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大家好!这期的玩转实验还是继续给大家介绍动物行为学实验。这一期的主角仍是迷宫实验中一种—八臂迷宫。八臂迷宫也叫放射臂迷宫(radial arm maze)),是最为常用的评价动物学习记忆能力的模型之一,由Olton等人于20世纪70年代中期建立。八臂迷宫主要用来检测药物或大脑受损状态下学习和记忆方面的表现。

实验原理

八臂迷宫的实验原理是实验动物利用迷宫内远端标记物所提供的位置信息,可以有效地确定放置食物的手臂,来研究动物空间参照记忆和工作记忆。需要注意的是有些影响下丘脑功能或造成食欲缺乏的药物(如苯丙胺),会影响迷宫中所采用的食欲动机,使动物不能很好的完成迷宫实验。

实验设备

主要为一个八臂放射迷宫,迷宫由8条臂和中央的八边形平台区组成。在每一臂的远端固定有一个装食物的杯子,在臂的近端即入口处安装有一个灯泡,可以照亮整个臂。另外有一个长管与每一个臂的食杯相连,方便实验者快速、无障碍地向食杯中添加食料。为了减少外部环境的干扰,迷宫的四面都用黑色布帘遮挡。在迷宫上方还装有一个摄像系统,可以与动物行为学分析软件连接。

实验方法



1、在实验开始前一天,对实验动物进行称重,之后禁食1天。实验期间,每天仅饲喂一定量的普通即可使实验动物的体重维持在非禁食状态下的85%左右

2、适应:禁食1天后,将动物逐个放在迷宫中央,让其在迷宫内自由探究5min,连续两天。期间迷宫内不放食料。

3、觅食训练:2天适应期结束后开始觅食训练。在随机选择的4个臂中放入食物,并开灯将臂照亮。将动物放入迷宫中央,让其随机进入一个亮臂,吃完臂内食物后,再在同一条臂内放入食物。动物再次进入同一臂并吃完食物后,关掉这一臂内的灯泡,且不再放食物。当动物分别进入4个亮臂,吃完8次食物(2次/臂),或动物在迷宫内10min仍未完成,则实验终止,训练完成。实验过程中需要记录动物的入臂情况(进入的哪个臂和入臂顺序)。如果动物进入了一个未照亮的臂,则记为1次入臂错误。

4、在训练下一只动物前,需要先清洁迷宫。觅食训练周期为15天,每天都应该随机选择放食物和照亮的4个臂。

5、探查训练( probe trial) :觅食训练结束后,需要进行3天的探查训练。方法是只随机选择一个臂放入食物并照亮。之后将动物放入迷宫,动物很快进入亮臂并吃掉里面的食物后,将该臂的灯关掉,立即随机选择另一臂,打开灯并放入食物,需要完成8个亮臂的训练。每次照亮的臂都是随机选择,所以在一次训练中,有的臂可能不只一次照亮。如果动物选择了未照亮的臂,则记录为入臂错误。

八臂迷宫的特点

1、如果动物本身存在运动问题,但仍然可以选择手臂,则可用该测试来区分运动障碍和空间学习。


2、由于实验动物不能自发完成迷宫,因此该实验需要进行预训练,这就增加了整个实验的周期。

3、为了让动物在实验过程中能够主动去寻找放有食物的臂,动物在实验期间必须轻度禁食。

注意事项

1、八臂迷宫可用于脑结构毁损后对动物学习记忆能力的观察。但如果需要进行药物作用的测试,动物就需要在觅食训练中、药物测试之前,达到连续3天中每天的入臂错误次数不超过1次的标准。如果训练进行了两个月,动物还达不到此标准,则予以淘汰。

2、由于纹状体尾状核毁损的动物行为操作能力下降,会出现正确入臂的比率低、错误率高的情况,并且会一直存在,而且不会随着训练增多而改善。因此,该实验不适用于纹状体尾状核毁损的这类动物。

3、小鼠放射迷宫设备和实验方法与大鼠类似,但迷宫规格应比大鼠迷宫小1/4~1/2,以免增加小鼠行为操作难度。

4、如果需要用该方法来进行工作记忆的测试,那么就需要在所有放射臂均放置食物,而不是随机选择4个臂放置食物。

5、慢性应激和性别会影响实验结果。例如,经过慢性应激的雄性大鼠的记忆力减弱,实验中会出现记忆错误频率增加。

6、实验过程中应该仅对动物进行轻度禁食,避免动物因营养不良而患病,同时淘汰掉身体状态不佳的动物。

7、实验期间应该去除或移动迷宫周围的物品,避免这些物品被动物用来作为空间定位的标志,使动物操作困难并降低迷宫臂选择的准确性。

8、恐惧和觅食是影响八臂迷宫实验的两大主要因素。如果实验动物过于恐惧,则会始终停留在迷宫某处而不去探究,从而影响实验结果。同样的,如果动物缺乏对食物的渴求也会产生类似结果。可通过增加对动物的抚摸或者加高迷宫臂的侧墙来帮助动物减轻恐惧。适当的减少喂食量,可增加动物的觅食。

9、八臂迷宫适合反复测试或长期记忆的测试。一般认为,工作记忆代表短期记忆,参考记忆代表长期记忆。

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