动物行为学：学习记忆系列（3）——Y/T迷宫|动物行为学|大鼠|实验|迷宫|食丸

导言

在获得学习记忆障碍的动物后，我们需要为其选择相应的行为学实验。学习记忆的产生涉及信号的识别和辨认、信息的获得、巩固、再现和再巩固等多个环节。按其记忆的信息又可分为图像记忆、声音记忆、嗅觉记忆、触觉记忆、空间位置记忆等。按其刺激因素分为奖赏、惩罚、自主活动等。因此，科学家们设计了多种学习记忆行为实验方法。

Y迷宫

迷宫利用了实验动物对新环境探索的天性，同时动物记住前一次探索过的方向后，才会转换新的探索方向，因此Y-迷宫可以可以测试空间工作记忆能力。

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实验装置

Y-迷宫主体为三等分辐射式迷路箱，由等长的三条臂和三者的交界区组成，将Y-迷宫的三条臂分为起始臂（S）、其他臂（O）和新异臂（N）。

大鼠Y-迷宫尺寸为：臂长50cm，宽10cm，高度20cm（增减幅度±10%）。

小鼠Y-迷宫尺寸为：臂长35cm，宽5cm，高度10cm（增减幅度±10%）。

操作步骤

①新异臂空间辨别性探索实验：分为训练期和探索期，训练期将新异臂用隔板挡住，把动物面向壁放入起始臂，在起始臂和其他臂中自由探索（小鼠5min，大鼠10min）。训练后将动物放入饲养笼，3~4h后进行探索期实验；探索期打开新异臂隔板，将动物面向壁放入起始臂，让其在三个臂内自由活动5min，记录运动情况。

②自发性交替实验：实验开始后将动物放入起始臂，测定8min内动物进入各个臂的顺序。动物连续依次进入三个臂（如SON、SNO、OSN、ONS、NOS、NSO）被定义为一次交替。

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主要评价指标

动物在各臂的停留时间（s）

动物进入新异臂百分比（%）=动物在新异臂停留时间/动物进入三个臂的总时间×100%

正确交替率（%）=[交替次数/(进入各臂的总次数-2)]×100%

注意事项

①每次测试后需要对实验箱用75%酒精进行清洗，消除动物气味。

②测试时，在各臂中设置不同标记，便于动物记住已探索过的迷宫臂，从而进入另一个臂。

③实验在较暗的光照下进行，环境保持安静，维持适宜温度（24~26℃）。

④装置背景底色需和老鼠毛色有明显差异。

T迷宫

T迷宫主要利用动物觅食行为和对周围环境探索的习性，早期科学家改变T迷宫一个目标臂的颜色，发现大鼠总会选择探索改变颜色的目标臂，现在的 T-形迷宫使用的是食物而不是臂的颜色作为动物探究的动力，由此发展而成的 T-形迷宫实验成为目前用于评价空间记忆的最常用的动物模型之一。

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实验装置

迷宫由两个长 46cm、宽 10cm、高 10cm 的目标臂和一个与之垂直的长 71cm、同样宽度和高度的主干臂（stem）或起始臂组成。主干臂内置一个 16cm*16cm 的起始箱，并有一闸门与主干臂的另一部分相联。

操作步骤

1.传统T迷宫实验

（1）适应在 T-形迷宫臂内分撒 6 粒食丸（45g），让大鼠适应迷宫 5min，每天一次，连续 5 天。

（2）强迫选择训练将大鼠放入主干臂的起始箱，打开闸门，让大鼠进入迷宫的主干臂。随机、交替选择左右两臂之一放入 4 粒食丸，同时关闭另一臂，使动物被迫选择食物强化臂并完成摄食；每天 6 次，连续 4 天。

（3）延迟位置匹配（delayed matching-to-position,DMP）训练：

① 将动物放入闸门关闭的起始箱，打开闸门，让动物进入主干臂。

② 关闭一侧目标臂，强迫动物进入另一侧开放臂以获得 2 粒食丸奖赏。

③ 立即（最短延迟，少于5s）将动物放回主干臂，开始匹配训练中的第二次训练；此时两个目标臂均开放。动物将两前肢和至少两后肢的一部分置于一个目标臂时完成“一次选择”。动物返回到强迫选择训练时进入过的臂则获得食物奖赏（4 粒食丸），记录一次正确选择；若动物进入另一臂，则没有食物奖赏，并且将其限制在该臂内 10 秒，记录一次错误选择。

④ 一次匹配训练结束后将动物放回笼内 5~10min（与此同时训练其他动物），再重复下一次匹配训练。每天 8 次。动物连续两天的正确选择次数达到 15/16，则认为达到标准，可以开始实验。如动物经过 30 天训练仍然达不到标准，则予以淘汰。

⑤ 动物训练达标后一天，给予一次匹配训练。所不同的是，强迫选择训练后，将 T-

形迷宫旋转 180 度，再进行上述开放臂的训练。这样做的目的是评价动物是否为定位性操作（有赖于迷宫外信号）或反应性操作（不依赖迷宫外信号）。

⑥ 接着两天，每天给予 10 次匹配训练，每次训练间隔为 60s，用以评价动物的工作记忆操作。记录进入食物强化臂的次数和再次进入非强化臂的次数。后者被认为是工作记忆错误。正常健康年轻的大鼠几乎每次均能准确操作。当操作稳定、且选择准确率高（工作记忆错误少于 10%）时，可进行药物测试或脑区毁损后的操作实验。

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2. T-迷宫自主交替实验

没有食物奖赏，大鼠仍然保留对所探究区域有一定的新奇感。正常的交替操作与完整的工作记忆能力相一致。实验方法与Y-迷宫自发性交替实验类似。

（1）充分抚摸大鼠每天 1~2min，连续 5~7d。由于大鼠没有被剥夺进食，唯一对大鼠有驱动作用的是其探究迷宫的欲望。因此，动物必须对实验者和实验环境完全适应，没有恐惧感。充分触摸大鼠就显得尤为重要。

（2）将大鼠放入 T-形迷宫的主干臂；打开闸门，让大鼠离开主干进入一个目标臂（四肢进入臂内）。

（3）将大鼠放回主干臂，限其在臂内一段时间（零倒数分钟，但开始时设定 5s 比较合适）。

（4）将第 2 和第 3 步的操作重复 9 次，记录进入每一臂的次数。对照大鼠在每一实验间期（共 10 次训练）内应交替选择两目标臂。实验结果表述为同一实验间期内交替次数除以总的选择次数。

主要评价指标

正确选择次数

正确交替率（%）=[交替次数/(进入各臂的总次数-2)]×100%

文献案例

【文章题目】对香豆酸上调 BDNF 及改善慢性束缚应激诱导小鼠记忆障碍的作用

【结果部分】在Y迷宫测试中，与CRS组相比，各组小鼠交替次数无显著性差异(P＞0.05)，而CRS+p-CA组小鼠正确交替率显著升高(P＜0.05)；与CRS+p-CA组相比，CRS+p-CA+ANA-12组小鼠正确交替率显著降低(P＜0.05，表3)；这些结果表明ANA-12阻断p-CA对CRS应激诱导小鼠Y迷宫记忆障碍的改善作用。