Morris水迷宮

一、Morris水迷宮分析系統實(shí)驗介紹  

Morris水迷宮（Morriswatermaze,MWM）實(shí)驗是一種強迫實(shí)驗動(dòng)物（大鼠、小鼠）游泳，學(xué)習尋找隱藏在水中平臺的一種實(shí)驗，主要用于測試實(shí)驗動(dòng)物對空間位置感和方向感（空間定位）的學(xué)習記憶能力。被廣泛應用于學(xué)習記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老、新藥開(kāi)發(fā)/篩選/評價(jià)、藥理學(xué)、毒理學(xué)、預防醫學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、動(dòng)物心理學(xué)及行為生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科的科學(xué)研究和計算機輔助教學(xué)等領(lǐng)域，在世界上已經(jīng)得到廣泛地認可，是醫學(xué)院校開(kāi)展行為學(xué)研究尤其是學(xué)習與記憶研究的經(jīng)典實(shí)驗。

二、技術(shù)規格

1.采用AcrylonitrileButadieneStyrene,High-densityfoam,Wavecrestsponge，聚甲基丙烯酸甲酯板、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等材質(zhì)制作，無(wú)毒無(wú)氣味，拆卸方便，易清洗。

2.具有輸入模塊（觸摸屏或鍵盤(pán)或啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、無(wú)線(xiàn)遙控等）、輸出模塊（顯示屏、指示燈等），實(shí)驗人員可進(jìn)行不同通道異步啟動(dòng)及異步結束等復雜操作及方便監測，減少人力并提高了實(shí)驗精度。

3.采用采用SDK3000,sdk2000或USB視頻采集，可接筆記本電腦及臺式電腦，采用InterVideo5.0編碼AVI微損壓縮，640×480分辨率下1GB/h，320×240分辨率下350MB/h

4.攝像機系統采用1/3"SONYSuperHADCCD圖像傳感器，下限照度:0.1Lux/F1.2，型號VC-123或VC-526D

5.可在星光條件下進(jìn)行視頻分析，對動(dòng)物的干擾更小采用開(kāi)放式、模塊化設計，系統可擴展性強，可外接其他的分析模

6.可升級具備無(wú)線(xiàn)WIFI通信數據交換功能

7.水池帶輪子，可隨意移動(dòng)位置

8.帶水溫攪拌泵,溫度可均勻擴展.

9.水池四個(gè)象限有不同符號的導航標識

10.具備溫度控制器，參數如下：

u含藍色液晶屏，實(shí)時(shí)顯示水溫和并根據設定溫度進(jìn)行恒溫控制

u具備防觸電跳閘系統，保護人和動(dòng)物安全

u電源電壓:220V±10%~50HZ，負載電流:16A，

u溫設范圍：5~85℃，溫控容差:±1℃，溫度校正范圍:±9℃

u過(guò)熱保護溫度:出廠(chǎng)設置為40℃(可調)，自動(dòng)防凍功能:出廠(chǎng)設置為8℃(可調)

三、軟件介紹

1.采用實(shí)驗用戶(hù)與訪(fǎng)客登錄設計，實(shí)驗用戶(hù)實(shí)驗均需輸入密碼方可進(jìn)入用戶(hù)可設置彼此獨立的實(shí)驗數據文件，實(shí)驗數據資料便于儲存管理；

2.軟件支持RadioPowerOn功能

3.具有多事件標記器，在處理時(shí)可人工修正軌跡誤差，具有軌跡跟蹤、事件記錄及活動(dòng)記錄三種記錄方式

4.采用*進(jìn)的ImageDenoising、VACA、subtraction、Binarizationalgorithm、Edgemeasurement等技術(shù)，確保實(shí)驗數據穩定可靠

5.多時(shí)段分析，可對不同組間動(dòng)物的不同時(shí)段的實(shí)驗結果進(jìn)行分段比較，便于觀(guān)測藥效。

6.自定義實(shí)驗名稱(chēng)、分組、動(dòng)物編號及實(shí)驗層次。軟件可設置對實(shí)驗訓練方法提供每組一只、按組依次等多種實(shí)驗訓練方法，按預設值自動(dòng)進(jìn)行快速、多動(dòng)物量的實(shí)驗。同時(shí)除了提供單次錄像外，還提供批量錄像功能可快速簡(jiǎn)化提高實(shí)驗效率。

7.軌跡點(diǎn)坐標序列數據和指標結果可導入到Excel，并進(jìn)行直方圖\曲線(xiàn)\軌跡的處理,便于用戶(hù)在SPSS、SAS等生物分析統計軟件中作進(jìn)一步分析處理

8.面向科研和計算機輔助教學(xué)（CAI），能夠記錄原始的視頻圖像提供完整的實(shí)驗數據庫功能，作為研究的真實(shí)記錄和今后進(jìn)行教學(xué)演示的素材

四、實(shí)驗指標

l結果參數：總時(shí)間、總路程、平均速度，上臺前時(shí)間（潛伏期）、路程、平均速度，各象*、路程，站臺周邊四個(gè)區時(shí)間、路程，水池中央區時(shí)間、路程，水池周邊區時(shí)間、路程，初始角，穿越平臺次數，上臺情況總結，四象限活動(dòng)百分比（第一象限活動(dòng)路程、第一象限活動(dòng)時(shí)間、第二象限活動(dòng)路程、第二象限活動(dòng)時(shí)間、第三象限活動(dòng)路程、第三象限活動(dòng)時(shí)間、第四象限活動(dòng)路程、第四象限活動(dòng)時(shí)間），上臺前速度、中心活動(dòng)路程、中心活動(dòng)時(shí)間、周?chē)顒?dòng)路程、周?chē)顒?dòng)時(shí)間、站臺周?chē)秶鶬活動(dòng)路程、站臺周?chē)秶鶬活動(dòng)時(shí)間、站臺周?chē)秶鶬I活動(dòng)路程、站臺周?chē)秶鶬I活動(dòng)時(shí)間、站臺周?chē)秶鶬II活動(dòng)路程、站臺周?chē)秶鶬II活動(dòng)時(shí)間、站臺周?chē)秶鶬V活動(dòng)路程、站臺周?chē)秶鶬V活動(dòng)時(shí)間、站臺穿越次數等50個(gè)指標和軌跡圖，可參數化設置的探索策略軟件自動(dòng)判別。

五、實(shí)驗范例

1．獲得性訓練（Acquisitionphase）

1)實(shí)驗裝置通常放置在安靜寬敞的房間內，可在墻壁上懸掛一些圓形、三角形等物體作為動(dòng)物的視覺(jué)線(xiàn)索（visualcues）。在設備周?chē)虾谏珖熞宰韪魧?shí)驗者和受試動(dòng)物。將實(shí)驗裝置分為4個(gè)象限，內注入自來(lái)水,水高23cm，水溫保持在25±1.0°C；于其中一象限中心置一有機玻璃制圓形平臺,高度可調節,直徑10cm（大鼠）或5cm（小鼠）。，位于水面下1.5-2cm（大鼠）或1–1.5cm，并根據所采用的動(dòng)物毛色利用在水中加奶粉（黑色小鼠）或者用墨汁將池水染黑（白色大鼠）增強動(dòng)物和周?chē)h(huán)境的對比度，并隱藏站臺。下面以大鼠為例簡(jiǎn)單介紹水迷宮實(shí)驗。

2)參照學(xué)習實(shí)驗（cuedlearningtest）：在水迷宮定位航行實(shí)驗前，需要進(jìn)行參照學(xué)習實(shí)驗，檢測不同組大鼠游泳能力、視覺(jué)狀態(tài)的差異。將平臺升出水面約1.5-2cm；大鼠從任一隨即象限入水其尋找平臺，找到平臺后在平臺上休息30s，然后用同樣實(shí)驗方法立即開(kāi)始下一次測試，測量找到平臺所需要的時(shí)間。

3)定位航行實(shí)驗、（NavigationTest）：將大鼠隨機地頭朝池壁按東北、西北、東南、西南4個(gè)入水點(diǎn)輕輕放入水池中。每次試驗每只大鼠多游泳90s，讓其找到水中隱藏的平臺。記錄大鼠自入水至找到平臺四肢爬上平臺所需的時(shí)間,作為逃避潛伏期。大鼠爬上平臺后,讓其停留30s;若入水后給定時(shí)間內未能找到平臺或未能爬上平臺，則將時(shí)間記錄為90s，并且將其人為放置于平臺上30s,然后從平臺上取下休息30s,再進(jìn)行下一次訓練。按此方法每只動(dòng)物每天訓練4次，連續訓練4-6天。

4)統計學(xué)處理：對于定位航行實(shí)驗，將每只動(dòng)物每一天四次檢測時(shí)找到平臺所需時(shí)間和游泳距離取均值，使用SPSS軟件，數據采用two-repeatedANOVA分析；對于空間探索實(shí)驗，將每次動(dòng)物兩次測試成績(jì)分別取均值，不同動(dòng)物組間采用one-wayANOVA分析；對于參照學(xué)習實(shí)驗，將每只動(dòng)物的四次檢測成績(jì)取均值，組間采用one-wayANOVA分析。

3．對位訓練（reveralphase）

測定動(dòng)物的工作記憶（workingmemory）。探查訓練結束后的第二天，開(kāi)始維持4天的對位訓練。將平臺放在原先平臺所在象限的對側象限，方法與獲得性訓練相同。每天訓練4次。每次記錄找到平臺的時(shí)間和游泳距離以及游泳速度。

4．對位探查訓練（probetrial2）

末次一次對位訓練的第二天進(jìn)行。方法與上述探查訓練類(lèi)似。記錄動(dòng)物60s內動(dòng)物在目標象限（平臺二次所在區）所花時(shí)間和進(jìn)入該區的次數。

注意事項

1、對比食物驅動(dòng)的模型（如放射臂迷宮），水迷宮實(shí)驗的優(yōu)點(diǎn)在于，動(dòng)物具有更大的、逃離水環(huán)境的動(dòng)機。而且不必禁食，特別適合老年動(dòng)物的測試。加上它對衰老引起的記憶減弱尤其敏感，因此，水迷宮常用于老年動(dòng)物記憶的研究。

2、如用小鼠，除游泳池尺寸約為大鼠的50%以外，平臺直徑也較少（187.5px）。實(shí)驗方法與大鼠類(lèi)似，但訓練周期較短。一般獲得性訓練3天共訓16次（第一天4次，后兩天每天6次；兩次訓練之間的間隔5~10min，第四天為探查訓練，第五、六天為對位訓練，每天訓練六次，第七天為第二次探查訓練。

3、如用肉眼觀(guān)察，在所有試驗過(guò)程中試驗著(zhù)始終坐在同一位置，距離泳池近的邊緣約1500px。

4、每天在固定時(shí)間測試。操作輕柔，避免不必要的應激刺激。

5、當與其他同類(lèi)實(shí)驗相比較時(shí)，要注意到動(dòng)物的性別、品系、泳池的尺寸和水溫等多種因素對實(shí)驗結果的影響。此外，當以游泳速度作為觀(guān)察指標時(shí)，要考慮到動(dòng)物的體重、年齡以及骨骼肌發(fā)育狀況等對游泳速度可能造成影響。

6、用老年動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗時(shí)，應確認動(dòng)物的游泳能力和視力不因年齡增大而影響行為操作。其方法如下：將平臺露出水面以使動(dòng)物能夠看見(jiàn)平臺。動(dòng)物放入泳池后如毫無(wú)困難地直接游向平臺，說(shuō)明動(dòng)物的游泳能力和視力均正常，可以開(kāi)始實(shí)驗。

7、游泳對動(dòng)物是一個(gè)較大的應激刺激，可引起神經(jīng)內分泌的變化。這些變化可能對實(shí)驗結果造成干擾。對老年動(dòng)物，嚴重時(shí)可誘發(fā)心血管疾病而導致卒中甚至死亡。因此，必要時(shí)可將動(dòng)物多次放入泳池或適當延長(cháng)其游泳時(shí)間以增加動(dòng)物對游泳的適應能力。

8、當用牛奶或奶粉攪渾泳池的水時(shí)，要定期換水以免水腐壞變質(zhì)；如用白漆達到同樣目的時(shí)，必須確保白漆對動(dòng)物沒(méi)有毒性。