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通過Y-迷宮實(shí)驗(yàn),如何來評(píng)估動(dòng)物的學(xué)習(xí)記憶成績(jī)?
閱讀:1357 發(fā)布時(shí)間:2021-4-19【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/div>
1. 了解Y-迷宮實(shí)驗(yàn)的原理。
2. 掌握Y-迷宮實(shí)驗(yàn)方法。
3. 觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物建立條件反射過程中的學(xué)習(xí)、記憶能力。
【實(shí)驗(yàn)原理】
通過燈光和電刺激,使動(dòng)物形成回避條件反射,觀察和記錄動(dòng)物的回避條件反應(yīng)能力和空間辨別能力。分析和推斷動(dòng)物的學(xué)習(xí)、記憶和空間認(rèn)知等方面的能力。
【實(shí)驗(yàn)動(dòng)物】
大鼠、小鼠。
【實(shí)驗(yàn)軟件】
SuperMaze動(dòng)物行為分析軟件,VisuTrack動(dòng)物gao端行為分析軟件,上海欣軟信息科技有限公司。
【實(shí)驗(yàn)器材】
Y-迷宮由三等分輻射式迷路箱和控制儀組成。三等分輻射式迷路箱由等長(zhǎng)的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ臂和三者的交界區(qū)組成。箱底鋪設(shè)直徑0.2cm,長(zhǎng)14cm,間距l(xiāng)cm 的電柵。每臂長(zhǎng)45cm,頂端各裝一盞15W 的刺激信號(hào)燈。
Y-迷宮的控制儀有電壓控制按鈕、延時(shí)控制按鈕、自動(dòng)控制按鈕和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、0四個(gè)按鈕,當(dāng)分別按下I、Ⅱ、Ⅲ按鈕時(shí),相應(yīng)臂的信號(hào)燈亮,此時(shí)該臂不通電為安全區(qū)(Hong燈區(qū)),另外無燈光的兩臂及交界區(qū)均通電而成為非安全區(qū)(電擊區(qū))。按下0按鈕,則三臂均不通電,但交界區(qū)通電。信號(hào)燈亮后,稍停片刻電柵才開始通電,這一短暫的間歇期由延時(shí)控制按鈕調(diào)節(jié)。也可按自動(dòng)控制按鈕,使燈光和通電由控制儀自動(dòng)控制。
【實(shí)驗(yàn)方法與步驟】
1. 篩(預(yù))選
(1)將大鼠放入Y-迷宮箱中適應(yīng)3~5min后,給予適當(dāng)電擊至其對(duì)3臂均探索進(jìn)入為止。選擇活躍,對(duì)電擊反應(yīng)較敏感,逃避反應(yīng)迅速者供測(cè)試用。淘汰反應(yīng)過于遲鈍或特別敏感的大鼠。
(2)預(yù)選出達(dá)到電擊次數(shù)≤3次時(shí)連續(xù)2次正確反應(yīng)的動(dòng)物,即對(duì)電擊反應(yīng)較敏感的大鼠供實(shí)驗(yàn)用。
(3)在上述初步篩選的基礎(chǔ)上,通過正式迷宮訓(xùn)練,淘汰達(dá)不到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(學(xué)不會(huì))的大鼠。
2. 正誤判定的標(biāo)準(zhǔn)
大鼠受電擊后從起步區(qū)直接逃到安全區(qū)或通電后10s內(nèi)一次性跑向安全區(qū)為“正確反應(yīng)”,若逃到無燈光的任何另一臂,則記為錯(cuò)誤反應(yīng)。
3. 達(dá)標(biāo)(學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)
(1)連續(xù)10次中有9次或以上正確反應(yīng)(正確反應(yīng)率≥90%)定為學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)每個(gè)實(shí)驗(yàn)日進(jìn)行20次訓(xùn)練測(cè)試,錯(cuò)誤反應(yīng)次數(shù)(errors number EN)≤2次。全天總反應(yīng)時(shí)間(total reaction time TRT)≤120s作為判定大鼠學(xué)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)镋N反映大鼠反應(yīng)的正確程度,TRT反映大鼠反應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短,可綜合評(píng)價(jià)大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力,因而此標(biāo)準(zhǔn)更為合理。
以上為每只大鼠達(dá)標(biāo)(學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn),全組大鼠達(dá)標(biāo)(學(xué)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)為全組正確率(學(xué)會(huì)動(dòng)物數(shù)/該組動(dòng)物總數(shù)×100%)達(dá)85% 以上。
4. 學(xué)習(xí)測(cè)試
實(shí)驗(yàn)時(shí)先將大鼠放入迷宮中適應(yīng)3~5min,然后再開始正式實(shí)驗(yàn)。
(1)隨機(jī)休息法:安全區(qū)以無規(guī)則次序變換,以訓(xùn)練大鼠辨別燈光刺激及安全方wei的能力,大鼠受電擊后逃到安全區(qū)后,燈光繼續(xù)作用10~15s,熄燈后結(jié)束一次測(cè)試,大鼠所在支臂就作為下一次測(cè)試的起點(diǎn),兩次測(cè)試時(shí)間間隔為30s或休息1min 后再予以第2次測(cè)試,依次重復(fù),測(cè)試至達(dá)連續(xù)9/10標(biāo)準(zhǔn)。
(2)隨機(jī)不休息法:安全區(qū)以無規(guī)則的次序變換開始時(shí),對(duì)大白鼠所在支臂與另一支臂通電,動(dòng)物在電擊下逃竄至燈光區(qū)后再保持l0s或30s為一次測(cè)試。然后動(dòng)物所在支臂為下次測(cè)試的起始位置進(jìn)行下一次測(cè)試。
(3)順序法:三臂末端按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ臂輪流作為起步區(qū)或安全區(qū)。
以上方法還可以分為兩類:①每天固定訓(xùn)練次數(shù),一般是20次,連續(xù)訓(xùn)練3~4d。大鼠一般都能達(dá)到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。②不固定訓(xùn)練次數(shù),采用分段連續(xù)訓(xùn)練法,即每訓(xùn)練10次,休息1min,連續(xù)訓(xùn)練直到學(xué)會(huì)為止,訓(xùn)練在1d內(nèi)完成。一般多采用第Yi種方法。
5. 記憶保持(再現(xiàn))測(cè)試
學(xué)習(xí)測(cè)試24h、48h、1周、30d后,再以同樣方法測(cè)試至9/10標(biāo)準(zhǔn),正確反應(yīng)次數(shù)定為A,以A/10表示記憶的保持能力,此值越高說明記憶力越好。
【觀察指標(biāo)】
(1)達(dá)標(biāo)所需的訓(xùn)練次數(shù)(電擊次數(shù)、反應(yīng)次數(shù)、測(cè)試次數(shù)):用動(dòng)物學(xué)習(xí)達(dá)到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)前所需的測(cè)試數(shù),表示其空間分辯反應(yīng)的學(xué)習(xí)記憶成績(jī)。
(2)達(dá)標(biāo)所需的天(日)數(shù):記錄每只大鼠達(dá)到學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)所用的日數(shù)。
(3)錯(cuò)誤反應(yīng)次數(shù)(errors number EN ):一個(gè)實(shí)驗(yàn)日完成所有反應(yīng)中錯(cuò)誤反應(yīng)的次數(shù)。
(4)全天總反應(yīng)時(shí)間(total reaction time TRT):動(dòng)物的反應(yīng)時(shí)(潛伏期)指從信號(hào)燈亮開始至大鼠第1次逃至燈亮區(qū)為止所耗的時(shí)間,全天總反應(yīng)時(shí)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)日(全天)完成所有反應(yīng)(包括正確反應(yīng)和錯(cuò)誤反應(yīng))所需時(shí)間。
(5)主動(dòng)回避率:大鼠在燈亮后但未通電的5s內(nèi)完成逃避反應(yīng)的次數(shù)占總反應(yīng)次數(shù)的百分率。安全區(qū)燈亮,電刺激尚未開始時(shí),大鼠即逃往安全區(qū)表明大鼠已經(jīng)形成了明暗辨別條件反射(主動(dòng)回避反應(yīng))。
(6)正確反應(yīng)率(行為正確率):正確反應(yīng)數(shù)占總測(cè)試數(shù)的百分比。
(7)全組正確率:學(xué)會(huì)動(dòng)物數(shù)占該組動(dòng)物總數(shù)的百分比。
(8)3d學(xué)會(huì)率:訓(xùn)練第3d達(dá)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)物數(shù)占該組動(dòng)物總數(shù)的百分比。
【注意事項(xiàng)】
1. 嚴(yán)格篩選動(dòng)物,淘汰對(duì)電擊耐受性差或?qū)﹄姄舨幻舾械膭?dòng)物。
2. 操作規(guī)范,盡量由專人操作,減少誤差。
3. 實(shí)驗(yàn)環(huán)境安靜,光線適宜。盡量在每天相同時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
4. 刺激的電壓強(qiáng)度一般為30~70V,延時(shí)為3~5s,電柵的導(dǎo)電性能要穩(wěn)定,隨時(shí)清理動(dòng)物糞便,防止電柵短路。
【評(píng)價(jià)】
簡(jiǎn)單易行,觀察指標(biāo)多。但動(dòng)物的反應(yīng)差異性較大,要注意實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的篩選。動(dòng)物糞便容易使電柵短路,若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)就會(huì)造成實(shí)驗(yàn)誤差。
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