动物行为实验指南丨啮齿动物双H形迷宫

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《动物行为实验指南》共674页，涵盖了常见的实验动物，如小鼠、大鼠和斑马鱼，详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导，帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段，减少了查阅文献和寻找方法的时间，成为各类科研人员的重要参考资料。

《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型，包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下，都详细介绍了多个经典的实验范式，涵盖了超过100种实验方法。

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双H形迷宫是一种新颖的基于水逃逸的任务装置，用于评估空间学习和记忆能力。与其他空间学习任务（如Morris水迷宫或星形迷宫）相比，双H形迷宫使实验者能够控制实验对象在迷宫中采用的策略。双H形迷宫中起点和终点之间可能的路径数量有限。双H形迷宫不仅可以评估空间学习和记忆能力，还能评估行为灵活性和感觉运动功能。该装置在研究影响程序性或陈述性记忆系统的神经和神经退行性疾病方面非常有用。它还可以用于评估这两种记忆结构之间的竞争或合作相互作用，以及影响这种相互作用的因素。通过不可预测地交替起始位置，实验对象可以被训练采用以环境为中心的策略，迫使它们依靠环境线索来达到目标。同样，通过从相同的起始位置开始任务，可以促使实验对象采用以自我为中心的方法，这能让实验对象学习到达目标位置的程序性模式。啮齿动物是这些研究中非常理想的动物模型，因为它们同时具备程序性和陈述性记忆系统。在双H形迷宫任务中使用啮齿动物模型，有助于深入了解这些疾病的潜在病因，并开发有效的治疗方法。

该装置由三条平行的臂组成，这些臂与一条中央通道相交。迷宫中注满水，一个逃生平台浸没在迷宫某一条臂的最角落处。啮齿动物被迫游泳并探索迷宫以找到逃生平台。其他空间记忆任务包括巴恩斯迷宫、放射状臂迷宫、金字塔迷宫和T形迷宫。 

Fig1 双H形迷宫示意图

双H形迷宫占地为边长1600毫米的正方形，内表面积约为1.084平方米，由墙板、闸刀门、横杆以及每条臂末端的透明盖板组成。在其中一个目标臂的末端放置一个直径100毫米、高140毫米的圆柱体，作为逃生平台。整个迷宫的墙板厚度为6毫米。

装置与设备：

双H形迷宫装置由6毫米厚的透明丙烯酸材料制成，从顶部看形状为两个相连的H形。该装置包括一条中央通道（长160厘米），通道两侧各垂直伸出三条长160厘米的臂。每条臂之间的间距相等。所有通道宽20厘米，侧壁高35厘米。此外，这些臂还配备有闸刀门，以便在需要时将其封闭。目标平台通常是一个直径11厘米、高14厘米的圆柱体。整个装置通常放置在一个大房间里，距离地面80厘米高，房间内有对比明显的线索。

实验步骤：

在开始试验之前，必须彻底清洁装置，并在新的试验中使用新鲜的水。装置上方应照明良好。如果要使用任何线索，它们的颜色必须与装置周围的墙壁或水的颜色形成对比。为了方便起见，建议根据臂的位置将其标记为南（S）、东南（SE）、西南（SW）、北（N）、东北（NE）和西北（NW）。在所有试验中，水的填充高度应使实验对象既不能碰到装置的底部，也不能翻过装置的墙壁。如果实验对象在规定时间内未能到达目标，轻轻地将其推向平台。 

在装置中注满清水，将目标平台放置在其中一个目标臂的最角落处，使其高出水面1厘米。轻轻地将实验对象放在中央通道的一端，开始训练。连续进行四次60秒的试验。一旦实验对象找到平台，让它在上面停留15秒以休息并观察周围环境。

以环境为中心的策略训练

将水的颜色染成与实验对象形成对比的色调，使其变得不透明。将目标平台放置在与预训练不同的臂中，并确保它浸没在水面下1厘米处。将实验对象放置在两个起始位置之一，每次试验以不可预测的方式交替起始位置。确保每次训练中每条臂都使用两次。每天进行四次试验。

以环境为中心的探测试验

将水的颜色染成与实验对象形成对比的色调，使其变得不透明。将实验对象放置在与训练期间不同的臂中。给实验对象60秒的时间来定位目标平台。

以自我为中心的策略训练

将水的颜色染成与实验对象形成对比的色调，使其变得不透明。将目标平台放置在与预训练不同的臂中，并确保它浸没在水面下1厘米处。在本次训练的所有四次试验中使用相同的起始位置。

以自我为中心的探测试验

将水的颜色染成与实验对象形成对比的色调，使其变得不透明。在这次试验中移除目标平台，并使用闸刀门封闭相对的臂。将实验对象放置在与训练中相同的起始臂中。给实验对象60秒的时间来探索迷宫。

数据分析：

双H形迷宫用于评估空间学习和记忆能力。

在每条臂上花费的时间

在中央通道上花费的时间

到达目标平台所需的时间

在目标臂上花费的时间

开始任务的潜伏期

进入一条臂的潜伏期

初始错误和重复错误的次数

进入一条臂的次数

行进的距离

游泳路径

当实验对象在与通往目标的最直接路线相反的方向的通道段（臂或中央通道）中游泳时，记录为一次错误。

总结

双H形迷宫是一种新颖的装置，能有效地评估空间记忆、学习能力和运动功能。该装置使研究者能够更好地控制实验对象所采用的搜索策略。这种对策略的控制有助于评估仅针对一种记忆系统（反应记忆与位置记忆）的药物和治疗方法。与其他空间记忆和学习任务相比，双H形迷宫在比较以环境为中心和以自我为中心的行为方面非常有效。使用该装置可以轻松研究两种记忆系统之间的合作和竞争相互作用。该装置也可以用作干迷宫，以观察运动能力以及空间学习和记忆的其他方面。不当的照明设置和水温会影响实验对象在双H形迷宫任务中的表现。必须确保实验对象的感觉运动功能没有缺陷，因为该任务依赖于实验对象游泳寻找逃生平台的能力。对实验对象的处理方式也可能会影响其表现。高度焦虑或胆小的实验对象可能不适合该任务。与一些空间学习和记忆任务相比，双H形迷宫可能比较耗时，并且需要更多的精力来实施。