研究發現:站台顏色變化對Morris水迷宮實驗有重要影響

腦聲常談 發佈 2022-05-29T02:32:01.697294+00:00

但國外研究表明,大鼠視網膜細胞含有兩種視色素,在暗適應中對510 nm藍光和360 nm紫外光敏感。結合本研究發現,在用遮光布圍起來的水池黑暗環境中,實驗中使用的藍色平台比通常的白色平台更靈敏。

長期以來,老鼠被認為是色盲,它們的行為不會因為周圍環境的顏色變化而改變。但國外研究表明,大鼠視網膜細胞含有兩種視色素,在暗適應中對510 nm藍光和360 nm紫外光敏感。結合本研究發現,在用遮光布圍起來的水池黑暗環境中,實驗中使用的藍色平台比通常的白色平台更靈敏。老鼠在水池中時,通過觸覺、嗅覺、本體感覺、視覺等感覺器官做出相應的定位參考。然後將信息通過各種感覺通路傳到大腦進行分析分類,最終形成記憶。在這個實驗中,記憶獲取的速度顯示了找到水下平台所需的時間長度。

當大鼠在水池中的藍色平台和白色平台附近游泳時,可能會感受到反射光的不同顏色差異,並結合周圍的參照物,向大腦傳遞不同的信息,最終導致不同的水迷宮檢測結果。此外,我們發現藍色平台與池壁和老鼠體表的顏色形成鮮明對比,更有利於在攝像頭的黑暗環境下追蹤游泳軌跡和採集數據,比白色平台更具可行性。

英國心理學家莫里斯設計了一個水迷宮,並用它來研究老鼠獲得和保持記憶的能力。通過被動迫使動物游泳,它們可以在水迷宮中找到隱藏的平台。實驗者通過計算機分析測試實驗動物對空間定位的學習記憶能力,如尋找平台的時間和軌跡、穿越平台的次數、在目標象限的時間百分比、首次到達平台的時間等,從而判斷實驗動物的記憶功能。隨著實驗技術的進步和發展,水迷宮訓練時間、游泳次數、水溫、平台形狀等因素的影響已有不同報導,但平台顏色發生了變化。本實驗探討了平台顏色的變化對水迷宮實驗成績的影響,為優化水迷宮實驗提供了依據。

Morris水迷宮

本實驗所用的水迷宮是一個直徑為180 cm、高50 cm、深30 cm的圓形水池,池水溫度在(251)之間。水迷宮通過水池中點的垂直連線分為東(E)、南(S)、西(W)、北(N)四個象限。白色平台和藍色平台(圖1,印章3)都放置在東北(NE)象限的中心,水面以下約0.5厘米,池內表面為黑色。燈罩環繞著水池的四周和頂部,附在支撐窗簾布的柱子上。一個攝像系統被放置在燈罩頂部的中央,並連接到計算機主機上進行顯示。通過處理和分析系統,可以獲得大鼠的各種實驗參數。實驗過程中,周圍環境保持不變,避免噪音,以免影響實驗結果。

實驗方法和觀察指標

空間實驗:所有大鼠在6天內每天參加4次訓練。隨機選擇發射象限,將大鼠放入水中,背對池壁旁邊的水池中心,開始實驗。如果大鼠在90 s內進入水中,觸摸並登上平台,記錄相應的時間,即為潛伏期;如果大鼠在90秒後接觸並登上平台,潛伏期記錄為90秒。大鼠爬上平台並在平台上休息15秒。記錄並分析各組大鼠的游泳軌跡和潛伏期。太空探索實驗:在6天的太空航行後,取出隱藏的平台,將大鼠從西南(SW)象限放入水池中,背對水池中心。在60秒內記錄並分析游泳速度、穿越原平台次數、在平台象限滯留時間百分比和首次穿越原平台時間。

實驗討論

Morris水迷宮廣泛應用於各個領域,如大鼠實驗模型的評價,認知功能相關藥物的研究[9]等。是測試學習記憶能力獲得和保持的經典方法。水迷宮雖然操作簡單,但還是會受到各種因素的干擾,比如動物種類、性別等。而且訓練的形狀、顏色、長短、次數都沒有統一的標準。實驗發現,改變平台顏色可以顯著縮短大鼠潛伏期,提高其學習記憶能力,提高水迷宮實驗效率

兩組大鼠在太空航行第一天的訓練潛伏期和太空探索第七天的游泳速度沒有顯著差異,說明兩組大鼠的一般情況和運動能力沒有顯著差異。逃避潛伏期是空間實驗中最常用且相對穩定的參數,大鼠的記憶獲得能力可以用它來表示。從第1天到第6天,藍色組的平均逃避潛伏期比白色組短,第3天和第4天的差異有統計學意義,提示改變平台的顏色會加快實驗動物的學習能力,快速達到穩定狀態,而記憶保持能力要通過空間探索實驗來考察。空間探索實驗結果表明,白色組和藍色組的目標象限百分比、跨平台次數和首次跨平台時間無統計學意義,明顯偏好目標象限,提示一定次數訓練後平台顏色的變化對大鼠記憶能力的保持無明顯影響。縮短太空航行實驗時間後,不同顏色平台對太空探索實驗結果的影響有待進一步研究。

目前,水迷宮中各種因素的作用機制仍有爭議,從動物的選擇,方法的實施,實驗設施的選擇到最後的統計分析的整個過程都是不確定的。但是從全局來看,使用簡單高效的實驗可以減少操作中的誤差,最大程度的排除干擾,減少人力物力的支出。改變平台的顏色可以提高實驗動物的學習能力,快速達到穩定狀態,使水迷宮對學習記憶的機制探討和藥理研究更有效率。

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