外，許多藥物或毒素都可增強(qiáng)或削弱動物在T-形迷宮的空間記憶。實(shí)驗(yàn)所用的動物除大鼠和小鼠外，還包括豬、羊、烏龜和鴿子等。
2．動物選擇的準(zhǔn)確性與兩次選擇之間的間隔及每一訓(xùn)練間期內(nèi)的選擇訓(xùn)練次數(shù)等有關(guān)。正常動物經(jīng)短時間的間隔（例如5s），其選擇準(zhǔn)確性非常高。而經(jīng)過極長時間的間隔（例如超過1h），其選擇接近隨機(jī)性操作。強(qiáng)迫選擇訓(xùn)練后。如只給一次目標(biāo)臂選擇，準(zhǔn)確性通常很高。但是，如給予多次選擇，則選擇次數(shù)越多，準(zhǔn)確性越差。
3．嚙齒類動物有單向偏愛的特性。這種單向偏愛與動物種屬和品系有關(guān)。例如，C57BL/6J小鼠、ICR小鼠和Purdue-Wistar大鼠更偏愛左側(cè)，而Spague-Dawley大鼠和Wistar大鼠更偏愛右側(cè)。研究表明，超過2/3的雄性Spague-Dawley大鼠偏愛右側(cè)，而偏愛左側(cè)的不到1/5。這種單向偏愛可影響對動物學(xué)習(xí)記憶的評價。
4．主干臂的閘門是T-形迷宮的重要特征。它既可用于在兩次選擇之間將動物限制在起始箱內(nèi)一定的時間，也可防止動物在兩次選擇訓(xùn)練之間探究迷宮。因此，兩次選擇訓(xùn)練之間應(yīng)將動物迅速放回主干臂內(nèi)的起始箱。這一點(diǎn)很重要，它可確保動物不會去探究對側(cè)目標(biāo)臂。
5．當(dāng)動物對迷宮或?qū)嶒?yàn)者的應(yīng)激恐懼超過其對探究和覓食的渴望程度時，動物對迷宮的探究減少，甚至呆在迷宮某處不動而不去探究迷宮。這種恐懼表現(xiàn)為動物在迷宮內(nèi)排便和排尿；當(dāng)抓它時，動物還會發(fā)出尖叫聲。因此，足夠的應(yīng)激適應(yīng)是必要的。否則，如果動物在迷宮內(nèi)不進(jìn)行臂的選擇，就無從得知它的記憶力是正常還是減弱。T迷宮-學(xué)習(xí)記憶的行為學(xué)研究方法（3）為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，后續(xù)還會進(jìn)一步介紹更多的迷宮實(shí)驗(yàn)。
- 實(shí)驗(yàn)動物行為分析的技術(shù)困境與破局之道
- 肝臟運(yùn)動因子通過血管途徑逆轉(zhuǎn)衰老與阿爾茨海默病相關(guān)記憶衰退
- VitroCell與CULTEX在肺泡共培養(yǎng)模型中的真實(shí)對比
- 吸入的二氧化鈰納米顆粒在“疾病活動期”對肺損傷進(jìn)程的調(diào)節(jié)作用
- COPD造模方法深度解析：三種主流方法的標(biāo)準(zhǔn)化操作流程及選擇
- 從斑馬魚到脊髓損傷模型：自動化行為分析如何重塑神經(jīng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)范式
- 輻照平臺應(yīng)用：iMSC修復(fù)放射性腦神經(jīng)元損傷研究
- 文獻(xiàn)解讀：急性應(yīng)激發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用的脊髓環(huán)路機(jī)制研究
Copyright(C) 1998-2026 生物器材網(wǎng) 電話：021-64166852;13621656896 E-mail：info@bio-equip.com