水迷宮的確是個極其考驗耐力和體力的活兒。作為神經行為學常用的實驗方法,特別是阿爾茨海默癥(Alzheimer Disease, AD)行為學界的“扛把子”,水迷宮在神經科學研究中可謂是出場率頗高。
什么是水迷宮?
水迷宮實驗是一種利用動物厭水天性,迫使動物尋找水中隱藏可站立平臺的實驗。并通過對小鼠尋找平臺所花費的時間進行統計分析,判斷動物對于空間位置和方向的記憶能力。該方法是由理查德-莫里斯(Richard Morris)于1981年發明,并在三年后對其實驗流程進行了進一步的完善,為了表示對發明者的紀念和尊重,人們把這種實驗叫做“莫里斯水迷宮(Morris Water Maze,WMW)”。
水迷宮應用領域
水迷宮(Water Maze)是目前阿爾茨海默病研究中使用得最多的行為學實驗方法,被廣泛應用于學習記憶、老年癡呆、海馬體等相關研究,涉及智力與衰老、認知藥物開發/篩選/評價、藥理學、毒理學、預防醫學等神經疾病和神經科學相關研究領域,是學習記憶研究中最受認可的經典實驗。以老年癡呆為例,隨著時間的推移,水迷宮實驗占比從5%提升到了39%。
應用領域:阿爾茨海默病、血管性癡呆、亨廷頓病、智力障礙、記憶類藥物評估
水迷宮的設備參數該如何設置?
但是和許多動物行為學實驗一樣,不同的論文中該實驗無論是在器材規格,實驗流程以及數據統計方面都有很大的差異,往往令人疑惑不解,搞不清楚水迷宮實驗到底有沒有統一的標準,哪些參數是可以更改的,哪些參數是需要慎重考慮的。
這是因為目前行業內沒有相對統一的標準,一百個人就可能有一百種實驗方案,進而導致了神經疾病研究中,尤其是神經退行性疾病,各種矛盾和無法重復的結果層出不窮。下圖中我將列舉出賽業生物行為學平臺水迷宮實驗設備參數,希望能讓大家對水迷宮實驗有一個大致的了解,對影響水迷宮實驗的各種因素做到心中有數。
水迷宮有哪些實驗流程?
在介紹實驗流程之前,我們需要了解水迷宮實驗的兩大要素,驅動力和考核內容。水迷宮的驅動力是小鼠本能對水環境的厭惡,這就驅使小鼠想要盡快逃離這個環境,其中略低于水面的平臺就可以讓小鼠基本達成逃離水環境的目標,因此小鼠有動力盡快找到這個平臺;而考核內容則是分析小鼠是不是能夠盡快學會用周圍的提示物(Cues)為線索找到水下平臺。絕大部分水迷宮實驗主要包括(但不限于)三個部分:可視平臺訓練、隱藏平臺訓練和空間探索實驗。
A:一般而言,水迷宮可分為可視平臺訓練、隱藏平臺訓練和空間探索實驗三個階段;
B:一般情況下,可視平臺實驗為期2天,隱藏平臺期為4-6天,最后一天撤掉平臺進行小鼠空間記憶的檢測;
C:在某些情況下完成B中的實驗之后,研究人員會對向放置平臺位置,再次進行重復隱藏平臺期和空間探索實驗,檢測小鼠重新產生正確記憶的能力。
除了上述提到的水迷宮之外,常見的大小鼠行為學實驗還有Y迷宮、轉棒、曠場、強迫游泳、高架十字迷宮等。通過行為學實驗對動物模型的學習記憶、精神情緒、運動協調能力等各方面進行綜合評價,可以幫助科研人員探索認知、情緒和運動等復雜的生命現象。我們根據這些行為學實驗各自的特點和適用領域,整理并制作了相關實操指南,歡迎大家掃碼保存學習。