水迷宫实验不仅为我们揭示了动物（尤其是大鼠和小鼠）如何在复杂环境中学习和记忆空间位置，还为研究药物对认知功能的影响提供了宝贵的工具。今天，让我们一同了解其背后的科学原理、实验设备、注意事项以及实验方法。

实验原理及目的

水迷宫主要用于测试啮齿动物空间学习和记忆能力。

一只小鼠被放置在一个充满不透明水的圆形水池中，它必须学会在水池内找到并爬上隐藏在水面下方的逃生平台。最初，小鼠只能依靠随机导航来寻找逃生平台，然而，在反复的训练中，它开始利用迷宫外的物体或符号作为提示，逐渐学习并记住平台的位置，从而能在更短的时间内游到平台。

这一复杂的记忆过程，包括收集与空间定位有关的视觉信息，再对这些信息进行处理、整理、记忆、加固、然后再取出。这种测试可应用于学习记忆行为学检测，反映实验动物空间学习记忆能力的获得、保持、再现等过程。

实验设备

为了进行水迷宫实验，我们需要一系列实验设备：

温度计：确保水温恒定，避免对小鼠造成不必要的压力。

水迷宫装置：符合标准的水池和逃生平台，以及加热管、恒温控制器等，确保水池水温稳定的配置。

空间提示：如不同颜色、形状的纸，悬挂在迷宫外的墙上，为小鼠提供导航线索。

高清数码相机及电脑：用于捕捉小鼠在水池中的游泳轨迹，为数据分析提供基础。

行为跟踪软件：自动处理和分析视觉数据，提高实验的准确性和效率。注意事项

在进行水迷宫实验时，有几个关键细节需要注意：

空间提示的可见性：确保提示足够大且颜色对比鲜明，以便小鼠能够清晰地看到并利用这些线索。

水池的隔离：使用窗帘或围墙将水池与等候区和实验者隔开，避免干扰小鼠的导航过程。

相机的位置：确保相机能够捕捉到整个水池的直径，以便准确记录小鼠的游泳轨迹。

水温的控制：将恒温控制器设置为24°C，并允许至少24小时达到设定温度，以确保实验的稳定性。

实验环境的固定：每天在固定时间进行实验，减少外部变量的干扰。水面的光照和外界环境的稳定性对实验结果至关重要。同时，要注意动物的性别、品系、泳池尺寸和水温等因素对实验结果的影响。

动物的筛选：在使用老年动物进行实验时，需要确认其游泳能力和视力是否适合。

随机分组设计：将动物分配到不同的实验组中，同时考虑潜在的干扰变量，以确保实验结果的可信度。

实验方法

水迷宫的实验方法包括习惯训练和正式测试两个阶段。正式测试又会根据不同的实验目的，分为定位训练测试、空间记忆测试、空间探索测试等。

一、习惯训练阶段

通过三天的逐步适应过程，让小鼠熟悉测试环境和腹腔注射程序，为后续的正式实验做好准备。

第 1 天：将小鼠放入等候区 30 分钟，每个笼子最多四只或单独饲养，然后送回动物房饲养间。

第 2 天：将小鼠放在等候区的笼子里，从笼子中取出一只鼠，使小鼠适应腹腔注射程序和测试区域，再将小鼠放回笼子30分钟。然后将一只小鼠放在位于迷宫象限中心的平台上，让小鼠坐在平台上15 秒，如果小鼠跳下平台，请用手将其引导回平台，以确保它在15秒的不间断持续时间内坐在平台上。从迷宫中取出小鼠，用纸巾将其擦干，然后放回笼中，并对实验的每只小鼠重复步骤。

第 3 天：小鼠适应训练过程。对每只小鼠重复以上步骤，然后将一只鼠放在迷宫周边的水中，随机选择一个主要方向并面向迷宫的墙壁将小鼠放入迷宫后，立即腾出测试区域，让小鼠 90秒内找到平台并在那里停留 15 秒，如果小鼠在90秒内未找到平台或跳下平台，请用手将其引导回平 台，并确保它在平台上的总持续时间为15秒。

二、测试阶段

1.定位训练测试

将小鼠放在水池中，方向与习惯训练过程中使用的基本方向相同，并面向池壁。

将小鼠放入迷宫后，立即按“数据采集”，以启动计时器和轨迹追踪，并激活行为跟踪软件中的视频录制功能。

一旦小鼠在水池中找到平台，按“停止”停止计时器。如果在规定的实验时间内小鼠无法定位平台，则软件将在规定的时间到达后自动停止计时器。如果小鼠在 90 秒后仍未找到平台，请轻轻地将小鼠引导到平台上， 并确保它在平台上的总持续时间为 15 秒，让小鼠在水池中学习并记住平台的位置，通过记录小鼠找到平台的时间（逃生潜伏期）来评估其学习进度。

对每只小鼠重复以上步骤四次，确保每只小鼠有10分钟的实验间隔。

如果需要进行多天的测试，则需要在随后的实验日里，从前一个实验日的起始位置顺时针旋转四分之一圈的基本方向开始测试每只小鼠，并记录其运动轨迹进行分析。

2.空间记忆测试

将动物从原先平台所在象限的对侧放入水中，记录动物在目标象限所花的时间和进入该象限的次数，作为空间记忆的评估指标。

在60秒的时间里，小鼠找到平台，并成功停留15秒，即视为成功。如果没有找到，则视为失败。这是通过动物根据之前学到的信息来重新适应并找到目标，观察动物在学习和测试阶段的表现，研究人员可以推断它们的认知能力、空间导航能力和记忆能力。

初始阶段，动物可能会表现出随机游泳的行为，但随着时间推移，它们会学会利用特定的空间提示来准确定位平台的位置。这一过程的目标在于通过记录小鼠在目标象限所花的时间和进入次数来评估其空间记忆能力和空间学习能力的形成速度以及药物对其相关能力的影响。

3.空间探索测试

在经过前阶段的适应和习惯训练后，让小鼠从同一入水点开始进行空间探索测试，记录它们在2分钟内跨越原平台区域的次数，以评估其空间导航和认知能力。

在这个过程中，平台可能被移动到不同位置，甚至被移除，动物需要根据之前学到的信息来重新适应并找到目标。通过观察动物在学习和测试阶段的表现，研究人员可以推断它们的认知能力、空间导航探索能力。

实验结束后，行为跟踪软件可自动处理和分析数据。这些数据不仅可以帮助我们评估小鼠的记忆和空间探索行为，还能揭示药物对认知功能的影响，为神经科学和行为学的研究开辟新的道路。