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【北京大小鼠Morris水迷宫巴恩斯迷宫跑台旷场疼痛学习认知行为学实验委托技术服务】 目的 探讨三种品系小鼠在 Morris 水迷宫实验技术外包服务中的学习记忆能力差异，为与改善学习记忆能力相关新药研究的实验动物选择提供参考。北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务方 法 选 用 C57BL /6 小 鼠、昆 明 种 小 鼠 和 ICR 小 鼠，进行定位航行实验(5 d)、空间搜索实验(1 d)和工作记忆实验(4 d) ，考察其学习记忆能力。北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务结果 定位航行实验从第 3 天 起 C57BL /6 小鼠的潜伏期明显小于昆明种小鼠和 ICR 小鼠( P < 0. 01) ;空 间 搜 索 实 验 C57BL /6 小鼠穿过原平台位置的次数、 在原平台象限游程比率和时间比率均明显多于昆明种小鼠和 ICR 小鼠( P < 0. 05) ;北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务动物每天工作记忆实验的潜伏 期随测试次数增加而缩短，C57BL /6 小鼠缩短的较昆明种小鼠和 ICR 小鼠稍多。结论 C57BL /6 小鼠的空间 参 考 记忆能力与工作记忆能力均优于昆明种小鼠和 ICR 小鼠，且非空间因素对其学习记忆能力的评价干扰较小，可作为优先选择的水迷宫实验动物。
【关键词】 品系差异;小鼠Morris水迷宫实验;参考记忆;工作记忆
北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务(Morris water maze test)是一种评价空间学习记忆能力的经典方法，在二十多年来的广 泛 应 用 中 实验方法不断改进及创新 ，北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务实验对象也从最初的大鼠扩展到小鼠、人类(虚拟迷宫)。对于使用最多的大鼠、小鼠不同品系间 的水迷宫学习记忆能力的比较已有报道 ，但都只考察了空间参考记忆能力，主要采用经典的定位 航行实验和空间搜索实验方法 ，对于近年来逐渐 发展的工作记忆方面却并未涉及。北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务实验采用常用的 C57BL /6小鼠、昆明种小鼠和ICR 小 鼠，除比较它们在 Morris 水迷宫实验中参考记忆能力的差异外，还通过工作记忆实验考察三种小鼠的工作记忆能力，以期为水迷宫实验动物的选择提供参考。
1 北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务材料与方法
1. 1 实验动物与分组C57BL /6小鼠和ICR小鼠，购自至善（北京）健康医学研究院有限公司，昆明种小鼠( KM) ，购自 中 国 医 学 科 学 院 实 验 动 物 研 究所，3种小鼠均为雄性，健康，购入时为6周龄，适应性饲养 12d 后进行Morris 水迷宫实验。分组:①C57BL /6 小 鼠 30 只，实 验 前 1 天 体 质 量 19 ～ 24 g;②KM 小 鼠 31只，实验前1天体质量34～40g;③ICR小鼠30 只，实验前1天体质量30～35g。实验室安静，自然 采 光，动 物 分 笼 饲 养，自 由饮食。
1. 2 北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务实验仪器小鼠 Morris 水迷宫视频分析系统由北京微宣科技有限公司提供。水池直径为120cm，高38cm。平台直径 6 cm，高14cm。按东南西北四个方 向将水池平均划分为4个象限 (NE、SE、SW、NW) ，象限池壁圆弧中点为可选的动物入水点，平台可置于任意一个象限的中央。图像 采集分析系统记录动物游泳轨迹数据，用于指标的 提取及分析。
1. 3 北京大小鼠Morris水迷宫行为认知记忆学习能力实验服务实验方法
1. 3. 1 定位航行实验( place navigation) :历时 5 d，实验前 1 天不放置平台，让小鼠自由游泳 2 min。正式实验时将平台固定在SE象限，位于水面下1. 5 cm，水温稳 定 在(25 ± 0. 5)℃ 。实 验 室 中 的 物 品 和 人员的位置在实验期间固定不变，作为动物的空间 参照物。每天测试 4 次，每次从不同的入水点将动 物面向池壁放入水中(入水点顺序以半随机的方法安排，以免 动 物 按 向 左 或 向 右 的 方 法 去 定 位 ，同 一次测试中所有动物的入水点相同) ，检 测 时 间 为 60 s，在平台上停留超过 2 s 则判为寻台成功，将动 物从入水到寻台成功所需的时间记作逃避潜伏期， 若60s内未找到平台则潜伏期记为60s。每次测试 前先将动物置于平台上停留 15 s( 称为适应) ，测试完毕不论寻台是否成功均适应10s。计算每天潜伏 期平均值，以评价动物空间记忆的获得能力。
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1. 3. 2 空 间 搜 索 实 验( spatial probe) :定 位 航 行 实 验结束次日，拆 除 平 台，选 择 NW 象 限 作 为 入 水 象 限，通过动物在 60 s 内 穿 过 原 平 台 位 置 的 次 数、原 平台象限游程比率及时间比率(即动物在原平台象 限的游程及时间占总游程及总时间的比率) 来评价 动物的空间记忆能力。
1. 3. 3 工作记忆实验( spatial working memory) : 空 间搜索实验结束次日开始，历时4d，每天变换一次 平台的位置(依次位于 SW、NE、NW、SE 象限) ，测试 前不予适应，测试后适应5s，其余实验过程同定位 航行实验。以每次测试的潜伏期来评价动物的工作 记忆能力。 注:P < 0. 01，P < 0. 001，与 C57BL /6 小鼠比较。图1三种品系小鼠水迷宫实验结果(定位航行) Note: P < 0. 01 and P < 0. 001，compared with C57BL /6 mice Fig. 1 Results of Morris water maze ( place navigation) test in the three species of mice
1. 4 统计学处理方法 实验结果以均数 ± 标准误( x珋± s ) 表 示，使 用 SPSS13. 0 中 Repeated Measures 和 Multivariate 过 程 对相应指标进行重复测量方差分析及多元方差分 析［11］ ，差异显著水平设为双侧 α = 0. 05。
2 结果
2. 1 定位航行实验 三种品系小鼠的潜伏期随训练天数增加而逐渐缩短，前 5d 的总体学习成绩的组间差异有统计学意 义( F = 15. 968，P < 0. 001)。两 两 比 较 结 果 显 示， 自第 3 天 起，C57BL /6 小 鼠 的 潜 伏 期 明 显 短 于 KM 和 ICR 小鼠(P < 0. 01) ;而 KM 和 ICR 小 鼠 之 间 则 无明显差异(图 1)。进一步对组内各时间点的潜伏 期进行两两比较，结果显示，三种品系小鼠第 1 ～ 3 天潜伏期之间的差异均有统计学意义( P < 0. 05 ) ， 而第 4、5 天潜伏期之间差异无显著性，提示其学习 成绩已基本稳定。
2. 2 空间搜索实验 三个品系小鼠穿越原平台位置的次数、原平台 象限游程比率和时间比率上的差异有统计学意义 ( F = 3. 218，P < 0. 001)。C57BL /6 小鼠的穿台次 数较 KM 和 ICR 两组多( P < 0. 05) ，且原平台象 限 游程比率和时间比率明显高于其他两组，差异有显 著性(P < 0. 001) ，而 KM、ICR 小鼠之间上述三种指 标均无明显差异(表 1) ，提示 C57BL /6 小鼠对原平 台的空间位置记忆能力比 KM 和 ICR 小鼠强。
2.3 工作记忆实验 三种品系小鼠前 3 d 的潜伏期并未随训练天数 增加而缩短，而在第 4 天它们的潜伏期均明显缩短， 考虑与平台位置同定位航行实验中一致有关。如图 2 所示，各组每天的潜伏期都有随测试次数增加而缩短的趋势，而 C57BL /6 小鼠缩短的较其他两种小 鼠稍多。同时观察到，每天各组的平台所在象限游 程 比 率、时 间 比 率 随 测 试 次 数 有 增 加 的 趋 势， C57BL /6 小鼠与其他两种小鼠间的差异有统计学意 义(P < 0. 05，具体数据未附上)。
3 讨论
参考记忆存储固定不变的信息，可由反复训练 获得，并可保持几天到几个月。定位航行实验和空 间搜索实验均基于参考记忆，前者考察动物的空间 学习获得能 力，后者考察其空间记忆保持能力。 本次实验发现在参考记忆能力方面，C57BL /6 小鼠 表现较好，这 与 已 有 的 研 究 结 果 相 一 致。在 定 位航行实验中，三种品系小鼠自第 4 天起潜伏期已 基本稳定，提示与本实验相同周龄、品系的小鼠若采 用本实验方法可考虑训练 4d。在空间搜索实验中， 除经典的评价指标穿台次数外，我们同时采用了原 平台象限时间比率和游程比率两个指标，发现这两 个指标 C57BL /6 小鼠与其他两种小鼠的差异更加 明显，提示在区别不同品系小鼠的参考记忆能力的 差异方面，这两个指标可能较穿台次数更加敏感。
与参考记忆不同，工作记忆具有暂存性，对复杂 的认知工作(如语言理解、学习和推理) 所必需的信 息进行临时存 储 和 处 理，其 容 量 有 限，为 了 在 正 确的时间使用正确的信息，需忽略以前的相关信息。 工作记忆实验中，平台的位置每天变换，当天第一次 测试中动物需对新平台位置进行临时存储，并将此 信息用于随后的三次测试。本实验中，我们观察到 前 3 d 尽管平台已不在 SE 象限，第一次测试时三个 品系的小鼠几 乎 都 会 先 在 SE 象 限 寻 找 平 台，之 后 有一部分会去前日平台所在象限寻找，这个现象在 C57BL /6 小鼠上尤为明显。一旦寻台成功，在 当 日 随后的测试中 C57BL /6 小鼠都能较快的找到平台。 第 4 天三个品系小鼠的潜伏期明显短于前 3 d，考虑 与之前定位航行实验中形成的参考记忆有关(平台 位置相同)。从 实 验 结 果 可 以 看 出，C57BL /6 小 鼠 的工作记忆能力较 KM 小鼠和 ICR 小鼠稍强。
参考记忆与工作记忆属于两种不同的记忆系 统。二者的损 害 未 必 会 同 步 发 生，如 Frick 等［9］研 究发现，与 4 月 龄 Fischer-344 的 大 鼠 相 比，11、17、 24 月龄大鼠 均 有 参 考 记 忆 能 力 的 损 害，而 只 有 24 月龄大鼠 出 现 工 作 记 忆 能 力 的 损 害。本 次 实 验 发 现，不同品系小鼠在参考记忆和工作记忆上的差异 大小不等，它们在工作记忆上的差异要小于参考记 忆的差异。
同时我们在实验中观察到部分 KM 小鼠与 ICR 小鼠有时会出现漂浮不动及攀爬的情况，且多位于 池壁附 近，随 着 测 试 次 数 的 增 加 而 有 所 减 少。而 C57BL /6 小鼠则极少出现漂浮不动及攀爬的情况， 这可 能 是 由 于 它 们 对 水 迷 宫 的 应 激 反 应 不 同 引 起。这种非 空 间 因 素 在 一 定 程 度 上 影 响 了 对 其 学习记忆能力的判断。
综上所述，C57BL /6 小鼠、KM 小鼠和 ICR 小鼠 都能完成 Morris 水迷宫的定位航行实验、空间搜索 实验和工作记忆实验。在 Morris 水迷宫实验中可优 先考虑选用综合表现良好的 C57BL /6 小鼠，若选用 其他两种小鼠，则可在实验初先采用线索学习、非空 间预训练等方法对非空间因素的干扰进行控制， 再继续进行学习记忆能力的检测。
不同鼠种在Morris水迷宫学习记忆行为中的种属差异
目的研究三种鼠在Morris水迷宫中空间学习与记忆能力的种间差异。方法选成年SD大鼠、C57/BL小鼠和昆明种小鼠,以相同实验条件进行5d的Morris水迷宫学习与记忆测试,包括前4d的隐藏平台获得实验和第5天的空间搜索实验。结果 三组动物寻找隐藏平台的逃避潜伏期均迅速下降,第2天C57/BL小鼠和SD大鼠的逃避潜伏期(25.19±4.09)s和(27.87±5.09)s明显低于昆明种小鼠(42.76±4.70)s,第3天C57/BL小鼠(16.62±3.46)s仍显著低于与昆明种小鼠(34.69±3.07)s。目标象限游泳时间C57/BL小鼠(26.94±6.53)s明显长于SD大鼠和昆明种小鼠(19.98±5.27)s和(17.53±7.29)s;游泳路径的区域百分比分布显示,C57/BL和昆明种小鼠在中心区最多,而SD大鼠在20％边缘区最多。结论 三种大小鼠采取不同的空间搜索策略;C57/BL小鼠是一稳定的、适于水迷宫实验的良好鼠种。
北京大鼠小鼠Morris水迷宫实验检测的记忆属性与方法学初探
Morris水迷宫是检测动物记忆水平的重要工具 ,结合应用Morris水迷宫开展对老年性痴呆防治研究的实践体会 ,探讨了Morris水迷宫所检测的记忆属性、检测程序和数据统计方法。提出在Morris水迷宫中检测到的可能是实验动物的一种长时的陈述性记忆 ,故强调在数据统计中应注意采取重复测量数据的统计方法进行分析
游泳训练次数对北京大鼠小鼠Morris水迷宫实验成绩的影响
目的探讨游泳训练次数对大鼠水迷宫成绩的影响。方法成年雄性SD大鼠36只,随机分为4次/d组(每天训练4次)和8次/d组(每天训练8次),连续训练6 d,记录每次训练的潜伏期作为学习成绩,第7天通过Morris水迷宫空间探索实验检测大鼠的空间记忆能力。结果定位航行实验显示随着训练次数的增加,4次/d组和8次/d组大鼠的逃避潜伏期与第1天相比均明显缩短,而8次/d组大鼠每天的潜伏期均短于4次/d组,但差异无统计学意义(P0.05),空间探索实验结果显示两组大鼠无明显差异(P0.05)。结论每天训练4次和每天训练8次,共训练6 d对大鼠空间学习记忆能力的影响无统计学差异,但每天训练8次组大鼠的学习能力提升速度快于每天训练4次组。
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