实验:水迷宫

一座辛辛那提水迷宫的示意圖。題目可以是從A至B，或從B至A。

水迷宫（water maze），是一种用来测验动物记忆的实验设备，其中的路径充满了水，使动物具有逃脱的动机 。

實驗目的

• 使用水迷宮，來測試老鼠是否能學習或記憶，以及其學習或記憶的能力的程度。

實驗原理

• 雖然老鼠是天生的游泳健將，但是他們卻厭惡處於水中的狀態，他們便會本能地尋找水中的休息場所。尋找休息場所的行為涉及到一個複雜的記憶過程，包括收集與空間定位有關的視覺訊息，再對這些訊息進行處理、整理、記憶、加固，然後再取出，目的是能成功的航行且找到藏在水中的站台，終從水中逃脫。
• Morris 水迷宮是英國心理學家Morris 於20 世紀80 年(1981)代初設計並應用於腦學習記憶機制研究的一種實驗手段,其在動物行為研究中的應用非常普遍。較為經典的Morris水迷宮,測試程序主要包括定位航行試驗和空間探索試驗兩個部分。
• 其中定位航行試驗(place navigation)歷時數天,每天將大鼠面向池壁分別從4 個入水點放入水中若干次,記錄其尋找到隱藏在水面下平台的時間(逃避潛伏期,escape latency)。
• 空間探索試驗(spatial probe)是在定位航行試驗後去除平台,然後任選一個入水點將大鼠放入水池中,記錄其在一定時間內的游泳軌跡,考察大鼠對原平台的記憶。

實驗器材

• 1. 圓形大水池：水池中有一根柱子，上面有一小平台供老鼠休息。
• 2. 白色奶粉︰水中要撒白色奶粉，使得水跟小黑鼠的顏色對比較為鮮明，讓電腦可以區別；還使水混濁，讓老鼠不能依靠視覺找到平台。
• ※「水中物質」的演進史：起初水池使用顏料混色，但因為是化學物質，小黑鼠喝進水後會對身體有害，因此改為奶粉，但之後又發現小黑鼠都變胖了，最終改為無脂奶粉。
• 3. 愛的小手：當小老鼠超過一分鐘還找不到圓柱時，將牠指引到平台上做休息。
• 4. 黑色小老鼠：本實驗的實驗對象
• 5. CDC 攝影機和Water Maze 電腦程式：用來記錄老鼠在水中行進的起點、終點、經過的路徑以及所花費的時間。

實驗步驟

• 1.先讓老鼠在透明的水槽中游泳，讓牠知道有可以停靠的平台。之後在水中撒奶粉，使水色與老鼠有明顯的顏色區隔。
• 2. 電腦打開The Track Mot BW 程式
• 3. 按下image position, 再按下online 啟動攝影機
• 4. 按下stop,再按下calibration（1:1）測量水槽半徑
• 5. 目測出圓心，用紅色圓圈將平台位置與大小框起來，選擇目標物以標示圖案，並設定timelimit（超過此limit 時間就要將老鼠撈起來），最後用攝影機分析背景影像
• ※經過以上步驟，電腦只會自動偵測大圓圈內（水池內）以及小圓圈（平台），忽略圓圈外的背景。
• 6. 抓小老鼠，放入大水槽中，並同時按鈕計時。
• 7. 用電腦觀察小老鼠，當老鼠到達平台上，按下外接按鈕停止計時。
• 8. 若老鼠在time limit 內沒有游到平台上，電腦會自動停止計時。此時就用愛的小手把牠推到平台上。讓他休息0.5-1min，讓他記下平台位置。
• 9. 把牠抓起來，擦乾，放在燈泡下以防失溫。
• 10.抓下一隻，重複以上步驟。
• ※從數據上來看，小黑鼠找到平台的時間，訓練過後有短許多，因此小黑鼠明顯有學習能力。