Morris水迷宮實驗中三種小鼠的學(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功能之一,英國心理學(xué)家Morris創(chuàng)建了水迷宮實驗以評估嚙齒類動物空間學(xué)習(xí)和記憶的能力,該實驗?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水迷宮實驗最常用的實驗動物。在大鼠的Morris水迷宮實驗中,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水迷宮實驗中性別差異的研

2、究報道甚少,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)已成為我國使用最廣泛的實驗動物并常用于動物行為學(xué)的研究。本實驗中我們采用C57BL/6小鼠、昆明小鼠以及BALB/c小鼠,利用Morris水迷宮實驗,對比分析不同性別小鼠在定位航行實驗、空間搜索實驗和工作記憶實驗中的行為表現(xiàn)。
　　 目的

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

4、索實驗和工作記憶實驗。
　　 定位航行實驗時平臺固定在NW象限,位于水面下1cm。實驗共六日,每日每只小鼠測試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)測時間為60秒,計算機(jī)采集系統(tǒng)自動記錄從小鼠入水到找到隱藏平臺的數(shù)據(jù)和過程,從小鼠入水到找到平臺的時間記為潛伏期。小鼠找到平臺后讓其在平臺上停留10秒,尋臺失敗的小鼠也應(yīng)在平臺上停留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秒后開始下一次訓(xùn)練。
　　 空間搜索實驗(spatialprobe)定位航行實驗結(jié)束次日,拆除水迷宮裝置中的平臺后,將小鼠由SE象限入水,監(jiān)測并記錄小鼠在60s內(nèi)小鼠在原平臺象限游程比率及時間比率(即動物在原平臺象限的游程及時間占總游程及總時間的比率)、平均游泳速度、穿過原平臺位置的次數(shù)。
　　 工作記憶實驗(spatialwor

6、kingmemory)空間搜索實驗結(jié)束次日開始工作記憶實驗,歷時四日。四日中每日,將水迷宮裝置中的平臺位置按照順時針方向變換象限。每日每只小鼠測試4次,每日測試中平臺的位置保持不變。第一次和第四次從目標(biāo)象限對側(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,定位航行實驗的d3或d4開始,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開始顯著縮短(P＜0.01)。同性別昆明小鼠與C57BL/6小鼠比較,未見統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。與定位航行實驗的d1相比,從d3或d4開始,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)練過程中小鼠有效搜索策略的變化
　　 在d1～d6的定位航行實驗過程中,以同性別和同品系小鼠d1的有效搜索策略百分比作為對照值時,BALB/c小鼠d2～d6的有效搜索策略無顯著改變(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

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但無統(tǒng)計學(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.空間搜索實驗
　　 以同性別BALB/c小鼠穿越平臺次數(shù)、平均游泳速度以及穿越平臺路程比率、時間比率作為對照值時,C57BL/6小鼠和昆明小鼠的穿越平臺次數(shù)(雌性昆明小鼠除外)、平均游泳速度、穿越平臺路程比率和時間比率均

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小鼠穿越平臺的路程比率和時間比率均呈增加趨勢,但無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05),但是,雌性BALB/c小鼠穿越平臺的時間比率顯著增加(P＜0.05)。同性別C57BL/6小鼠的各項參數(shù)與昆明小鼠相比時,未見顯著差異(P＞0.05)。
　　 2.工作記憶
　　 與同性別同品系小鼠工作記憶實驗的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驗的d2～d4均無顯著改變(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)。
　　 與工作記憶實驗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水迷宮實驗,在Morris水迷宮實驗中傳統(tǒng)的實驗設(shè)計至少在C57BL/6、昆明和BALB/c這三種品系小鼠中不易評估其