Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中三種小鼠的學(xué)習(xí)能力及其性別差異.pdf

1、學(xué)習(xí)和記憶是大腦的高級(jí)功能之一,英國(guó)心理學(xué)家Morris創(chuàng)建了水迷宮實(shí)驗(yàn)以評(píng)估嚙齒類動(dòng)物空間學(xué)習(xí)和記憶的能力,該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵呀?jīng)成為研究學(xué)習(xí)記憶的常用方法之一,大鼠和小鼠是Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)最常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。在大鼠的Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中,多數(shù)研究結(jié)果顯示雄性大鼠的參考記憶能力優(yōu)于雌性;然而,人類物體定位記憶(object-locationmemory)的研究結(jié)果顯示,女性優(yōu)于男性。至今,有關(guān)小鼠在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中性別差異的研

2、究報(bào)道甚少,其空間學(xué)習(xí)記憶能力是否存在性別差異尚不十分清楚。C57BL/6小鼠在水迷宮空間學(xué)習(xí)任務(wù)中的表現(xiàn)優(yōu)于BALB/c小鼠,白化昆明小鼠最初是由印度的Hoffkine研究所的瑞士小鼠引進(jìn),現(xiàn)已成為我國(guó)使用最廣泛的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物并常用于動(dòng)物行為學(xué)的研究。本實(shí)驗(yàn)中我們采用C57BL/6小鼠、昆明小鼠以及BALB/c小鼠,利用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析不同性別小鼠在定位航行實(shí)驗(yàn)、空間搜索實(shí)驗(yàn)和工作記憶實(shí)驗(yàn)中的行為表現(xiàn)。
　　 目的

3、:采用C57BL/6小鼠、昆明小鼠以及BALB/c小鼠,利用Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析不同性別小鼠在定位航行實(shí)驗(yàn)、空間搜索實(shí)驗(yàn)和工作記憶實(shí)驗(yàn)中的行為表現(xiàn)。
　　 方法:將BALB/c、昆明和C57BL/6小鼠分三批進(jìn)行實(shí)驗(yàn),每批使用同種系小鼠24只,雌雄各半。實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)室中不可隨意走動(dòng),保持實(shí)驗(yàn)室中的物品的位置在實(shí)驗(yàn)期間固定不變。實(shí)驗(yàn)前1天不放置平臺(tái),讓小鼠自由游泳1min。實(shí)驗(yàn)分三部分進(jìn)行,分別為定位航行試驗(yàn),空間搜

4、索實(shí)驗(yàn)和工作記憶實(shí)驗(yàn)。
　　 定位航行實(shí)驗(yàn)時(shí)平臺(tái)固定在NW象限,位于水面下1cm。實(shí)驗(yàn)共六日,每日每只小鼠測(cè)試4次,每次將小鼠面向池壁輕放入水中。第一次和第四次從目標(biāo)象限對(duì)側(cè)的象限(SE)入水,第二次和第三次隨機(jī)從SW和NE象限入水。小鼠游泳的監(jiān)測(cè)時(shí)間為60秒,計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)自動(dòng)記錄從小鼠入水到找到隱藏平臺(tái)的數(shù)據(jù)和過(guò)程,從小鼠入水到找到平臺(tái)的時(shí)間記為潛伏期。小鼠找到平臺(tái)后讓其在平臺(tái)上停留10秒,尋臺(tái)失敗的小鼠也應(yīng)在平臺(tái)上停留10

5、秒,潛伏期記為60秒。每次訓(xùn)練完,用干毛巾將小鼠擦干,以防止低體溫造成的應(yīng)激,讓小鼠休息60秒后開(kāi)始下一次訓(xùn)練。
　　 空間搜索實(shí)驗(yàn)(spatialprobe)定位航行實(shí)驗(yàn)結(jié)束次日,拆除水迷宮裝置中的平臺(tái)后,將小鼠由SE象限入水,監(jiān)測(cè)并記錄小鼠在60s內(nèi)小鼠在原平臺(tái)象限游程比率及時(shí)間比率(即動(dòng)物在原平臺(tái)象限的游程及時(shí)間占總游程及總時(shí)間的比率)、平均游泳速度、穿過(guò)原平臺(tái)位置的次數(shù)。
　　 工作記憶實(shí)驗(yàn)(spatialwor

6、kingmemory)空間搜索實(shí)驗(yàn)結(jié)束次日開(kāi)始工作記憶實(shí)驗(yàn),歷時(shí)四日。四日中每日,將水迷宮裝置中的平臺(tái)位置按照順時(shí)針?lè)较蜃儞Q象限。每日每只小鼠測(cè)試4次,每日測(cè)試中平臺(tái)的位置保持不變。第一次和第四次從目標(biāo)象限對(duì)側(cè)的象限入水,第二次和第三次采用隨機(jī)法確定入水象限(不包括對(duì)側(cè)象限和目標(biāo)象限)。記錄小鼠的逃避潛伏期和平均游泳速度。
　　 結(jié)果:
　　 1.參考記憶
　　 1.1.不同種系間以及不同訓(xùn)練日間小鼠每日平均逃避

7、潛伏期的變化與同性別BALB/c小鼠比較,定位航行實(shí)驗(yàn)的d3或d4開(kāi)始,C57BL/6小鼠的平均逃避潛伏期顯著縮短(P＜0.01);雄性昆明小鼠的平均逃避潛伏期自d5開(kāi)始顯著縮短(P＜0.01)。同性別昆明小鼠與C57BL/6小鼠比較,未見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。與定位航行實(shí)驗(yàn)的d1相比,從d3或d4開(kāi)始,C57BL/6小鼠和雌性昆明小鼠的平均逃避潛伏期顯著縮短(P＜0.05和P＜0.01)而雌性BALB/c小鼠和雄性昆明小鼠的平均

8、逃避潛伏期僅在d6顯著縮短(P＜0.05)。
　　 1.2.訓(xùn)練過(guò)程中小鼠有效搜索策略的變化
　　 在d1～d6的定位航行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,以同性別和同品系小鼠d1的有效搜索策略百分比作為對(duì)照值時(shí),BALB/c小鼠d2～d6的有效搜索策略無(wú)顯著改變(P＞0.05),而雌性C57BL/6小鼠和雌性昆明小鼠的有效搜索策略百分比自d2起顯著增加(P＜0.05和P＜0.01);此外,雄性C57BL/6小鼠的有效搜索策略百分比僅從d5開(kāi)

9、始顯著增加(P＜0.05),雄性昆明小鼠的有效搜索策略百分比呈增加趨勢(shì)但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。雌性C57BL/6小鼠d4的有效搜索策略百分比顯著高于同性別昆明小鼠(P＜0.01)。
　　 1.3.空間搜索實(shí)驗(yàn)
　　 以同性別BALB/c小鼠穿越平臺(tái)次數(shù)、平均游泳速度以及穿越平臺(tái)路程比率、時(shí)間比率作為對(duì)照值時(shí),C57BL/6小鼠和昆明小鼠的穿越平臺(tái)次數(shù)(雌性昆明小鼠除外)、平均游泳速度、穿越平臺(tái)路程比率和時(shí)間比率均

10、顯著增加(P＜0.05和P＜0.01);與雄性小鼠相比,雌性昆明小鼠以及雌性C57BL/6小鼠穿越平臺(tái)的路程比率和時(shí)間比率均呈增加趨勢(shì),但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05),但是,雌性BALB/c小鼠穿越平臺(tái)的時(shí)間比率顯著增加(P＜0.05)。同性別C57BL/6小鼠的各項(xiàng)參數(shù)與昆明小鼠相比時(shí),未見(jiàn)顯著差異(P＞0.05)。
　　 2.工作記憶
　　 與同性別同品系小鼠工作記憶實(shí)驗(yàn)的d1相比,BALB/c小鼠、昆明小鼠以及C5

11、7BL/6小鼠的平均逃避潛伏期在實(shí)驗(yàn)的d2～d4均無(wú)顯著改變(P＞0.05);同品系雌性小鼠與雄性相比,平均逃避潛伏期無(wú)顯著差異(P＞0.05)。但是,雌性C57BL/6小鼠在d2、雄性C57BL/6小鼠在d1和d4的平均逃避潛伏期顯著短于同性別BALB/c小鼠(P＜0.05和P＜0.01)。
　　 與工作記憶實(shí)驗(yàn)d1的日平均游泳速度相比,雌性BALB/c小鼠d2～d4的日平均游泳速度顯著減慢(P＜0.01);而雌性C57BL/

12、6小鼠d2～d4的日平均游泳速度顯著加快(P＜0.05和P＜0.01)。C57BL/6小鼠和昆明小鼠d1～d4的日平均游泳速度均顯著快于同性別BALB/c小鼠(P＜0.05和P＜0.01)。
　　 結(jié)論:雌性C57BL/6小鼠和昆明小鼠在參考記憶中的表現(xiàn)明顯優(yōu)于同品系雄性小鼠。BALB/c小鼠不適用于Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),在Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)中傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)至少在C57BL/6、昆明和BALB/c這三種品系小鼠中不易評(píng)估其