视觉水迷宫(Visual Water Test,VWT)用于研究啮齿动物在受到视觉刺激时的学习和记忆行为。它可用于使用不同的实验方案评估啮齿动物的不同学习行为。

实验基本原理
啮齿类动物具有依靠视觉线索进行空间定位导航的本能,并且有着强烈逃离水环境的愿望。视觉水迷宫正是借助这种特性,让动物学习将特定视觉信号与水中安全隐匿平台建立关联,通过动物对视觉提示的辨析和对平台的寻找成效,来评测其视觉机能、学习记忆能力以及空间导向能力 。
实验装置
由不透明的黑色梯形水池、逃生平台、显示屏、释放斜槽、隔板与分析软件构成 。宽端由高而不透明的隔板在中间分开,两侧对称放置等大的两块显示屏,均由软件端控制。逃生平台根据显示屏显示的图案放置在显示屏前。窄端配备释放斜槽,为大小鼠测试期间起点。
一般尺寸:
小鼠:泳池(长93cm,深26.6cm),释放槽(长23cm,宽5cm,高13cm),隔板(长27cm,高26.6cm),逃生平台(长25cm,宽9cm,高9.3cm)。
大鼠:泳池(长140cm,深40cm),释放槽(长35cm,宽7cm,高20cm),隔板(长41cm,高40cm),逃生平台(长37cm,宽13cm,高14cm)。

PROTOCOL
实验前准备
■ 实验动物:
根据研究目的选择合适的啮齿动物。常用品系如C57BL/6小鼠。注意不同品系、年龄、性别可能存在基线差异。
需保证每只动物的游泳能力正常,差异不大,可通过试验测试。
如为外购实验动物,建议提前至少两周在实验环境饲养熟悉,避免应激。实验前半小时将动物从实验笼转移至休息笼内。
■ 实验环境:
标准饲养笼,自由饮水、进食。保持稳定的12:12反向明/暗循环,所有行为学测试应在动物活动期(暗周期)进行。室温恒温22±2摄氏度。
■ 实验装置:
将视觉水迷宫置于一个单独的实验室,免受噪音、杂光等影响,实验时关闭室内灯。
准备好一个休息笼、毛巾、保温装置,用于动物在实验间隔的体力恢复。
在迷宫正上方固定光源及摄像头,连接电脑,打开软件,设置光栅亮度、对比度、空间频率。
准备好备用计时器。
在装置中加入清水,水平面高度需没过逃生平台,约15cm,使之成为不可见的“隐藏平台”。
预训练期(1天)
试验次数:12次
光栅设置:(S+)为0.17 c/deg的垂直光栅,(S-)为灰色屏幕。(S+)光栅和平台按照序列LLLRRRLLRRR在分隔器的左侧和右侧之间交替使用。
实验步骤:
将小鼠从休息笼中转移至水迷宫装置,每次转移均用固定的塑料容器盛装。
• 首次直接置于光栅屏幕侧的隐藏平台上,让小鼠熟悉目标环境一分钟。
• 接下来的第2-9次训练中,小鼠被释放的起始点将逐渐远离隐藏平台。
• 最后两次小鼠将直接从视觉水迷宫装置的释放槽出发寻找平台。

训练间隔:每次训练间隔5分钟,间隔期间将小鼠返还至休息笼内,擦干水分,对身体进行保温。
计时:在训练过程中,需要从开始释放时计时,设置一分钟的目标潜伏期,如果实验动物未能在规定时间找到目标平台,则在隐藏平台上放置转移用塑料容器,并将小鼠人工引导至平台上的容器内,停留10秒钟熟悉,随后将小鼠及容器取出。
视觉检测(8天)
试验次数:每天8次,共计64次。
光栅设置:(S+)为0.17 c/deg的垂直光栅,(S-)为灰色屏幕。在测试的前 4 天,S+ 在序列 LRLLRLRR 中分隔器的左右两侧交替,然后在测试的最后 4 天反转 (RRLRLLRL)
实验步骤:
将小鼠从装置释放槽释放,设置一分钟的目标潜伏期。
• 当一只小鼠在规定时间内从释放滑槽游到 S+ 平台而没有进入 S– 臂时,则实验结果为正确。
• 如果小鼠在一分钟后未能找到平台,则将其引导到平台上并允许在平台上停留几秒钟,并将试验记录为不正确。
数据:
• 计算当天的正确百分比(正确次数/总次数)
• 计算整个8天测试期的平均正确百分比
• 记录小鼠在每次试验中到达平台的延迟,及每天到达 S+ 平台的平均延迟。
标准:
70%正确率
模式辨别(8天)
试验次数:每天8次,共计64次。
光栅设置:(S+)为0.17 c/deg的垂直光栅,(S-)为 0.17 c/deg 的水平光栅。在测试的前 4 天,S+ 在序列 LRLLRLRR 中分隔器的左右两侧交替,然后在测试的最后 4 天反转 (RRLRLLRL)
实验步骤:
同视觉检测。
数据:
• 计算当天的正确百分比(正确次数/总次数)
• 计算整个8天测试期的平均正确百分比
• 记录小鼠在每次试验中到达平台的延迟,及每天到达 S+ 平台的平均延迟。
标准:
70%正确率
视力测试(8天)
试验次数:每天8次,共计64次。
光栅设置:(S+)为不同空间频率的垂直光栅,(S-)为灰屏。每天的8次实验都经历空间频率顺序从低到高,如0.17-0.64c/deg(小鼠的视力估计在 0.50 到 0.60 c/deg 之间),有五个空间频率大约在 0.50 到 0.60 c/deg 之间,每天测试的空间频率与第一天一致。
示例:0.17、0.32、0.43、0.53、0.64、0.55、0.62 和 0.57 c/deg。
实验步骤:
同视觉检测。
数据:
• 阈值:小鼠在 8 天的测试(64 次试验)中未能在空间频率下达到 70% 的准确率时的值。
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