实验:水迷宫

一座辛辛那提水迷宫的示意图。题目可以是从A至B，或从B至A。

水迷宫（water maze），是一种用来测验动物记忆的实验设备，其中的路径充满了水，使动物具有逃脱的动机 。

实验目的

• 使用水迷宫，来测试老鼠是否能学习或记忆，以及其学习或记忆的能力的程度。

实验原理

• 虽然老鼠是天生的游泳健将，但是他们却厌恶处于水中的状态，他们便会本能地寻找水中的休息场所。寻找休息场所的行为涉及到一个复杂的记忆过程，包括收集与空间定位有关的视觉讯息，再对这些讯息进行处理、整理、记忆、加固，然后再取出，目的是能成功的航行且找到藏在水中的站台，终从水中逃脱。
• Morris 水迷宫是英国心理学家Morris 于20 世纪80 年(1981)代初设计并应用于脑学习记忆机制研究的一种实验手段,其在动物行为研究中的应用非常普遍。较为经典的Morris水迷宫,测试程序主要包括定位航行试验和空间探索试验两个部分。
• 其中定位航行试验(place navigation)历时数天,每天将大鼠面向池壁分别从4 个入水点放入水中若干次,记录其寻找到隐藏在水面下平台的时间(逃避潜伏期,escape latency)。
• 空间探索试验(spatial probe)是在定位航行试验后去除平台,然后任选一个入水点将大鼠放入水池中,记录其在一定时间内的游泳轨迹,考察大鼠对原平台的记忆。

实验器材

• 1. 圆形大水池：水池中有一根柱子，上面有一小平台供老鼠休息。
• 2. 白色奶粉︰水中要撒白色奶粉，使得水跟小黑鼠的颜色对比较为鲜明，让电脑可以区别；还使水混浊，让老鼠不能依靠视觉找到平台。
• ※“水中物质”的演进史：起初水池使用颜料混色，但因为是化学物质，小黑鼠喝进水后会对身体有害，因此改为奶粉，但之后又发现小黑鼠都变胖了，最终改为无脂奶粉。
• 3. 爱的小手：当小老鼠超过一分钟还找不到圆柱时，将它指引到平台上做休息。
• 4. 黑色小老鼠：本实验的实验对象
• 5. CDC 摄影机和Water Maze 计算机程序：用来记录老鼠在水中行进的起点、终点、经过的路径以及所花费的时间。

实验步骤

• 1.先让老鼠在透明的水槽中游泳，让它知道有可以停靠的平台。之后在水中撒奶粉，使水色与老鼠有明显的颜色区隔。
• 2. 电脑打开The Track Mot BW 程式
• 3. 按下image position, 再按下online 启动摄影机
• 4. 按下stop,再按下calibration（1:1）测量水槽半径
• 5. 目测出圆心，用红色圆圈将平台位置与大小框起来，选择目标物以标示图案，并设定timelimit（超过此limit 时间就要将老鼠捞起来），最后用摄影机分析背景影像
• ※经过以上步骤，电脑只会自动侦测大圆圈内（水池内）以及小圆圈（平台），忽略圆圈外的背景。
• 6. 抓小老鼠，放入大水槽中，并同时按钮计时。
• 7. 用电脑观察小老鼠，当老鼠到达平台上，按下外接按钮停止计时。
• 8. 若老鼠在time limit 内没有游到平台上，电脑会自动停止计时。此时就用爱的小手把它推到平台上。让他休息0.5-1min，让他记下平台位置。
• 9. 把它抓起来，擦干，放在灯泡下以防失温。
• 10.抓下一只，重复以上步骤。
• ※从数据上来看，小黑鼠找到平台的时间，训练过后有短许多，因此小黑鼠明显有学习能力。