对啮齿类动物AD模型的学习、记忆能力的行为学评价主要通过Morris水迷宫实验系统进行检测。下文将介绍水迷宫系统的组成和检测程序、评价方法。

一、Morris水迷宫买验

Morris水迷宫实验系统由圆形水池、图像自动采集和处理系统组成。图像自动采集和处理系统主要由摄像机、计算机、图像监视器组成，动物入水后启动监测装置。记录动物运动轨迹，实验完毕自动分析报告相关参数。

(一)Morris水迷宫

Morris水迷宫为一圆形铁皮水桶，直径为100cm，高为50～60cm，水深为30～40cm，一个圆形平台直径为9cm。藏匿于2cm的水面之下。水池的内部不得有任何标记，水中加入适量的新鲜牛奶或奶粉，使水呈不透明的乳白色。在圆桶的上缘等距离地设东、南、西和北4个标记点，作为动物的入水点，以这4个入水点在水面和水桶底部的投影点，将水面和水桶部分均等地分为4个象限。按实验要求，可任意地将平台设置于某一象限的中间。使用适当的恒温设备使水温保持在23～25℃。水迷宫水池应配有良好的注水和排水设备，水池的位置一旦确定，就不要轻易变动，尤其在同一轮水迷宫的测试中。水迷宫图像自动采集和处理系统能自动地采集动物的入水位置、游泳的速度、搜索目标所需的时间、运行轨迹和搜索策略等参数，并可对所采集的各种数据进行统计和分析。设备受限制的实验室，仍可沿用当今西方国家不少实验室所采用的人工记录方法。

1.实验方法与步骤  实验训练阶段持续3d。每天训练4次。训练时，将大鼠面向池壁从4个入水点分别放入水池，记录大鼠从入水到找到水下隐蔽平台并站立于其上所需时间，作为潜伏期，用秒(s)表示，大鼠找到平台后，让其在平台上站立10s。若入水后60s大鼠未能找到平台，则将其轻轻从水中拖上平台，并停留10s，然后进行下一次训练。每只大鼠从4个入水点分别放入水池为一次训练，两次训练间隔30s。

2.实验项目

(1)定位航行实验(place navigation)：用于测量大鼠对水迷宫学习和记忆的获取能力。实验观察和记录大鼠寻找并爬上平台的路线图及所需时间，即记录其潜伏期。

(2)空间搜索实验(spatial probe test)：用于测量大鼠学会寻找平台后，对平台空间位置记忆的保持能力。定位航行实验结束后，撤去平台，从同一个入水点放入水中，测其第一次到达原平台位置的时间、穿越原平台的次数。

(3)空间辨别能力实验(spatial discriminability)：即双平台实验，用于测量大鼠的空间辨别能力。在水迷宫中设置两个外观完全一致(排除“视觉辨别”)，但位置不同(空间差异)的可见平台。其中一个平台不会沉没(安全平台)，另一个平台一触即下沉(伪安全平台)。记录大鼠的正确反应次数，即在一定的实验次数中，大鼠不接触伪安全平台而到达安全平台的次数。显然，“正确反应次数”越高，空间辨别能力越好。

3.注意事项

(1)实验室内的环境和实验者的位置都可作为大鼠搜索目标时的参照物。因此。实验室内设备和实验者的位置应相对固定。

(2)水迷宫实验室应当保持安静，光线柔和而均匀。

(二)评价

Morris水迷宫实验是一种让实验动物学习在水中寻找隐藏平台并通过分析其寻找平台所用时间和所走路径判断其记忆功能的一种实验方法，是研究空间学习记忆的标准实验。Morris水迷宫不仅用于研究与空间学习记忆相关的脑区功能评价，而且用于研究与之相关的药物效果、环境、基因、电磁辐射等对学习记忆能力影响的评价。本实验操作简便，方法可靠。

二、Y形迷宫实验

国内外多采用建立条件反射的方法检测动物的行为和高级脑功能，其中Y形迷宫法可同时观察动物的逃避条件反射能力和空间辨别能力，并且结构简单、价格便宜、不受气候变化的影响、可满足一些特殊需要(如在大鼠头部埋藏电极以便测量脑电图或引导脑诱发电位时不宜使用水迷宫)等。因而在国内得到了广泛应用。例如，目前在探讨痴呆的病理发病机制和观察药物疗效方面，多以大鼠为实验对象，对其进行Y形电迷宫检测，根据其学习记忆能力的变化来判断建模是否成功或药物有无疗效。

(一)Y形迷宫的结构及原理

Y形迷宫也称三等分辐射式迷路箱。由等长的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ臂和三者的交界区组成，箱底铺设直径0.2cm、长14cm、间距1cm的电栅臂，其内壁均贴有可导电的薄层铜片，每臂长45cm，顶端各装一盏15W的刺激信号灯。Y形迷宫的控制面板有电压控制按钮、延时控制按钮，以及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、0共4个按键。当分别按下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ键时，相应臂的信号灯亮，此时该臂不通电为安全区(红灯区)，另外无灯光的两臂及交界区均通电而成为非安全区(电击区)；按下0键，则三臂均不通电，但交界区通电。实验开始时，让大鼠在起步区(大鼠开始所在的臂)适应3.5min，然后按一定规律或随机转换按键开关以变换安全区与电击区的位置，观察动物学会逃离电击区而进入安全区的反应能力。开始训练时，大鼠受电击逃离起步区后可能跑向非安全区，并在电击作用下最终跑至安全区(被动回避反应)，故会出现错误反应。多次训练后，安全区灯亮，电刺激尚未开始时，大鼠立即逃往安全区，即为形成明暗辨别条件反射(主动回避反应)。

(二)正误判定的标准

(1)大鼠受电击后从起步区直接逃到安全区为正确反应，若逃到无灯光的任何另一臂，则记为错误反应。

(2)大鼠在足底通电后10s内一次性跑向安全区为正确反应，否则为错误反应。

其中后者考虑了时间因素，可反映大鼠反应时间的长短。另外，二者都强调了“直接”或“一次性”，即如果大鼠向所在的起步区逆向逃窜也应归为错误反应。

(三)观察指标

1.达标所需的训练次数(电击次数、反应次数、测试次数)  用动物学习达到学会标准前所需的测试次数表示其空间分辨反应的学习、记忆成绩。所需次数越少说明学习速度越快或学习能力越强；所需次数增多，提示学习、记忆能力下降。

2.达标所需的天(日)数  记录每只大鼠达到学会标准所用的日数。平均达标所需的日数越多，表示达到学会标准所需时间越长。则学习、记忆成绩下降。

3.错误反应次数(error number, EN)  一个实验日完成所有反应中错误反应的次数。

4.全天总反应时间(total reaction time, TRT)  动物的反应时间(潜伏期)是指从信号灯亮开始至大鼠第1次逃至灯亮区所耗的时间。全天总反应时间是一个实验日(全天)完成所有反应(包括正确反应和错误反应)所需时间。EN反映大鼠反应的正确程度，TRT则反映大鼠反应时间的长短，可综合评价大鼠的学习记忆能力。

5.主动回避率  大鼠在灯亮后但未通电的5s内完成逃避反应的次数占总反应次数的百分率。安全区灯亮，电刺激尚未开始时，大鼠即逃往安全区，表明大鼠已经形成了明暗辨别条件反射(主动回避反应)。

6.正确反应率(行为正确率)  正确反应数占总测试数的百分比。

7.全组正确率  学会动物数占该组动物总数的百分比。

8.3d学会率  训练第3天达到学会标准的动物数占该组动物总数的百分比。

(四)达标(学会)的标准

①连续10次中有9次或以上正确反应(正确反应率≥90％)定为学会的标准。②连续10次电击均为正确反应。③以连续20次测试中有18次或以上正确反应(行为正确率≥90％)为达到学会标准。④每个实验日进行20次训练测试，以EN≤2次，TRT≤120s作为判定大鼠学会的标准。以上为每只大鼠达标(学会)的标准，全组大鼠达标(学会)的标准为全组正确率(学会动物数/该组动物总数×100％)达85％以上。

(五)训练方法

1.筛(预)选

(1)将大鼠放入Y形迷宫箱中适应3～5min后，给予适当电击，至其对三臂均探索进入为止。选择活跃、对电击反应较敏感、逃避反应迅速者供测试用。淘汰反应过于迟钝或特别敏感的大鼠。

(2)预选出达到连续2次正确反应，电击次数≤3次，对电击反应较敏感的大鼠供实验用。

(3)在上述初步筛选的基础上，通过正式迷宫训练，淘汰达不到学会标准(学不会)的大鼠。因为有些大鼠本身存在学习、记忆障碍。而仅仅通过前两项筛选难以发现。

所以严格来说，第3种筛选方法是最彻底的，但这种方法只能对大鼠进行记忆保持(再现)能力的测试，因为在进行实验处理(建模或给药)前，所有被挑选出来的大鼠都通过了学习测试。

2.学习测试  无论采取下面哪一种方法进行学习测试，共同点是实验时先将大鼠放入迷宫中适应3～5min，然后才开始正式实验。

(1)随机休息法：安全区以无规则次序变换，以训练动物辨别灯光刺激及安全方位的能力，动物受电击逃到安全区后，灯光继续作用10～15s。熄灯后结束一次测试，动物所在支臂就作为下一次测试的起点，两次测试时间间隔为30s或休息1min后再予第2次测试，依次重复，测试至达连续9/10标准。

(2)随机不休息法：安全区以无规则的次序变换。开始时，对动物所在支臂与另一支臂通电，动物在电击下逃窜至灯光区后再保持10s或30s为一次测试，然后以动物所在支臂为下次测试的起始位置进行下一次测试。

(3)顺序法：三臂末端小区按Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅰ臂轮流作为起步区或安全区。以上具体方法还可进一步划分为两类：①每天固定训练次数，一般为20次，连续训练3～4d，动物一般都能达到学会标准；②不固定训练次数，采取分段连续训练法，即每训练10次，休息1min，连续训练直到学会为止，训练在1d内完成。一般第一类方法较为多用。

(六)记忆保持(再现)测试

学习测试24h、48h、7d、30d后，再用同样方法测试至9/10标准，正确反应次数定为 A，以A/10表示记忆保持的能力，此值越高说明记忆力越好。