平台颜色对大鼠Morris水迷宫训练成绩的影响

周海东　陈益君　朱浩

[摘要] 目的 探讨平台颜色改变对大鼠水迷宫成绩的影响。 方法 选择成年雄性SD大鼠36只随机分为两组，分别置于蓝色平台（蓝色组，n=18）和白色平台（白色组，n=18）的水迷宫，每天训练4次，连续训练6 d，记录每次训练的潜伏期作为学习成绩，第7天通过水迷宫空间探索实验检测大鼠的空间记忆能力。 结果 定位航行实验显示两组大鼠在首日训练平均逃避潜伏期差异无统计学意义（P>0.05），蓝色组大鼠每天的潜伏期均短于白色组，且第3天和第4天差异有统计学意义（P<0.05），空间探索实验结果显示两组大鼠无明显差异（P>0.05）。 结论 蓝色平台组大鼠的学习能力提升速度快于白色平台组。

[关键词] 平台；颜色；Morris水迷宫；训练成绩

[中图分类号] G861.1；R338 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2018）13-0025-03

The influence of platform color on the learning and memory performance of rats in Morris water maze

ZHOU Haidong CHEN Yijun ZHU Hao

Department of Anesthesiology， Ningbo First Hospital， Ningbo 315010， China

[Abstract] Objective To investigate the influence of platform color on the learning and memory performance of rats in Morris water maze. Methods 36 adult male SD rats were randomized into two groups and put in water mazes with blue platform（blue group， n=18） and white platform（white group， n=18） respectively. The rats were trained 4 times per day for 6 days. The performance was indicated by escape latency in each training. The spatial memory ability of rats was assessed through spatial probe on the 7th day. Results No significant difference of average escape latency was found in rats of two groups in the place navigation in the training on the first day（P>0.05）. Escape latency on each day of rats in blue group was shorter than that of rats in white group. Significant difference of escape latency was noticed on the 3rd and 4th day between two groups. There was no significant difference in the results of spatial probe in rats of two groups（P>0.05）. Conclusion The improvement of learning ability in rats of blue group is faster than that in rats of white group.

[Key words] Platform； Color； Morris water maze； Learning and memory performance

英國心理学家Morris设计了水迷宫并用于研究大鼠记忆获取与保持的能力[1]。通过被动迫使动物游泳，使其水迷宫中寻找隐藏的平台，实验者通过计算机分析其寻找平台所用时间及轨迹、跨越平台的次数、目标象限的时间百分比及首次到达平台的时间等测试实验动物对空间定位的学习记忆能力，进而判断实验动物的记忆功能[2]，随着实验技术的进步和发展，水迷宫训练的时间[3]、游泳次数[4]、水温[5]、平台的外形[6]等因素对其的影响都已有不同报道，但平台颜色改变对其是否有影响尚未可知。本实验探讨水迷宫实验中平台颜色的变化对水迷宫成绩的影响，为使水迷宫实验更加优化提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物

健康清洁级成年雄性SD大鼠36只，体重200～250 g，由浙江省医学科学动物实验中心提供[动物许可证号：SCXK（浙）2014-0001]，喂以大鼠标准饲料，自由摄水、摄食，环境温度（23±2）℃，光照节律为12 h：12 h。大鼠饲养7 d后开始实验，随机分为蓝色平台组（18只）和白色平台组（18只），实验采取双盲法。

1.2 Morris水迷宫

本实验使用的水迷宫为直径180 cm、高50 cm、水深30 cm的圆形水池，池水温度为（25±1）℃之间。经过水池中点垂直连线将水迷宫分为东（E）、南（S）、西（W）、北（N）4个象限，白色平台、蓝色平台（封三图1）均放置于东北（NE）象限的中心位置，并低于水面约0.5 cm，水池内面为黑色，遮光帘围起水池的四周及顶部，支撑帘布的柱子上贴有不同形状的图形作为参照标记。遮光帘顶部中央安放摄影系统，并连接电脑主机显示，通过处理分析系统可获取大鼠的各项实验参数。实验期间周边环境维持不变，避免噪音，以免影响实验结果。

1.3 实验方法及观察指标

空间航行实验：所有大鼠6 d内，每天参加4次训练。按随机方式选择下水象限，将大鼠在池壁旁背对水池中心放入水中，实验开始。如果大鼠入水至接触到并登上平台在90 s之内，则记录相应时间，即为潜伏期；如果大鼠接触到并登上平台在90 s之后，则潜伏期记为90 s。大鼠爬上各自的平台后在平台上休息15 s。记录并分析各组大鼠的游泳轨迹和潜伏期。空间探索试验：6 d空间航行结束后，取出隐藏平台，从西南（SW）象限将大鼠背对水池中心放入水池，记录并分析60 s内大鼠的游泳速度、穿越原先平台位置的次数、平台所在象限滞留时间百分比及首次通过原平台时间。

1.4 统计学分析

采用SPSS 21.0软件进行分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组大鼠空间学习能力比较

两组大鼠的空间学习能力通过定位航行中的平均逃避潜伏期来体现，本研究（表1）显示：两组大鼠在首日训练平均逃避潜伏期分别为（75.06±11.70）s和（73.67±13.97）s，差异无统计学意义（P>0.05）。随着实验训练天数和次数的增加，蓝色组和白色组大鼠的平均逃避潜伏期均缩短，蓝色组大鼠的平均潜伏期在定位航行实验中短于白色组大鼠，第3天和第4天（封三图2）比较差异有统计学意义（P<0.05）。至第6天，两组大鼠的游泳轨迹均接近为直线式。

2.2 两组大鼠空间记忆能力比较

采用空间探索实验中游泳的速度、跨越平台的次数、目标象限的时间百分比及首次到达平台的时间来评价两组大鼠的空间记忆能力。本研究显示各项监测指标差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2。

3 讨论

Morris水迷宫被广泛应用于大鼠实验模型的评价[7，8]、认知功能相关药物的研究[9]等各种领域，是一种经典的检测学习记忆能力获得和保持的方法，虽然水迷宫操作简单，但仍受各种因素如动物种类[10]、性别[11]等的干扰，并且平台形状、颜色、训练时间的长短及次数并没有统一的标准[12]，因此各实验人员根据实验动物的不同特点对水迷宫的实验方法做了各种改进。本研究发现改变平台颜色可以显著缩短大鼠的潜伏期，提高大鼠的学习记忆能力，提升水迷宫的实验效率。

长久以来，鼠类被认为是全色盲，其行为学不会因为周边环境色彩的改变而改变。但国外有研究表明大鼠视网膜细胞含有两种视色素，暗适应中对波长为510 nm处蓝光及360 nm处的紫外线敏感[13]，结合本研究发现大鼠在遮光布围起来的水池暗环境中，对实验所用蓝色平台较平时常用的白色平台敏感，大鼠在水池中时，借助触觉、嗅觉、本体感觉及视觉等感受器官进行相应的定位参照，再通过各条感觉通路将这些信息传送到大脑进行分析归类，最终形成记忆，记忆获得的快慢在本实验中表现为找到水中平台的时间长短。大鼠在水池中游泳接近蓝色平台和白色平台时，可能所感受到的反射光线色差不同，结合周围参照物，传入大脑中信息不同，最终导致水迷宫检测结果不同。另外我们发现蓝色的平台和水池池壁及大鼠体表颜色均有鲜明的对比，更加有利于摄像机暗环境下追踪游泳轨迹和数据的采集，比白色的平台更加可行。

本实验空间航行第1天的训练潜伏期及第7天空间探索实验游泳速度两组大鼠差异无统计学意义，说明两组大鼠的一般情况及运动能力无明显差异。空间航行实验中的逃避潜伏期作为最常用且相对稳定的参数[14，15]，大鼠的记忆获取能力可通过其来表现，蓝色组的平均逃避潜伏期第1天至第6天均比白色组短，且第3天和第4天的差异有统计学意义，提示改变平台颜色，会使实验动物学习能力提升加快，并可以较快达到稳定状态，而记忆的保持能力则要通过空间探索实验来考察[16]。空间探索实验结果显示，白色组和蓝色组大鼠目标象限的百分比、跨越平台的次数及首次通过平台的时间无统计学意义，且明显的偏好目标象限，提示一定的训练次数以后平台颜色的改变对大鼠的记忆能力的保持无明显影响。缩短空间航行实验时间后不同颜色平台对空间探索实验结果的影响，有待于下一步继续研究。

目前，各个因素在水迷宫中的作用机制尚有争议，从动物的选取[17，18]、方法的实施[19]、实验设施[20]的选择到最后统计分析[21]的全过程具有一定的不确定性。但从全局来说，使用简单易行高效的实验，可以减少操作中的误差，能够最大程度地排除干扰，并减少人力物力的支出。改变平台的颜色会使实验动物学习能力提升较快，可以较快达到稳定状态，使水迷宫更加高效地适用于学习记忆的机制探讨和药理研究。

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（收稿日期：2017-12-12）