水迷宫实验报告

1 / 10 水迷宫实验报告 Morris 水迷宫实验原理 Morris 水迷宫实验 原理：一种小鼠、大鼠能够学会在水箱内游泳并找到藏在水下逃避平台的实验方法。由于没有任何可接近的线索以标志平台的位置，所以动物的有效定位能力需应用水箱外的结构作为线索。迷宫由圆形水池、自动摄像及分析系统两部分组成，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，试验完毕自动分析报告相关参数。 检测指标：实验程序包括：定位航行实验，用于测量小鼠对 水迷宫学习和记忆的获取能力。实验历时 4 天，上、下午各训练 1 次，共计 8 次。实验观察和记录小鼠寻找并爬上平台的路线图及所需时间，即记录其潜伏期和游泳速度。空间搜索实验，用于测量学会寻找平台后，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。 优缺点： Morris 水迷宫是目前世界公认的较为客观的学习记忆功能评价方法。利用 Morris 水迷宫检测空间记忆学习能力。水迷宫与放射臂状迷宫相比较的主要优越性在于在水迷宫中，动 物训练所需的时间较短，而臂形迷宫则2 / 10 需要几周的训练时间；迷宫内的线索，例如气味可以被消除掉；大的剂量 -效应研究可以在一周内进行；可以利用计算机建立图像自动采集和分析系统，这就能根据所采集的数据，制成相应的直方图和运行轨迹图，便于研究者对实验结果作进一步分析和讨论，用来研究有关大鼠运动或动机问题；动物在实验中可以不禁食。从理论上讲，水迷宫实验是一个厌恶驱动的实验而臂形迷宫实验是食欲驱动的实验。 本实验由美国科学家 Richard GMMorris 于 1981 年建立。最初用于研究脑内结构对学习和记 忆的调节作用，后来逐步发展成为目前最为常用的评价动物学习与记忆的模型。这一实验的基础是，啮齿类动物在水中有强烈的逃避水环境的动机，并以最快、最直接的途径逃离水环境。学会逃避水环境的过程体现动物的学习能力；根据周围环境进行空间定位，有目的地游往水中安全的地方，体现动物的空间记忆能力。 ? 实验设备 实验用大鼠或小鼠进行。大鼠水迷宫实验设备包括一个灰色或黑色圆形水池。池内盛水，深 50cm，水温为摄氏2224。平台置于水面下 2cm。在水中加入奶粉或牛奶将水搅浑以免让动物看清水下平台。 摄像机位于水池中央上方200cm，可记录动物的位置、游泳距离和时间以及游泳路径3 / 10 等。房间周围墙壁上贴上色彩鲜明、形状不同的图画用为迷宫外暗示。 ? 实验方法 分获得性训练、探查和对位训练 3 个过程。 1获得性训练理论上将水池分为 4 个象限，平台置于其中一个象限区的中央。 将动物头朝池壁放入水中，放入位置随机取东、西、南、北四个起始位置之一。记录动物找到水下平台的时间。在前几次训练中，如果这个时间超过 60s，则引导动物到平台。让动物在平台上停留 10s. 将动物移开、擦干。必要时将动物放在 150W 的白炽灯下烤 5min，放回笼内。每只动物每天训练 4 次，两次训练之间间隔 1520min,连续训练 5d。 2探查训练 最后一次获得性训练结束后的第二天，将平台撤除，开始 60s 的探查训练。将动物由原先平台象限的对侧放入水中。记录动物在目标象限所花的时间和进入该象限的次数，以此作为空间记忆的检测指标。 3对位训练 测定动物的工作记忆。探查训练结束后的第二天，开始维持 4 天的对位训练。将平台放在原先平台所在象限的对侧象限，方法与获得性训练相同。每天 训练4 次。每次记录找到平台的时间和游泳距离以及游泳速度。 4对位探查训练最后一次对位训练的第二天进行。4 / 10 方法与上述探查训练类似。记录动物 60s 内动物在目标象限所花时间和进入该区的次数。 ? 注意事项 1对比食物驱动的模型，水迷宫实验的最大优点在于，动物具有更大的、逃离水环境的动机。而且不必禁食，特别适合老年动物的测试。加上它对衰老引起的记忆减弱尤其敏感，因此，水迷宫最常用于老年动物记忆的研究。 2如用小鼠，除游泳池尺寸约为大鼠的 50%以外，平台直径也较少 。实验方法与大鼠类似，但训练周期较短。一般获得性训练 3 天共训 16 次研究学习始于 20 世纪初。迷宫的种类很多，结构方式也不一样，但它们都有一条从起点到终点的正确途径与从此分出的若干盲巷。迷宫的学习一般可分为四个阶段：一般的方位辨认；掌握迷宫的首段、尾段和中间的一两个部分；扩大可掌握的部分，直至全部掌握空间图形；形成机体对空间图形的自动化操作。被试的任务是寻找与巩固掌握这条正确途径。迷宫的学习与被试的智商有关，它涉及被试的空间定向能力、思维、记忆等诸多方面。 1899 年 ,斯莫尔 让白鼠学习一条相当复 杂的迷津通路。通过研究他认为 ,白鼠迷宫学习所依靠的主要是触觉和动觉记忆。 1912 年希克思 和卡尔把迷宫用于研究人类学习。泊金斯最早使用这种在手指迷宫的基础上发展起来的最简便、最常用的触棒迷宫。 Tolman 在 1948 年提出“认知地5 / 10 图”的概念，用于解释动物完成迷宫任务的成绩。他认为“在大鼠的脑中建立了某种类似于环境地图的东西”，使得它们重组获得的空间信息以建立关于环境的认知表征。虽然“认知地图说”还是一个假说，但我们也可以尝试从这个角度来看人类的迷宫学习进程。近年来，学者们则利用迷宫进行逆反学习能力的研究。而 在特殊教育领域，也利用迷宫队正常人和盲人进行了触棒迷宫的对比试验，并得出了盲人心理的巨大补偿作用和学习潜能的结论。 在此迷宫实验中，被试需要排除视觉条件，用小棒从迷宫起点沿凹槽移动到达终点，记录被试所花的时间和错误次数，并且重复进行实验。本实验做出如下假设：随着实验次数的增加，被试每次实验所花费的时间逐渐减少随着实验次数的增加，被试的错误次数呈减少趋势。 2 方法 被试 华东师范大学心理与认知科学学院心理学系大二男生 1 名。 实验仪器 EP713 型迷宫装置 实验程序 选择一间较为安静的实验室，一切条件比较适宜。 将小台式机机 EP713 迷宫装置接上电源，并打开电源，被试始终闭眼，不允许看到盲道。 主试向被试叙述指导语：“这是一个迷宫实验，你要在排除视觉条件下，尽快学会走迷宫，中 6 / 10 间不要停顿，要积极运用动觉、记忆和思维，期间若触棒进入盲巷并到达盲巷终点，仪器会发出蜂鸣声，并记错一次，到达终点、仪器会长鸣一秒。当你连续三次无错走完迷宫，你的任务就完成了，实验结束。” 被试明确指导语后，被试手握触棒，由主试带 引将笔尖放在迷宫的起始位， 主试按下，同时示意开始实验。 被试按指导语开始实验，触棒离开起点巷中的金属片，仪器自动开始计时和记录错误次数。被 试每走完一遍迷宫，主试按下键，分别记录被试的测试时间和错误次数。 主试按复位键并再次将被试手握触笔笔尖引入迷宫起始位，重复实验。记录多组数据。 3 结果 实验根据附录表的数据，画出的两张表格，如下所示： 图 1 迷宫学习遍数与所需时间的关系曲线图 图 2 迷宫学习遍数与错误次数的关系曲线图 4 讨论 关于实验变量 本实验的自变量是学习走迷宫的遍数，因变量有两个：所需时间和错误次数。因此本实验是一个多因变量实验设计。实验的自变量和因变量都能很好地进行操作性定义，7 / 10 都可以进行准确地量化。 误差分析及原因探讨 在实验过程中，错误的次数过多，所用时间过长，错误提醒时的蜂鸣声和大脑疲劳都可能让被试产生烦躁等消极情绪，导致实验时耐心的逐渐丧失，此时如果继续实验则可能导致所用时间和错误次数的增加，此时的数据会影响结果的分析。所以在被试感到疲劳时需要让被 试休息进行调整，防止出现误差影响实验结果。另外环境的适宜程度有可能对结果产生一定影响，因此，实验中注意控制无关变量。 关于实验的分析 根据被试的口头报告，被试在排除视觉的前提下，通过自己的动觉、触觉和记忆获得迷宫路线的信息， 被试先对迷宫的整个路径形成整体印象，然后通过分段学习记忆，根据走过的错误经验，渐渐地摸索出了路线，最终掌握迷宫的结构。而由于被试是一个人的，本实验无法分析迷宫学习的个体差异和性别差异。不过与其他同学的实验结果可以大致得出，不同的人学习迷宫所需要的时间和错误次数 是不一样的，因此可认为个体差异对迷宫学习有影响，但性别差异对迷宫学习的影响不大。 5 结论 随着学习遍数的增加，走完迷宫所需时间整体呈减少趋势。 随着学习遍数的增加，完成一次迷宫的错误次数整体呈下降趋势。 参考文献 8 / 10 1. 杨治良实验心理学杭州：浙江教育出版社， 1998： 4 6， 45-57 2. 刘芳娥，刘利兵，化前珍，杨芳，于军褪黑素对睡眠剥夺大鼠记忆的影响 J中国心理卫生杂志， XX： 147-149 3. 胡镜清 ,温泽淮 ,赖世隆 . Morris 水迷宫检测的记忆属性与方法学初探 J. 广州中医药大学学报 . 2000 4. 薛丹 ,徐淑萍 ,刘进修 ,刘新民 ,李澎涛 ,刘华钢 . 水迷宫实验中三种品系小鼠学习记忆能力的比较 J. 中 国实验动物学报 . 2016 附录 Morris 水迷宫实验 实验用品的准备： 毛巾或电吹风、染料、小台灯、细木棍 实验前的准备： 1.在实验前一天晚上，把水迷宫和实验室打扫干净。 a.水迷宫中动物粪便要处理干净 b.实验室内保证通风、无异味 2.将水注入水迷宫中，水的高度在高过站台 1CM 左右。 如果水温过低，请使用快速热水器加热水至合适温度注入水迷宫中，然后打开保温棒的电源开关保持水温。 9 / 10 3.实验前三十分钟把动物带入实验室中熟悉环境。 4.加入合适的染料到水中，然后打开实验电脑，通过监视系统人工调节小台灯的位置来达到光的均匀分布。 5.检查标记物是否在固定的位置。 正式实验： 将已经编好号的大 鼠 /小鼠依次放入水迷宫进行实验，具体操作如下： a.实验人员 A 从鼠笼中取出小动物，然后快速放入水迷宫中 b.实验人员 B 通过监视系统观测到动物入水的一瞬间，然后快速的按下录象键 c.实验人员 B 通过监视系统观测到小动物在规定时间内没有游上站台，马上通知实验人员 A 用细木棍引导小动物上站台，让小动物在站台上 30 秒熟悉周边环境后取走。 d.实验人员 B 通过监视系统观测到小动物在规定时间内游上站台，让小动物继续在站台上呆 30 秒后通知实验人员 A 将小动物取走。 e.实验人员 A 将小动物从水迷宫中取出后，请用毛巾将小动物檫干。 结束工作 1.在结束实验后，立即断开保温棒的电源开关。 2.将水迷宫池中的水排出 10 / 10 3.打扫水迷宫 注意事项： 1.