Y型迷宫实验和Morris水迷宫实验的比较
[摘要] 为了更合理运用
Morris 水迷宫和Y 型迷宫对动物进行学习记忆能力测试，本研究系统分析了Morris 水迷宫和Y型迷宫的原理、测试方法、观察指标、实验的影响因素和现存问题等，并提出相应看法。
[关键词] 学习记忆；Morris 水迷宫；
Y 型迷宫 现在对动物的空间学习和记忆能力的研究多采用建立条件反射的方法，各种各样的方法均由此衍化，如跳台法、避暗法、迷津等，而 Morris 水迷宫实验和 Y 型迷宫实验是目前应用比较广泛的 2 种迷宫实验。为了更**了解和合理应用这 2种方法，现查阅近几年文献，对其原理、测试方法、优缺点等方面进行比较。
1 实验原理
动物的记忆过程属于陈述性记忆。空间辨别性学习记忆是检测空间定向、反应时间、视觉和结构应用等能力，从而评价其认知水平的 1 种行为模式，是一类关于场景和事件的学习记忆。简单地说，需要动物把空间方位周围的物体作为参照物，经过反复识认，从而在其脑内将参照物同空间方位联系起来，借助参照物来获得辨别该空间方位的能力。Y 型迷宫实验的基本原理是利用老鼠喜阴暗的天性，给予电击刺激，使其逃离阴暗区，即此处是伤害源（电击），从而避开，趋向一个**的正性刺激（光亮区）。Y 型迷宫的电击程度和时间是可控的，但对于老鼠来说电击毕竟是一种伤害管，使动物产生应激反应，进而影响学习记忆活动。在笔者近期做的相关实验中曾出现有小鼠低电压下没反应，而电压稍高就疼痛**的情况。在目前 Y 迷宫多用于**筛选。
Morris 水迷宫是利用动物急于逃离水淹的本能反应为刺激，让老鼠在多次的训练中，学会寻找固定位置的隐蔽平台，形成稳定的空间位置认知。虽然老鼠天生会游泳，但是它们却厌恶处于水中，所以它们会本能的寻找水中的休息场所。这种行为机制主要涉及边缘系统（如海马）以及大脑皮层有关脑区。该行为模型是一种空间辨别性学习记忆的模型，与海马结构功能有关。所以在以大鼠海马和齿状回为实验对象的实验，水迷宫法要比其他方法优越得多。并且重复 Morris 水迷宫训练可以提高动物的空间学习能力，不影响空间记忆能力。
2 实验环境的要求
Y 型迷宫实验对环境的要求较为简单，一般安静、光线较暗的环境较为适宜，需在 1?6?9 d 中的某个固定时间进行。另外仪器内的气味、粪便等要消除掉，仪器电压强度适宜。Morris 水迷宫对环境的要求相对 Y 型迷宫来说比较苛刻，它要求迷宫周围的物品等空间线索必须保持固定不变，即认知的“参照系”要一致。尽量控制室内光线，使其趋于稳定；室内物品不应当有强反光；各种光源（如摄像头等）不能在水中形成强烈的倒影；实验者尽量在实验动物视野之外，否则有可能被当做实验动物所记忆的参照物之一；对水温严格控制，现多为 21 ～ 22℃ ；整个实验过程中，水的浑浊度尽量保持一致。
3 测试方法的选择
Y 迷宫所采用的训练方法和选取的测试指标各不相同，导致测试结果差异很大，现常用的有 4 种测试方法：①固定次数随机法；②固定次数顺序法；③固定次数随机不休息法；④不固定次数随机法。根据王跃春研究，固定次数随机不休息法是一种相对准确而简便的 Y 型迷宫测试法。Morris 水迷宫：①不同的入水象限，不同的入水次序对Morris 水迷宫检测大鼠记忆力都有影响。在 Morris 水迷宫实验过程中尽量避免采用目标象限的入水成绩作为评价大鼠记忆力的指标，建议采用远离目标的象限入水成绩作为评价指标；②建议采用每天第 1 次训练的成绩作为评价指标，这样反映出的才是大鼠对前**的记忆力；③在 Morris 水迷宫定位航行实验中多次训练大鼠寻找站台可以提高大鼠在 Morris水迷宫定位航行实验中多次训练大鼠寻找站台可以提高大鼠的空间学习能力；④在 Morris 水迷宫定位航行实验中每天至少训练 3 次（除目标象限外的其他 3 个象限分别作为 1 次入水点）以培养大鼠的学习能力。
4 实验数据的获取Y型迷宫实验和Morris水迷宫实验的比较
目前 Y 型迷宫实验主要通过人的主观操作进行，通过记录每只老鼠达到学会标准所用的日数，或在一定时间内的正误次数。均达标所需的日数越多，表示达到学会标准所需时间越长，则表明动物学习、记忆成绩下降。错误反应次数是一个实验日大鼠完成所有反应中错误反应次数，而全天总反应时间是一个实验日动物完成所有反应（包括正确反应和错误反应）所需时间。所以在错误反应次数的判定和全天总反应时间测定上容易存在主观误差。
Morris 水迷宫系统则是对进行图像的自动采集和分析：
摄像头采集大鼠游泳图像（模拟信号）通过图像输入到电脑中的图像采集卡进行图像采集卡进行模 / 数转换，将大鼠游泳的模拟图像转化为数字图像，然后数字图像储存于硬盘中对其进行进行图像分析，得到有关的测试参数。其中平均潜伏期、平均运行时间、正确率这 3 项指标是一个互相关联、互相渗透的整体综合标准，能基本上对记忆能力做出评测。因此，从数据的获取方法来看，Y 型迷宫实验主要是通过人的主观判断，而 Morris 水迷宫则主要通过仪器完成，主观性的误差要小一些。5 两者各自的优缺点
5.1 Y型迷宫
Y 型迷宫实验对实验者及实验条件的要求比较低，价格便宜，操作简单，不受气候变化的影响等原因，而且数据相对Morris 水迷宫来说容易处理。但不足之处很多：①实验过程由实验者操作，对仪器的 3 路电灯及 3 条电栅电路的开关多采用手动控制，是一项费时费力的工作，且在错误次数 (EN) 的判定和总反应时间（TRT）测定上存在主观误差；②每只动物每天训练 20 次，通常至少要连续训练 4?6?9 d，实验耗时长、仪器易损坏；③由于个体差异，对电击耐受性差和对电击不敏感的大鼠需被淘汰；④电击刺激动物易引起排便增加，常导致迷宫底部铜棒出现短路，且其气味对实验动物也会产生影响等；⑤实验准确度不是特别高，老鼠在受到电击后出于本能逃窜的可能性比较大，影响结果。
5.2 Morris水迷宫
Morris 水迷宫是研究空间学习记忆的标准实验，其既可以检测空间参考记忆又可以检测空间工作记忆，操作简便，数据误差差异较小。其反映动物空间认知功能方面较为简单，动物更容易学习和记忆，检测较灵敏。Morris 水迷宫还常常用来评价**对实验动物学习记忆能力的损伤。所评价动物不必接受电击，对动物损害较小，同时能提供较多的实验参数，系统**地考察实验动物空间认知加工的过程，客观反映其认知水平。由于它的标准及复杂性对实验者有较高要求，其要求具备一定的生理及数理统计方面的知识，并且实验程序比较复杂，对数据处理能力要求较高。并且对实验室的条件要求较高，需要监视系统及分析软件及较好的设备，是制约其广泛应用的重要因素。且多需要年轻体壮的老鼠，年老体弱鼠完成任务较困难。并非所有鼠株都适合于 Morris 迷宫测试，如 BALB/c 不能学会该任务，C57BL/6 株由于严重的秃头症存在而不适于进行试验，个体间的成绩差异巨大。
6 结论
综上所述，Y 型迷宫操作简便，应用范围比较广泛，在普通的实验室可开展，虽然各实验者所采用的测试方法多达十余种，但根据王跃春研究的结果，通过固定次数随机不休息法可节约工作时间，同时又减少了仪器的损坏和对大鼠注意力的干扰，是一种相对简便可靠的方法。但 Y 型迷宫对老鼠的伤害比较大，多用于**的筛选。Morris 水迷宫更具有先进性，可以进行痴呆及其相关模型的评价、关于睡眠剥夺及其相关模型的检测、脑部**模型评价、毒理研究以及其他模型的研究。实验数据**，对动物损害较小，能系统**地考察实验动物空间认知加工过程。但较高的实验条件是制约其应用的主要因素。如实验条件允许，建议两者同时实施，可以使实验的准确性大为提高。如条件不允许，Y 型电迷宫也可满足要求。
Y型迷宫实验和Morris水迷宫实验的比较