你知道嗎？

不同的近交系小鼠，聰明程度也是有所不同的哦~怎麼發現的？

這個行為學（MWM）Morris 水迷宮實驗告訴你答案！

為什麼可以用水迷宮實驗來評價小鼠聰不聰明？

水迷宮（morris water maze，MWM）實驗是分析嚙齒類動物空間學習和記憶行為的有效工具，被廣泛的應用於學習記憶、老年痴呆、藥理學、毒理學、神經生物學等多個學科研究中。

老鼠天生是游泳健將，但它們卻又不喜歡呆在水裡，所以它們會本能地尋找水中的休息場所。此個行為看似簡單，其實涉及到一個複雜的學習記憶過程——它們收集周圍的環境中與空間定位有關的信息，並對這些信息進行處理、記憶、鞏固和讀取，最終才能成功導航並找到水中的休息場所，從而擺脫討厭的水中環境。

——這也就是水迷宮的原理。

水迷宮到底是個怎麼樣的迷宮呢？

• 通常小鼠水迷宮的實驗裝置是一個1.2~1.5 m直徑的圓形水池。
• 垂直十字均分為 E/S/W/N 四個象限，每一象限的池壁上用不同形狀的貼紙標記以示區別。
• 水池周圍設置圍簾阻隔實驗小鼠視線，以免實驗者和周圍物體對測試結果產生干擾。
• 向水池內注水，水深約20~25cm，水溫約23±1℃。
• 直徑為9cm的逃生平台放置於E象限中央水面下0.8cm處。
• 水迷宮裝置頂部會裝有照明及攝像裝置，連接電腦，有配套軟體進行數據分析。
• 做水迷宮實驗還需要準備：毛巾和電吹風或紅外取暖燈（用於小鼠出水池後及時擦乾小鼠，以及小鼠烘乾，防止低體溫造成的應激）、染料（用於不同毛色小鼠背部染色）。

水迷宮這個實驗怎麼玩？

最基本的MWM實驗分為空間記憶採集實驗和空間搜索實驗兩部分。

• 空間記憶採集實驗（Acquisition trial）

俗稱適應訓練階段，短則2-3天，長則5-6天。

第1天，水池中不設有逃生平台。實驗人員將小鼠沿池壁輕輕放入後迅速離開，任小鼠自由游泳2min。通過攝像設備觀察小鼠活動，保證小鼠具有正常游泳能力，也讓小鼠適應這個水池環境。

隨後的幾天開始訓練，又稱定位導航（Navigation Test）。將逃生平台放置到位。每天每隻測試小鼠分別從4個象限進入水池訓練4次，並且每天入水象限的順序均不同。例如：

所有個體均在同一象限全部訓練完成之後再換下一象限訓練，注意保證兩次訓練之間讓小鼠有足夠的休息時間。

若小鼠入水後在60 sec之內找到平台，則記錄從入水至上台所用時間，這是潛伏期（Latency）；若小鼠在60 sec內未能找到平台，則由實驗人員將其引導上台，潛伏期記為60 sec。

小鼠登上平台後，使其在平台上停留30 sec以便小鼠根據池邊的提示來記憶平台位置，並減少小鼠緊張。

數據統計：

潛伏期、游泳距離、平均游泳速度等。

• 空間探索實驗（Probe trial）

俗稱測試期。這一天水池中撤除逃生平台。

測試小鼠從距離平台點最遠的象限被放置入水，自由活動60 sec。

數據統計：

游泳距離、目標象限活動比例、平均游泳速度等。

C57比129Sv聰明嗎？

讓C57和129Sv這兩種近交系小鼠在水迷宮實驗里較量一下，就知道結果啦~

經過6天的訓練, 這兩種品系的小鼠尋找平台的潛伏期明顯縮短, 從訓練的第 2 天起 C57 潛伏期顯著低於129Sv 小鼠(圖 2A)。游泳總路程越來越短(圖 2B)。而兩者平均游泳速度也呈降低趨勢(圖 2C)。小鼠在目標象限滯留時間佔總時間百分比隨實驗時間增長而增加(圖 2D)。

分析兩種小鼠的游泳軌跡，可以發現129Sv小鼠以重複環繞式搜索為主，也就是說小鼠傾向於不停地以環狀軌跡沿著水池邊游泳的模式來搜索平台；而C57小鼠則多以直接游向平台、最多用一圈路程便游向平台或者直接游向目標象限的模式搜索平台，目的性比較明確。

平台穿越次數（圖4A）是一個 MWM 常用的評分指標， C57和129Sv小鼠間沒有明顯差異。目標象限時間佔總搜索時間百分比（圖4B），129Sv小鼠顯著高於C57小鼠。而C57小鼠總游泳路程及平均游泳速度顯著高於129Sv 小鼠（圖4C、圖4D， P<0.01）。

C57和129Sv兩種小鼠在MWM實驗中的潛伏期、總路程和平均游泳速度隨訓練時間的增加呈降低趨勢，而目標象限滯留時間百分比隨時間逐漸增加。說明C57和129Sv小鼠均可以在訓練期間有效進行空間學習定位，完成尋找隱藏平台的任務。而 C57 的潛伏期、目標象限滯留時間百分比表現優於129Sv小鼠，說明C57在空間學習功能上佔優勢。

不過雖然C57游泳速度及總路程顯著高於129Sv小鼠；但從目標象限滯留時間來看，129Sv 要顯著高於 C57 小鼠。說明在水迷宮實驗中，小鼠品系背景的差異對實驗結果有很大的影響哦！像BALB/c小鼠就不太適合MWM實驗呢！

參考文獻

1、Morris水迷宮實驗在小鼠表型分析中的應用. Chinese Journal of Cell Biology 2011, 33(1): 8?14

2、Effect of morris water maze diameter on visual-spatial learning in difference mouse strains.Neurobiology of Learning & Memory 2006 , 85 (2) :164-172

3、Strain and gender differences in the behavior of mouse lines commonly used in transgenic studies. Physiology & Behavior 2001 , 72 (1-2) :271

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