MORRIS水迷宫

Morris水迷宫分析系统

一、实验介绍

   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感和方向感（空间定位）的学习记忆能力。被广泛应用于学习记忆、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、神经生物学、动物心理学及行为生物学等多个学科的科学研究和计算机辅助教学等领域，在世界上已经得到广泛地认可，是医学院校开展行为学研究尤其是学习与记忆研究的经典实验。

二、实验装置

小鼠（Mice）    RD1101-MWM-M

通用（Rat&Mice）   RD1101-MWM-G

三、技术规格

1. 采用 Acrylonitrile Butadiene Styrene,High-density foam, Wave crest sponge，聚甲基丙烯酸甲酯板、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等材质制作，无毒无气味，可抽插、拆卸方便，易清洗。

2. 具有输入模块（触摸屏或键盘或启动开关、无线遥控等）、输出模块（显示屏、指示灯等），实验人员可进行不同通道异步启动及异步结束等复杂操作及方便监测，减少人力并提高了实验精度。

3. 采用InterVideo5.0编码AVI微损压缩，640×480分辨率下1GB/h，320×240分辨率下350MB/h

4. 摄像机系统采用1/3"SONY Super HAD CCD图像传感器，最低照度:0.1Lux/F1.2

5. 可在星光条件下进行视频分析，对动物的干扰更小

6. *可升级具备无线WIFI通信数据交换功能

9. 水池四个象限有不同符号的导航标识

10. *具备温度控制器：  含触摸液晶屏，实时显示水温和并根据设定温度进行恒温控制。  具备防干烧、防触电跳闸系统，保护人和动物安全。  电源电压: 220V±10% ~50HZ，负载电流: 16A。  温设范围：10~35℃，温控容差: ±1℃  先进的 PTC 高效加热模块， 功率：1200w。

四、软件介绍

1. 采用实验用户与访客登录设计，实验用户实验均需输入密码方可进入用户可设置彼此独立的实验数据文件，实验数据资料便于储存管理；

2. *软件支持RadioPowerOn功能

3. 具有多事件标记器，在处理时可人工修正轨迹误差，具有轨迹跟踪、事件记录及活动记录三种记录方式

4. *采用先进的Image Denoising、VACA、subtraction、Binarization algorithm、Edge measurement等技术，确保实验数据稳定可靠

5. 多时段分析，可对不同组间动物的不同时段的实验结果进行分段比较，便于观测药效。

6. *自定义实验名称、分组、动物编号及实验层次。软件可设置对实验训练方法提供每组一只、按组依次等多种实验训练方法，按预设值自动进行快速、多动物量的实验。同时除了提供单次录像外，还提供批量录像功能可快速简化提高实验效率。

7. 轨迹点坐标序列数据和指标结果可导入到Excel，并进行直方图\曲线\轨迹的处理,便于用户在SPSS、SAS等生物分析统计软件中作进一步分析处理

8. 面向科研和计算机辅助教学（CAI），能够记录原始的视频图像 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

五、实验指标

l 结果参数：总时间、总路程、平均速度，上台前时间（潜伏期）、路程、平均速度，各象限时间、路程，站台周边四个区时间、路程，水池中央区时间、路程，水池周边区时间、路程，初始角，穿越平台次数，上台情况总结，四象限活动百分比（第一象限活动路程、第一象限活动时间、第二象限活动路程、第二象限活动时间、第三象限活动路程、第三象限活动时间、第四象限活动路程、第四象限活动时间），上台前速度、中心活动路程、中心活动时间、周围活动路程、周围活动时间、站台周围范围I活动路程、站台周围范围I活动时间、站台周围范围II活动路程、站台周围范围II活动时间、站台周围范围III活动路程、站台周围范围III活动时间、站台周围范围IV活动路程、站台周围范围IV活动时间、站台穿越次数等50个指标和轨迹图，可参数化设置的探索策略软件自动判别。

六、实验范例

1．获得性训练（Acquisition phase）

1) 实验装置通常放置在安静宽敞的房间内，可在墙壁上悬挂一些圆形、三角形等物体作为动物的视觉线索（visual cues）。在设备周围拉上黑色围帘以阻隔实验者和受试动物。将实验装置分为4个象限，内注入自来水, 水高23 cm，水温保持在25±1.0°C；于其中一象限中心置一有机玻璃制圆形平台, 高度可调节, 直径10 cm（大鼠）或5 cm （小鼠）。，位于水面下1.5- 2 cm（大鼠）或1 – 1.5 cm，并根据所采用的动物毛色利用在水中加奶粉（黑色小鼠）或者用墨汁将池水染黑（白色大鼠）增强动物和周围环境的对比度，并隐藏站台。下面以大鼠为例简单介绍水迷宫实验。

2) 参照学习实验（cued learning test）：在水迷宫定位航行实验前，需要进行参照学习实验，检测不同组大鼠游泳能力、视觉状态的差异。将平台升出水面约1.5 -2 cm；大鼠从任一随即象限入水其寻找平台，找到平台后在平台上休息30 s，然后用同样实验方法立即开始下一次测试，测量找到平台所需要的时间。

3) 定位航行实验、（Navigation Test）：将大鼠随机地头朝池壁按东北、西北、东南、西南4 个入水点轻轻放入水池中。每次试验每只大鼠最多游泳90 s，让其找到水中隐藏的平台。记录大鼠自入水至找到平台四肢爬上平台所需的时间, 作为逃避潜伏期。大鼠爬上平台后,让其停留30 s; 若入水后给定时间内未能找到平台或未能爬上平台，则将时间记录为90 s，并且将其人为放置于平台上30 s, 然后从平台上取下休息30 s, 再进行下一次训练。按此方法每只动物每天训练4次，连续训练4-6天。

4) 统计学处理：对于定位航行实验，将每只动物每一天四次检测时找到平台所需时间和游泳距离取均值，使用SPSS软件，数据采用two-repeated ANOVA分析；对于空间探索实验，将每次动物两次测试成绩分别取均值，不同动物组间采用one-way ANOVA分析；对于参照学习实验，将每只动物的四次检测成绩取均值，组间采用one-way ANOVA分析。

3．对位训练（reveral phase） 

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。

4．对位探查训练（probe trial 2）

最后一次对位训练的第二天进行。方法与上述探查训练类似。记录动物60s内动物在目标象限（平台第二次所在区）所花时间和进入该区的次数。

注意事项

a) 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。

b) 如用小鼠，除游泳池尺寸约为大鼠的50%以外，平台直径也较少（187.5px）。实验方法与大鼠类似，但训练周期较短。一般获得性训练3天共训16次（第一天4次，后两天每天6次；两次训练之间的间隔5~10min，第四天为探查训练，第五、六天为对位训练，每天训练六次，第七天为第二次探查训练。

c) 如用肉眼观察，在所有试验过程中试验着始终坐在同一位置，距离泳池最近的边缘约1500px。

d) 每天在固定时间测试。操作轻柔，避免不必要的应激刺激。

e) 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。

f) 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。

g) 游泳对动物是一个较大的应激刺激，可引起神经内分泌的变化。这些变化可能对实验结果造成干扰。对老年动物，严重时可诱发心血管疾病而导致卒中甚至死亡。因此，必要时可将动物多次放入泳池或适当延长其游泳时间以增加动物对游泳的适应能力。

h) 当用牛奶或奶粉搅浑泳池的水时，要定期换水以免水腐败变质；如用白漆达到同样目的时，必须确保白漆对动物没有毒性