一、Morris水迷宮分析系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)介紹  

Morris水迷宮（Morriswatermaze,MWM）實(shí)驗(yàn)是一種強(qiáng)迫實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（大鼠、小鼠）游泳，學(xué)習(xí)尋找隱藏在水中平臺(tái)的一種實(shí)驗(yàn)，主要用于測(cè)試實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)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(píng)價(jià)、藥理學(xué)、毒理學(xué)、預(yù)防醫(yī)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(jì)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(shí)驗(yàn)。

二、技術(shù)規(guī)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（觸摸屏或鍵盤或啟動(dòng)開關(guān)、無(wú)線遙控等）、輸出模塊（顯示屏、指示燈等），實(shí)驗(yàn)人員可進(jìn)行不同通道異步啟動(dòng)及異步結(jié)束等復(fù)雜操作及方便監(jiān)測(cè)，減少人力并提高了實(shí)驗(yàn)精度。

3.采用采用SDK3000,sdk2000或USB視頻采集，可接筆記本電腦及臺(tái)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(jī)系統(tǒng)采用1/3"SONYSuperHADCCD圖像傳感器，下限照度:0.1Lux/F1.2，型號(hào)VC-123或VC-526D

5.可在星光條件下進(jìn)行視頻分析，對(duì)動(dòng)物的干擾更小采用開放式、模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，可外接其他的分析模

6.可升級(jí)具備無(wú)線WIFI通信數(shù)據(jù)交換功能

7.水池帶輪子，可隨意移動(dòng)位置

8.帶水溫?cái)嚢璞?溫度可均勻擴(kuò)展.

9.水池四個(gè)象限有不同符號(hào)的導(dǎo)航標(biāo)識(shí)

10.具備溫度控制器，參數(shù)如下：

u含藍(lán)色液晶屏，實(shí)時(shí)顯示水溫和并根據(jù)設(shè)定溫度進(jìn)行恒溫控制

u具備防觸電跳閘系統(tǒng)，保護(hù)人和動(dòng)物安全

u電源電壓:220V±10%~50HZ，負(fù)載電流:16A，

u溫設(shè)范圍：5~85℃，溫控容差:±1℃，溫度校正范圍:±9℃

u過(guò)熱保護(hù)溫度:出廠設(shè)置為40℃(可調(diào))，自動(dòng)防凍功能:出廠設(shè)置為8℃(可調(diào))

三、軟件介紹

1.采用實(shí)驗(yàn)用戶與訪客登錄設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)用戶實(shí)驗(yàn)均需輸入密碼方可進(jìn)入用戶可設(shè)置彼此獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)文件，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)資料便于儲(chǔ)存管理；

2.軟件支持RadioPowerOn功能

3.具有多事件標(biāo)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(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠

5.多時(shí)段分析，可對(duì)不同組間動(dòng)物的不同時(shí)段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分段比較，便于觀測(cè)藥效。

6.自定義實(shí)驗(yàn)名稱、分組、動(dòng)物編號(hào)及實(shí)驗(yàn)層次。軟件可設(shè)置對(duì)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方法提供每組一只、按組依次等多種實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練方法，按預(yù)設(shè)值自動(dòng)進(jìn)行快速、多動(dòng)物量的實(shí)驗(yàn)。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(yàn)效率。

7.軌跡點(diǎn)坐標(biāo)序列數(shù)據(jù)和指標(biāo)結(jié)果可導(dǎo)入到Excel，并進(jìn)行直方圖\曲線\軌跡的處理,便于用戶在SPSS、SAS等生物分析統(tǒng)計(jì)軟件中作進(jìn)一步分析處理

8.面向科研和計(jì)算機(jī)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(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)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(yàn)指標(biāo)

l結(jié)果參數(shù)：總時(shí)間、總路程、平均速度，上臺(tái)前時(shí)間（潛伏期）、路程、平均速度，各象*、路程，站臺(tái)周邊四個(gè)區(qū)時(shí)間、路程，水池中央?yún)^(qū)時(shí)間、路程，水池周邊區(qū)時(shí)間、路程，初始角，穿越平臺(tái)次數(shù)，上臺(tái)情況總結(jié)，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(tái)前速度、中心活動(dòng)路程、中心活動(dòng)時(shí)間、周圍活動(dòng)路程、周圍活動(dòng)時(shí)間、站臺(tái)周圍范圍I活動(dòng)路程、站臺(tái)周圍范圍I活動(dòng)時(shí)間、站臺(tái)周圍范圍II活動(dòng)路程、站臺(tái)周圍范圍II活動(dòng)時(shí)間、站臺(tái)周圍范圍III活動(dòng)路程、站臺(tái)周圍范圍III活動(dòng)時(shí)間、站臺(tái)周圍范圍IV活動(dòng)路程、站臺(tái)周圍范圍IV活動(dòng)時(shí)間、站臺(tái)穿越次數(shù)等50個(gè)指標(biāo)和軌跡圖，可參數(shù)化設(shè)置的探索策略軟件自動(dòng)判別。

五、實(shí)驗(yàn)范例

1．獲得性訓(xùn)練（Acquisitionphase）

1)實(shí)驗(yàn)裝置通常放置在安靜寬敞的房間內(nèi)，可在墻壁上懸掛一些圓形、三角形等物體作為動(dòng)物的視覺線索（visualcues）。在設(shè)備周圍拉上黑色圍簾以阻隔實(shí)驗(yàn)者和受試動(dòng)物。將實(shí)驗(yàn)裝置分為4個(gè)象限，內(nèi)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(jī)玻璃制圓形平臺(tái),高度可調(diào)節(jié),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(jù)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(qiáng)動(dòng)物和周圍環(huán)境的對(duì)比度，并隱藏站臺(tái)。下面以大鼠為例簡(jiǎn)單介紹水迷宮實(shí)驗(yàn)。

2)參照學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)（cuedlearningtest）：在水迷宮定位航行實(shí)驗(yàn)前，需要進(jìn)行參照學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)不同組大鼠游泳能力、視覺狀態(tài)的差異。將平臺(tái)升出水面約1.5-2cm；大鼠從任一隨即象限入水其尋找平臺(tái)，找到平臺(tái)后在平臺(tái)上休息30s，然后用同樣實(shí)驗(yàn)方法立即開始下一次測(cè)試，測(cè)量找到平臺(tái)所需要的時(shí)間。

3)定位航行實(shí)驗(yàn)、（NavigationTest）：將大鼠隨機(jī)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(yàn)每只大鼠多游泳90s，讓其找到水中隱藏的平臺(tái)。記錄大鼠自入水至找到平臺(tái)四肢爬上平臺(tái)所需的時(shí)間,作為逃避潛伏期。大鼠爬上平臺(tái)后,讓其停留30s;若入水后給定時(shí)間內(nèi)未能找到平臺(tái)或未能爬上平臺(tái)，則將時(shí)間記錄為90s，并且將其人為放置于平臺(tái)上30s,然后從平臺(tái)上取下休息30s,再進(jìn)行下一次訓(xùn)練。按此方法每只動(dòng)物每天訓(xùn)練4次，連續(xù)訓(xùn)練4-6天。

4)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：對(duì)于定位航行實(shí)驗(yàn)，將每只動(dòng)物每一天四次檢測(cè)時(shí)找到平臺(tái)所需時(shí)間和游泳距離取均值，使用SPSS軟件，數(shù)據(jù)采用two-repeatedANOVA分析；對(duì)于空間探索實(shí)驗(yàn)，將每次動(dòng)物兩次測(cè)試成績(jī)分別取均值，不同動(dòng)物組間采用one-wayANOVA分析；對(duì)于參照學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)，將每只動(dòng)物的四次檢測(cè)成績(jī)?nèi)【?，組間采用one-wayANOVA分析。

3．對(duì)位訓(xùn)練（reveralphase）

測(cè)定動(dòng)物的工作記憶（workingmemory）。探查訓(xùn)練結(jié)束后的第二天，開始維持4天的對(duì)位訓(xùn)練。將平臺(tái)放在原先平臺(tái)所在象限的對(duì)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(tái)的時(shí)間和游泳距離以及游泳速度。

4．對(duì)位探查訓(xùn)練（probetrial2）

末次一次對(duì)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(dòng)物60s內(nèi)動(dòng)物在目標(biāo)象限（平臺(tái)二次所在區(qū)）所花時(shí)間和進(jìn)入該區(qū)的次數(shù)。

注意事項(xiàng)

1、對(duì)比食物驅(qū)動(dòng)的模型（如放射臂迷宮），水迷宮實(shí)驗(yàn)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(jī)。而且不必禁食，特別適合老年動(dòng)物的測(cè)試。加上它對(duì)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(tái)直徑也較少（187.5px）。實(shí)驗(yàn)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（第一天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(duì)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(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)著始終坐在同一位置，距離泳池近的邊緣約1500px。

4、每天在固定時(shí)間測(cè)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(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。此外，當(dāng)以游泳速度作為觀察指標(biāo)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(duì)游泳速度可能造成影響。

6、用老年動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確認(rèn)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(tái)露出水面以使動(dòng)物能夠看見平臺(tái)。動(dòng)物放入泳池后如毫無(wú)困難地直接游向平臺(tái)，說(shuō)明動(dòng)物的游泳能力和視力均正常，可以開始實(shí)驗(yàn)。

7、游泳對(duì)動(dòng)物是一個(gè)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾。對(duì)老年動(dòng)物，嚴(yán)重時(shí)可誘發(fā)心血管疾病而導(dǎo)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(dāng)延長(zhǎng)其游泳時(shí)間以增加動(dòng)物對(duì)游泳的適應(yīng)能力。

8、當(dāng)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(dá)到同樣目的時(shí)，必須確保白漆對(duì)動(dòng)物沒(méi)有毒性。