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脑声常谈：浅析水迷宫、旷场实验、Y迷宫对大鼠学习记忆功能的影响

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2024-09-19 14:21

睡眠是高等脊椎动物生存发育必需的生理过程，睡眠障碍会影响学习记忆的形成和巩固，并引发焦虑、抑郁等精神疾病，严重影响工作和生活。目前普遍认为突触可塑性是学习记忆的神经基础，参与睡眠调节，突触功能障碍会导致精神疾病。突触作为神经元之间传递信息的桥梁，其结构和功能会发生改变以适应环境变化。

仪器

HM450 型切片机、Histo Star 型包埋机（赛默飞世尔科技中国有限公司）；Real-time PCR 仪（美国 ABI 公司）；DYCP-44P 型电泳仪（北京佳航博创科技有限公司）；GelDoc XR 凝胶成像系统（上海伯乐生命医学产品有限公司）；WFH-203 型紫外分析仪（上海圣科仪器设备有限公司）；BE525LMS0W 型抗原修复用微波炉（德国西门子公司）；SMA4000 型微量分光光度计（北京科誉兴业科技发展有限公司）；旷场、Y 迷宫、XR-XM101型Morris水迷宫（上海欣软信息科技有限公司）。

行为学检测 Moriss水迷宫实验

Moriss水迷宫［直径160cm，高度60cm，水温（22±3）℃）］均分为4个象限，内设圆形平台（直径12cm）略低于水面，正上方为视频采集装置。给药第6~9天，每日药物干预后2h进行定位巡航训练：将大鼠按顺序依次放入象限内，每次间隔 30min，记录找到平台时间即为逃逸潜伏期，时间设定为90s，若90s之内未找到平台，引导大鼠到达平台并停留10s其潜伏期记为90s，记录第9天逃逸潜伏期时间。给药第10天，药物干预后 2h 进行空间探索实验：撤去平台，并在平台对侧象限放入大鼠，记录大鼠 90s内在原平台象限活动时间及穿越平台次数。

Morris水迷宫，型号：XR-XM101，上海欣软

Y 迷宫实验

空间探索试验结束后，次日上午 8：00 进行 Y迷宫实验。Y迷宫由夹角为 120°的三叉臂通道组成，每个臂长宽高为30cm×8cm× 15cm，正上方为视频采集装置。将大鼠置于一个臂的末端，连续进入3个不同的臂记为一次正确交替，每次记录 8min的探索行为，每只大鼠测试结束后用 75% 乙醇擦拭内臂，去除遗留气味。通过交替指数评估工作记忆能力，交替正确率=正确交替次数（/ 总进臂次数-2）×100%。

旷场实验

Y 迷宫实验结束后进行旷场实验。旷场敞开箱长宽高为50cm×50cm×50cm，箱底中心区 25 cm×25cm，正上方为视频采集装置，将大鼠放置在敞开箱正中央后立即利用动物轨迹行为分析系统采集10min的大鼠运动轨迹。整体实验结束后通过 VisuTrack动物行为分析软件计算出每只大鼠运动总距离、平均速度和中心区停留时间。实验期间保持安静，光线无变化，每只大鼠结束后用 75% 乙醇擦拭旷场，去除遗留气味。

旷场实验箱，型号：XR-XZ301，上海欣软

取材

旷场实验结束后2h，每组随机取6只大鼠，吸入异氟烷（2%~4%）麻醉，每只大鼠经左心室灌注预冷生理盐水 100 mL，再灌注 4% 多聚甲醛溶液 250 mL，取整脑经固定液［4% 多聚甲醛+磷酸缓冲液（PBS）］浸泡后置于 4 ℃冰箱备用。剩余大鼠吸入异氟烷（2%~4%）麻醉，于冰上迅速取海马组织，置于−80 ℃超低温冰箱备用。

总结概述

本实验发现，PCPA组大鼠Moriss 水迷宫逸潜伏期时间增高，原平台象限活动时间和穿越平台次数降低；Y迷宫交替正确率下降；旷场运动距离，平均速度和中心区停留时间增加。大鼠在Moriss水迷宫中通过多次训练寻找到隐蔽平台位置，形成空间识别记忆，空间学习记忆受损表现为逸潜伏期时间提高，原平台象限活动时间和穿越平台次数降低。在Y迷宫中，大鼠进入新异环境，通过记住已进入的臂，避免重复进入同一臂，形成空间识别记忆从而指导行为，空间学习记忆受损表现为交替正确率下降。旷场实验用于观察大鼠在新异环境中的自主行为和兴奋性，大鼠运动距离，平均速度和中心区停留时间反映兴奋性和紧张度。本实验结果表明，PCPA 失眠大鼠具有空间学习记忆障碍和焦虑样行为，与文献报道相一致。

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