Y-迷宫实验

【实验目的】

1． 了解Y-迷宫实验的原理。

2． 掌握Y-迷宫实验方法。

3． 观察实验动物建立条件反射过程中的学习、记忆能力。

【实验原理】 

通过灯光和电刺激，使动物形成回避条件反射，观察和记录动物的回避条件反应能力和空间辨别能力。分析和推断动物的学习、记忆和空间认知等方面的能力。

【实验动物】 

大鼠、小鼠。

【实验器材】

Y-迷宫由三等分辐射式迷路箱和控制仪组成。三等分辐射式迷路箱由等长的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ臂和三者的交界区组成。箱底铺设直径0.2cm，长14cm，间距lcm 的电栅。每臂长45cm，顶端各装一盏15W 的刺激信号灯。Y-迷宫的控制仪有电压控制按钮、延时控制按钮、自动控制按钮和Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 、0四个按钮，当分别按下I、Ⅱ、Ⅲ按钮时，相应臂的信号灯亮，此时该臂不通电为安全区(红灯区)，另外无灯光的两臂及交界区均通电而成为非安全区(电击区)。按下0按钮，则三臂均不通电，但交界区通电。信号灯亮后，稍停片刻电栅才开始通电，这一短暂的间歇期由延时控制按钮调节。也可按自动控制按钮，使灯光和通电由控制仪自动控制。

【实验方法与步骤】

1． 筛（预)选

（1）将大鼠放入Y-迷宫箱中适应3～5min后，给予适当电击至其对3臂均探索进入为止。选择活跃，对电击反应较敏感，逃避反应迅速者供测试用。淘汰反应过于迟钝或特别敏感的大鼠。

（2）预选出达到电击次数≤3次时连续2次正确反应的动物，即对电击反应较敏感的大鼠供实验用。

（3）在上述初步筛选的基础上，通过正式迷宫训练，淘汰达不到学会标准(学不会)的大鼠。

2． 正误判定的标准

大鼠受电击后从起步区直接逃到安全区或通电后10s内一次性跑向安全区为“正确反应”，若逃到无灯光的任何另一臂，则记为错误反应。

3． 达标（学会）标准

（1）连续10次中有9次或以上正确反应(正确反应率≥90％)定为学会标准。

（２）每个实验日进行20次训练测试，错误反应次数（errors number EN）≤2次。全天总反应时间（total reaction time TRT）≤120s作为判定大鼠学会的标准。因为EN反映大鼠反应的正确程度，TRT反映大鼠反应时间的长短，可综合评价大鼠的学习记忆能力，因而此标准更为合理。

以上为每只大鼠达标(学会)标准，全组大鼠达标(学会)标准为全组正确率(学会动物数／该组动物总数×100％)达85％ 以上。

4． 学习测试

实验时先将大鼠放入迷宫中适应3～5min，然后再开始正式实验。

（1）随机休息法：安全区以无规则次序变换，以训练大鼠辨别灯光刺激及安全方位的能力，大鼠受电击后逃到安全区后，灯光继续作用10～15s，熄灯后结束一次测试，大鼠所在支臂就作为下一次测试的起点，两次测试时间间隔为30s或休息1min 后再予以第2次测试，依次重复，测试至达连续9／10标准。

（2）随机不休息法：安全区以无规则的次序变换开始时，对大白鼠所在支臂与另一支臂通电，动物在电击下逃窜至灯光区后再保持l0s或30s为一次测试。然后动物所在支臂为下次测试的起始位置进行下一次测试。

（3）顺序法：三臂末端按Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅰ臂轮流作为起步区或安全区。

以上方法还可以分为两类：①每天固定训练次数，一般是20次，连续训练3～4d。大鼠一般都能达到学会标准。②不固定训练次数，采用分段连续训练法，即每训练10次，休息1min，连续训练直到学会为止，训练在1d内完成。一般多采用第一种方法。

5． 记忆保持（再现）测试

学习测试24h、48h、1周、30d后，再以同样方法测试至9／10标准，正确反应次数定为A，以A／10表示记忆的保持能力，此值越高说明记忆力越好。

【观察指标】

（1）达标所需的训练次数(电击次数、反应次数、测试次数)：用动物学习达到学会标准前所需的测试数，表示其空间分辩反应的学习记忆成绩。

（2）达标所需的天(日)数：记录每只大鼠达到学会标准所用的日数。

（3）错误反应次数(errors number EN )：一个实验日完成所有反应中错误反应的次数。

（4）全天总反应时间(total reaction time TRT)：动物的反应时(潜伏期)指从信号灯亮开始至大鼠第1次逃至灯亮区为止所耗的时间，全天总反应时是一个实验日(全天)完成所有反应(包括正确反应和错误反应)所需时间。

（5）主动回避率：大鼠在灯亮后但未通电的5s内完成逃避反应的次数占总反应次数的百分率。安全区灯亮，电刺激尚未开始时，大鼠即逃往安全区表明大鼠已经形成了明暗辨别条件反射(主动回避反应)。

（6）正确反应率(行为正确率)：正确反应数占总测试数的百分比。

（7）全组正确率：学会动物数占该组动物总数的百分比。

（8）3d学会率：训练第3d达学会标准的动物数占该组动物总数的百分比。

【注意事项】

1． 严格筛选动物，淘汰对电击耐受性差或对电击不敏感的动物。

2． 操作规范，尽量由专人操作，减少误差。

3． 实验环境安静，光线适宜。尽量在每天相同时间进行实验。

4． 刺激的电压强度一般为30～70Ｖ，延时为3～5s，电栅的导电性能要稳定，随时清理动物粪便，防止电栅短路。

【评价】

简单易行，观察指标多。但动物的反应差异性较大，要注意实验动物的筛选。动物粪便容易使电栅短路，若未及时发现就会造成实验误差。

  　思 考 题

通过Y-迷宫实验，如何来评估动物的学习记忆成绩?