行為是基因與環(huán)境相互作用的結(jié)果?；虻淖兓ㄈ甾D(zhuǎn)基因，基因敲除或下調(diào)等）zui終表現(xiàn)為與基因相關(guān)的行為變化；環(huán)境的變化（如聲、光、電的刺激和藥物的處理）不僅其本身可直接影響動物的行為，而且可通過對相關(guān)基因的影響而改變動物的行為。學(xué)習(xí)和記憶更是這種相關(guān)基因與環(huán)境相互作用的行為表現(xiàn)的一種形式。學(xué)習(xí)是一個獲得外界環(huán)境信息（對動物而言）或有關(guān)世界知識（對人類而言）的過程；記憶則是對這種信息或知識進(jìn)行加工（encoding）、儲存（storage）和再現(xiàn)（retrieval）的過程。人類的記憶復(fù)雜，包括對事件與物體的明晰記憶（explicit memory）或描述性記憶（declarative memory）和與學(xué)習(xí)無關(guān)（如適應(yīng)性和敏感性）或有關(guān)（如操作技術(shù)和習(xí)慣養(yǎng)成）的模糊記憶（implicit memory）或非描述性記憶（nondeclarative memory）。而動物記憶相對較為簡單，包括短期記憶（shortterm memory）和長期記憶(long-term memory)；前者一般持續(xù)幾分鐘到幾小時，后者則持續(xù)24小時到數(shù)天.數(shù)周甚至更長時間。與此相對應(yīng)得是工作記憶(working memory)和參考記憶(reference memory)。工作記憶是將獲得的信息進(jìn)行加工并儲存較短的時間，因而代表短期記憶；參考記憶是指對在整個實驗過程中（測試的任何一天）均有用的信息進(jìn)行加工儲存的過程，因而代表長期記憶。

記憶的腦機(jī)制非常復(fù)雜，迄今仍不清楚。早在20世紀(jì)40年代末，神經(jīng)外科醫(yī)生Wilder Penfield *個獲得證據(jù)表明，記憶的加工可能是在人腦的某些特殊部位進(jìn)行。他從上千例的病人觀察到，電刺激病人的腦顳葉皮層（temporal lobes）會產(chǎn)生一連串對早期經(jīng)驗的回憶，病人稱之為“經(jīng)驗反應(yīng)”（experiential response）。幾年后一次偶然的機(jī)會，為了給一個患癲癇長達(dá)10年的病人施行腦手術(shù)治療，Penfield將病人雙側(cè)的海馬·杏仁核和部分顳葉皮層切除。術(shù)后發(fā)現(xiàn)，病人的癲癇癥狀大為改善。但出乎意料的是，病人的記憶同時受到破壞性的損害。雖然病人保留了幾秒到幾分鐘的短期記憶，且對手術(shù)前的事件有非常好的“長期記憶”，但是，他卻不能將短期記憶轉(zhuǎn)化為長期記憶。對人·地點或物體等信息的保持不超過一分鐘。而且，他的空間定位能力也大大受到削弱，甚至花了長達(dá)一年時間才學(xué)會走一條圍繞一棟新房的路而不至迷路。事實上，所有因手術(shù)或疾病使內(nèi)側(cè)顳葉的邊緣結(jié)構(gòu)受到廣泛損害的病人都具有類似的記憶缺陷。這些結(jié)果說明，大腦邊緣系統(tǒng)在記憶調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。

此后近半個世紀(jì)的研究表明，腦內(nèi)至少存在5個不同的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)相對特異性地參與學(xué)習(xí)記憶的調(diào)節(jié)，包括海馬、杏仁核、皮層（尤其是鼻周皮層，perirhinal cortex）、小腦和背側(cè)紋狀體。針對這些腦結(jié)構(gòu)建立了相應(yīng)的具有一定特異性地學(xué)習(xí)記憶的行為測定方法。海馬是空間記憶的zui重要的調(diào)節(jié)腦區(qū)，同時也參與情緒記憶的調(diào)節(jié)。毀損海馬回導(dǎo)致空間記憶的*缺失，情緒記憶也會減弱，但不會*消失。這是因為情緒記憶主要由杏仁核調(diào)節(jié)。測定杏仁核依賴的記憶主要用條件恐懼（fear conditioning）法；而測定海馬依賴的記憶方法則很多，包括各種迷宮和抑制性回避(inhibitory avoidance)實驗等。鼻周皮層是調(diào)節(jié)視覺物體記憶（visual object memory） 的特異性鬧區(qū)，常用物體認(rèn)知模型（object recognition）檢測。小腦是調(diào)節(jié)與骨骼肌反應(yīng)有關(guān)的經(jīng)典反射的特異性腦結(jié)構(gòu)，眨眼反應(yīng)（eyeblink conditioning）模型對小腦依賴的記憶有很高的特異性。紋狀體對刺激-反應(yīng)習(xí)慣（stimulus-response habit）的學(xué)習(xí)記憶過程其重要作用，主要調(diào)節(jié)與藥物濫用有關(guān)的學(xué)習(xí)記憶。測定紋狀體記憶的方法很少，目前主要用贏-留放射臂迷宮（win-stay radial arm maze）法。紋狀體毀損會導(dǎo)致動物在這一模型上的記憶操作障礙，而毀損海馬或杏仁核對這種記憶沒有明顯影響。說明贏-留放射臂迷宮法對紋狀體記憶具有特異性。

盡管記憶的發(fā)生機(jī)制仍不清楚，但越來越多的證據(jù)表明，環(huán)磷酸腺苷-蛋白激酶A（cyclic AMP-protein kinaseA, Camp-PKA）信號系統(tǒng)對記憶起著重要的調(diào)節(jié)作用。激活與刺激性G蛋白（Gs）相偶聯(lián)的受體會刺激腺苷酸化酶的活性，因而使cAMP形成增多，并激活PKA.PKA使cAMP反應(yīng)單元結(jié)合蛋白（cAMP-responsive-element-binding protein, CREB）磷酸化并激活，從而促進(jìn)與記憶相關(guān)的基因表達(dá)，zui終使記憶增強。此外，分裂素激活蛋白激酶/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（mitogen activated protein kinase, MAPK / extracellular signal-regulated kinase,ERK）信號通路也以類似的磷酸化方式調(diào)節(jié)CREB的活性，進(jìn)而調(diào)節(jié)記憶。因此，除了用腦部結(jié)構(gòu)毀損的方法從解剖上去除某一特定的腦內(nèi)結(jié)構(gòu)對記憶的調(diào)節(jié)功能以外，凡是能影響上述信號通路功能的藥物（如NMDA受體拮抗劑MK-801和MEK抑制劑U0126減弱記憶；4-型磷酸二脂酶（type-4phosphodiesterase,PDE4）抑制劑則增強記憶）或有關(guān)的處理（如轉(zhuǎn)基因或基因敲除或下調(diào)）均可影響學(xué)習(xí)記憶過程。

學(xué)習(xí)記憶研究是當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)界zui為熱門的領(lǐng)域之一。這方面的發(fā)展可謂日新月異。新的或經(jīng)改良的研究方法和手段層出不窮，例如： 安徽正華生物儀器設(shè)備有限公司專業(yè)生產(chǎn)Morris水迷宮（Morris water maze, MWM）實驗是一種強迫實驗動物（大鼠、小鼠）游泳，學(xué)習(xí)尋找隱藏在水中平臺的一種實驗，主要用于測試實驗動物對空間位置感和方向感（空間定位）的學(xué)習(xí)記憶能力。被廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)記憶、老年癡呆、海馬/外海馬研究、智力與衰老、新藥開發(fā)/篩選/評價、藥理學(xué)、毒理學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、動物心理學(xué)及行為生物學(xué)等多個學(xué)科的科學(xué)研究和計算機(jī)輔助教學(xué)等領(lǐng)域，在世界上已經(jīng)得到廣泛地認(rèn)可，是醫(yī)學(xué)院校開展行為學(xué)研究尤其是學(xué)習(xí)與記憶研究的經(jīng)典實驗。Morris水迷宮其zui主要的附件之一就是水池，水池的質(zhì)量及功能是實驗不可卻少的部分，在實驗中水溫的溫度是實驗的關(guān)鍵，我公司生產(chǎn)的恒溫水池是國內(nèi)*有此功能的，其溫度控溫，及準(zhǔn)確度已達(dá)到*水平。 

實驗原理：

雖然老鼠是天生的游泳健將，但是它們卻厭惡處于水中的狀態(tài)，同時游泳對于老鼠來說是十分消耗體力的活動，他們會本能的尋找水中的休息場所。尋找休息場所的行為涉及到一個復(fù)雜的記憶過程，包括收集與空間定位有關(guān)的視覺信息，再對這些信息進(jìn)行處理、整理、記憶、加固、然后再取出，目的是能成功的航行并且找到隱藏在水中的站臺，zui終從水中逃脫。

恒溫游泳池技術(shù)參數(shù)：

軟件分析出的結(jié)果:

Morris水迷宮視頻分析系統(tǒng)提供了路程、時間、百分比、專項指標(biāo)等40種分析數(shù)據(jù),在分析過程中可選擇性分析，數(shù)據(jù)導(dǎo)EXCEL表格方便生物學(xué)軟件統(tǒng)計。

實驗方法 分獲得性訓(xùn)練、探查和對位訓(xùn)練3個過程。

1．獲得性訓(xùn)練（Acquisition phase）理論上將水池分為4個象限，平臺置于其中一個象限區(qū)的*。

（1） 將動物（大鼠或小鼠）頭朝池壁放入水中，放入位置隨機(jī)取東、西、南、北四個起

始位置之一。記錄動物找到水下平臺的時間（s）。在前幾次訓(xùn)練中，如果這個時間超過60s，則引導(dǎo)動物到平臺。讓動物在平臺上停留10s.

（2） 將動物移開、擦干。必要時將動物（尤其是大鼠）放在150W的白熾燈下烤5min，

放回籠內(nèi)。每只動物每天訓(xùn)練4次，兩次訓(xùn)練之間間隔15~20min,連續(xù)訓(xùn)練5d。

2．探查訓(xùn)練(probe trial 1) zui后一次獲得性訓(xùn)練結(jié)束后的第二天，將平臺撤除，開始60s的探查訓(xùn)練。將動物由原先平臺象限的對側(cè)放入水中。記錄動物在目標(biāo)象限（原先放置平臺的象限）所花的時間和進(jìn)入該象限的次數(shù)，以此作為空間記憶的檢測指標(biāo)。

3．對位訓(xùn)練（reveral phase） 測定動物的工作記憶（working memory）。探查訓(xùn)練結(jié)束后的第二天，開始維持4天的對位訓(xùn)練。將平臺放在原先平臺所在象限的對側(cè)象限，方法與獲得性訓(xùn)練相同。每天訓(xùn)練4次。每次記錄找到平臺的時間和游泳距離以及游泳速度。

4．對位探查訓(xùn)練（probe trial 2）zui后一次對位訓(xùn)練的第二天進(jìn)行。方法與上述探查訓(xùn)練類似。記錄動物60s內(nèi)動物在目標(biāo)象限（平臺第二次所在區(qū)）所花時間和進(jìn)入該區(qū)的次數(shù)。

注意事項

1．對比食物驅(qū)動的模型（如放射臂迷宮），水迷宮實驗的zui大優(yōu)點在于，動物具有更大的、逃離水環(huán)境的動機(jī)。而且不必禁食，特別適合老年動物的測試。加上它對衰老引起的記憶減弱尤其敏感，因此，水迷宮zui常用于老年動物記憶的研究。

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（7.5cm）。實驗方法與大鼠類似，但訓(xùn)練周期較短。一般獲得性訓(xùn)練3天共訓(xùn)16次（*天4次，后兩天每天6次；兩次訓(xùn)練之間的間隔5~10min，第四天為探查訓(xùn)練，第五、六天為對位訓(xùn)練，每天訓(xùn)練六次，第七天為第二次探查訓(xùn)練。

3.如用肉眼觀察，在所有試驗過程中試驗著始終坐在同一位置，距離泳池zui近的邊緣約60cm。

4．每天在固定時間測試。操作輕柔，避免不必要的應(yīng)激刺激。

5．當(dāng)與其他同類實驗相比較時，要注意到動物的性別、品系、泳池的尺寸和水溫等多種因素對實驗結(jié)果的影響。此外，當(dāng)以游泳速度作為觀察指標(biāo)時，要考慮到動物的體重、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．用老年動物進(jìn)行實驗時，應(yīng)確認(rèn)動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物能夠看見平臺。動物放入泳池后如毫無困難地直接游向平臺，說明動物的游泳能力和視力均正常，可以開始實驗。

7．游泳對動物是一個較大的應(yīng)激刺激，可引起神經(jīng)內(nèi)分泌的變化。這些變化可能對實驗結(jié)果造成干擾。對老年動物，嚴(yán)重時可誘發(fā)心血管疾病而導(dǎo)致卒中甚至死亡。因此，必要時可將動物多次放入泳池或適當(dāng)延長其游泳時間以增加動物對游泳的適應(yīng)能力。

8．當(dāng)用牛奶或奶粉攪渾泳池的水時，要定期換水以免水*變質(zhì)；如用白漆達(dá)到同樣目的時，必須確保白漆對動物沒有毒性。