Morris水迷宫实验准则
目录
一、实验原理 (2)
二、Morris水迷宫的组成 (2)
三、硬件准则要求 (3)
四、实验流程准则 (4)
五、统计方法学准则 (6)
六、评价指标的准则 (7)
七、实验适用范围准则 (9)
八、Morris水迷宫实验优点 (10)
一、实验原理
20世纪80年代初,英国的心理学家Morris和他的同事利用大鼠在盛有水和牛奶混合物的不透明水池中搜索目标物的方法,研究大鼠的海马等脑区受到损害后的学习、记忆和空间定向以及认知能力时取得了令人瞩目的结果。这种装置不但构思新颖、实验设计合理以及方法简便和实用,而且便于观察和记录动物入水后搜索藏在水下平台所需的时间、采用的策略和它们的游泳轨迹,从而可分析和推断动物的学习、记忆和空间认知等方面的能力。虽然起初的实验对象为大鼠，但此后该迷宫系统成为评估啮齿类动物空间学习和记忆能力的经典程序，广泛运用于神经生物学、药理学等领域的基础和应用研究中。它能较客观地衡量动物空间记忆、工作记忆以及空间辨别能力的改变。因此,这种研究方法很快就引起各国神经科学家的关注,并将此法称为Morris水迷宫法。国外有许多生产Morris水迷宫的公司，比如说德国的TSE公司，美国的Sandiegoinstruments公司等等；20世纪80年代末,中国科学院心理研究所建立了我国第一个Morris水迷宫实验室,并于90年代初建立了Morris水迷宫图像自动采集和处理系统。国内随后出现了许多Morris水迷宫生产厂家，比如说有上海欣软等等，但是从国际到国内，Morris水迷宫的硬件设备，软件系统，实验方法，以及实验数据的处理方法都不尽相同，因此，从Morris水迷宫法的发明到现在已有20余年的历史了，应该制定一套比较标准的实验准则了。
二、Morris水迷宫的组成
Morris实验系统由水迷宫装置、水迷宫图像自动采集和软件分析系统组成。
1、Morris水迷宫装置:主要由盛水的水池和一个可调节高度和可移动位置的站台所组成。
2、水迷宫图像自动采集和软件分析系统:该系统的主要部件为摄像机、计算机和图像采集卡等。这种系统有多种型号,但工作原理和流程大致相似:摄像头采
集大鼠游泳图像(模拟信号)输入到计算机中的图像采集卡进行模/数转换,大鼠游泳的模拟图像转化为数字图像储存于硬盘中,将数字图像进行图像分析得到有关的测试参数。软件分析系统能自动地采集动物的入水位置、游泳的速度、搜索目标等所需时间、运行轨迹和搜索策略等参数,并可将所采集的各种资料进行统计和分析。
三、硬件准则要求
1、水池和站台：对于水池的大小，存在一个人为选择的问题，看起来应该
统一标准，其实并不容易。但是有个原则就是水池不能太小，站台也不
能太大。Morris最初（1981年）用于大鼠的水池是直径1.32米、高为
0.6米，水池的水深为0.40米;但后来（1984年）改为直径2.14米、高
0.4米，水池的水深为0.25米。对于小鼠的实验水池，文献中介绍的迷
宫直径差异巨大，小到0.6米, 大到2.0米。一般而言，过小的水池使小
鼠爬上平台的偶然性增加，任务难度减小。过大的水池会使小鼠游泳路
径延长，体力消耗过大，爬上站台的机率减少。现在国内文献中所用水
迷宫水池大多数为大鼠1.6m或1.8m居多，而小鼠一般为1m或1.2m，
高0.5m。站台一般为圆形，直径可分为大鼠12cm,小鼠6cm,表面粗糙，
高度一般为30cm。国外文献中所用水迷宫水池大多数为大鼠 1.8m或
2.0m居多，高0.6m,站台直径10cm；而小鼠一般为1m到1.5m，高0.3m
站台直径5cm。
2、水温：水的温度要求实验过程中恒温。大鼠温度范围一般为25±1℃，
小鼠可能低些在18~22℃。有文献报道，对小鼠进行了水温对迷宫成绩
影响的观察，结果发现27~28℃组的小鼠成绩最差，而17~18℃组和
21~22℃组小鼠的学习成绩没有区别，所以，我们推荐小鼠水迷宫的实
验用21~22℃水。水温对潜伏期影响很大，特别是大鼠，如果温度过高，
大鼠在游几次后渐渐适应了迷宫环境，它就会把迷宫当“浴盆”了，放进
去以后，就漂浮不动；如果水温过低，大鼠体温下降很快，体力也会耗
散太多，大鼠游泳能力不能坚持很久，就会出现游几次潜伏期突然增大
的现象。甚至有些老鼠会出现较明显的应激反应，比如说会出现抽筋，
腹泻现象。水温一般保持25度左右，另外气温也会导致水温偏差过大，
应人为的调节水温。所以就要求在水池的底部装有可以恒定保持水温的
加热棒或者其他加热装置了。
3、光源：要保证水池水面上没有光影，主要是要避免光线在水面的反射问
题，以免留在水面的光照影子被软件的采集系统将光影和鼠的影子混
淆；如果是白色的水池背景，就可以在水池上方用两根条形的发散日光
灯，这样可以减少反射光在水面的背影；如果是黑色的水池背景，就在
水池四个象限的上方放置4个60瓦的灯泡或25瓦的管灯，不用功率特
别大的灯。灯泡的高度应该足够高，不能被摄像头捕获到。另外还可以
在水池四周装一圈帘子（颜色一般是黑色、浅蓝色或者白色），这样可
以将光的影子挡住，又保持一定的透光度。同时也可以减少外界的人站
在水池旁边某个地方或走来走去，对大鼠形成一个不定的空间参照物。
4、空间线索（参照物）：水池应该置于一个较大的房间内，池壁上悬挂两
个以上物体作为近距离视觉参照物，并在水池外房间内有多种远距离视
觉参照物。比如几何图形（正方形、三角形、圆形等）悬挂于水池以外
的墙上，高度是必须让大小鼠在游泳的时候看的见的范围，所以应该在
其视平线以上，这些几何图形可以是宽5cm至15cm塑料板制成，高度
是必须高过站台,可以用1m的线挂在水池周围；这些几何图形一般涂成
黑色，因为啮齿类动物对黑色比较敏感；这些几何图形一般不少于3个。
另外实验室环境是一个十分重要的因素,实验室的设备、仪器、工作台、
椅子、门窗和灯具等陈设的位置和实验人员进行实验操作时所站立的位
置都可能被大小鼠看见，如果移动会影响实验结果。因为动物有时会常
常利用实验室内固有的环境作为它搜索目标时的参照物。
四、实验流程准则
1、实验时间：隐蔽站台试验一般设计天数为4天或者6天，如果是年老体
弱鼠可以将天数设计为4天。训练时间一般为60s或90s,也有用120s的，
不过现在一般都改用60s了，有人做过实验，大鼠在60～120s之间能够
找到隐藏站台的次数差异大约只占其找到平台总次数的5%, 这在统计
学上是“小概率事件”。也就是说, 大鼠在60s内找不到隐藏站台的话, 再
延长到120s也很难找到。而且60s还可以减小各组的标准差, 可以节约
实验时间。但问题并非如此简单，隐蔽站台试验潜伏期应采用重复测量,
由于在统计时, 很多研究将最大潜伏期直接纳入统计, 显然, 最大潜伏
期的不同将不可避免地影响统计结果。所以从统计学上了解不同的最大
潜伏期到底对Morris 水迷宫实验结果有多大的影响, 如何避免因此带
来的系统误差等问题尚有待进一步研究。国外文献报道，如果水池的直
径在2m，可以设置单次训练时间为120s,直径在1m至1.5m,选择训练时
间为60s, 鉴于此，我们认为训练时间60s较为合适。时间过长，对鼠体
力消耗也会过大。
2、实验次数：在隐藏站台试验中，每天训练4次，每个象限每天只被使用
一次，一定不要将大鼠连续地放入同一个象限，因为大鼠可能会凭借位
置或其他非记忆信息（如向右转弯）来定位站台。而且，接下来每天的
象限顺序应当改变。在空间探索试验中，将大鼠置于水池中追踪120s，
这个过程需要重复一次，因为在有些情况下，首次实验会观察到一些非
正常变量，可能一些老鼠在改变了实验条件后迷失了方向。连续进行的
两次实验计算平均值可以减少偏差，可以提供一个较高的精度和对先前
学习记忆的较好控制。但是如果实验次数多于两次，将会导致在目的象
限活动时间减少，得到不准确的空间探索结果。
3、实验动物：并非所有鼠株都适合于Morris迷宫测试，如近交系BALB/c
小鼠不能学会该任务（成绩并不随天数的增加而进步），129/SvJ小鼠的
学习成绩也偏差；比如129/SvJ株的小鼠由于有年龄相关性视路病变，
在衰老时完成以视觉为基础的学习记忆任务时就会出现困难。在
C57BL/6鼠，由于严重的秃头症存在，可能使某些小鼠产生抑郁，加上
溃疡性皮炎，最终可能影响小鼠的游泳能力而影响实验成绩；将动物浸
入水中可能引起内分泌或其它应激效应，后者与脑损害或药理学操作间
的相互作用具有不确定性；由于体力消耗太大，体温也丧失过多，一些
年老体弱鼠完成任务较困难，甚至会发生溺水死亡的情况；另外，个体
间的成绩差异也巨大，比如说，有些正常大鼠放入水中后左右观望打圈
确定方向后直接游到台上，说明他记忆力比较好，这个现象是很重要的，
有的大鼠游泳速度慢些，所以潜伏期时间比痴呆组还大。所以可以先用
别的方法把大鼠初筛一下，然后再来跑水迷宫。
4、实验人员：实验者应与受试动物建立良好的感情,让动物熟悉实验者的身
体信息,如气味、相貌等。捕捉动物的动作要温柔,不要刺激动物。忌讳
用手抓鼠的尾巴,因为这样会极大的刺激动物。有人建议在实验开始的两
三天之前,与鼠亲密接触。实际上鼠的嗅觉很敏感，如实验人员为女性的
话，其身上的香水味不同，都会使鼠的情绪发生变化的。
五、统计方法学准则
潜伏期时间为计量资料，可用方差分析，但需按方差分析的程序先进行方差齐性检验，方差齐，计算F值，用多个实验组和一个对照组间均数的两两比较方法进行统计；对非正态或方差不齐的数据进行适当的变量转换，待满足正态或方差齐要求后，用转换后的数据进行统计；若变量转换后仍未达到正态或方差齐的目的，改用秩和检验进行统计。计数资料，比如说穿越站台的次数，可用X2检验，四格表总例数小于40，或总例数等于或大于40但出现理论数等于或小于1时，应改用确切概率法。
Morris水迷宫的实验数据较为复杂，其统计分析难度也较大，尤其是对大鼠在寻找隐蔽站台试验中所测得的逃避潜伏期如何进行统计学分析既往存在的问题较多。在过去的研究中，国内文献中有的直接计算每天的平均逃避潜伏期后再进行t检验或方差分析，或根据大鼠的逃避潜伏期在定位航行试验后3d 趋于稳定的情况，仅对后3d的平均逃避潜伏期进行t检验或方差分析。有的研究则就1～5d的逃避潜伏期进行单因素方差分析。我们认为以上统计方法均不正确。一个较明显的错误是，以趋于平稳的后3d的平均逃避潜伏期代表记忆水平，首先遇到的问题是仅在生理状态下的大鼠才表现如此，而实验记忆损伤组大鼠往往后3d的逃避潜伏期仍然持续下降。正常青年组和初老年组大鼠的逃避潜伏期
在后3d趋于平稳，但实验损伤组大鼠的逃避潜伏期由于学习记忆损伤后其基线较高，第3～5天逃避潜伏期仍然呈下降的趋势，并不象正常对照组一样趋于稳定。不仅如此，还存在上述统计方法对隐蔽站台试验中测得的逃避潜伏期数据统计学特征的认识错误。隐蔽站台试验中的逃避潜伏期具有以下特点：①系重复测量设计，即在给予某种处理后，在不同的时间点上从同一受试对象上重复测量获得的数据(逃避潜伏期)；②影响逃避潜伏期(自变量)统计分析结果的至少有动物组别、检测时点等多个效应因子，效应因子之间存在交互影响效应；③同一受试动物的不同时间点所测得的逃避潜伏期存在高度的自相关性；④存在截尾数据(最大潜伏期)。据此，对Morris水迷宫中隐蔽站台试验的逃避潜伏期应采用重复测量数据repeated measures analyses of variance(ANOV A)的多因素方差分析结合截尾数据的生存分析方法较为恰当，国外文献报道中常用，这种方法对潜伏期均值进行进一步的分析，天数作为自变量，潜伏期或游泳速度作为因变量。
六、评价指标的准则
虽然文献中提到了纷繁复杂的评价指标，但对这些指标并没有进行很好的特征化和准则化。例如，游泳速度明显是运动能力的指标，路径长度又受游泳速度和游泳时间（潜伏期）的双重影响，理论上不应该是判断认知能力的很好指标。所以，对各项指标所反映的行为性质需要进行探讨，解释这些指标时要慎重。单用潜伏期作为指标并不能提供有关空间学习的足够信息，因为游泳速度快也并非意味着学习效率就高，记忆能力就好。
参数定义准则：
总路程（总活动度）：实验动物总的运动路程；
与动物自身的游泳速度直接相关，在相同的时间内，只反映动物的游泳速度的快慢；即路程越长，反映了动物的游泳速度越快。
总时间：开始录像到录像结束的总观察时间；
即为单次的训练时间，一般现在为60s;
平均速度：总路程/总时间；
从中可以看出动物游泳速度的个体差异来，动物的潜伏期和游泳速度有一定的关系；
上台时间（潜伏期）：指实验动物每次入水后第一次成功找到站台所需的时间；成功上台是指在台上逗留时间超过5～10秒钟（可自己定义），如果逗留时间不足5～10秒，则不算上台，潜伏期时间即为训练时间；
潜伏期是morris水迷宫一个很重要的参照指标，它的时间长短也代表着动物空间学习记忆能力的好坏，潜伏期短，预示着动物的学习记忆能力好；但是和动物自身的游泳速度有关，比如有的正常大鼠游泳速度慢些，所以潜伏期比痴呆组动物还长，另外，某些动物放入水中后会左右观望打圈，或者原地不动确定方向后直接游到台上，出现这种现象，说明动物记忆力好，这个现象是很重要的，如果在治疗组动物发现这种情况，是非常好的。但是由于动物原地不动，这个时候潜伏期的时间可能会长，所以潜伏期并不能作为判断记忆力好坏的最终指标。
上台前路程：指实验动物在第一次成功上台前所运动的路程；
与潜伏期时间相关，潜伏期时间越长，上台前路程也就越大；二者之间呈正相关系，所以也间接反映了潜伏期时间的长短，也可以看做是评定动物记忆力好坏的指标之一。
上台前平均速度：上台前路程/上台时间；
从中可以看出动物游泳速度的个体差异来，动物的潜伏期和游泳速度有一定的关系；
第一象限活动路程：实验动物在第一象限所活动的距离之和；
第一象限活动时间：实验动物在第一象限运动的时间之和；
第二象限活动路程：实验动物在第二象限所活动的距离之和；
第三象限活动时间：实验动物在第三象限运动的时间之和；
第四象限活动路程：实验动物在第四象限所活动的距离之和；
搜索策略：人工定义
（1）直线式：以实验动物入水点与站台中心连线为中轴，如果动物的所有运动轨迹与中轴的距离不超过半径的15%，且在该区域中运动的时间至少占总运动时间的70%则认为实验动物此次运动为直线式策略。
（2）趋向式：与直线式较相似，以实验动物入水点与站台中心连线为中轴，如果动物的所有运动轨迹与中轴的距离不超过半径的50%，且在该区域中运动的时间至少占总运动时间的70%则认为实验动物此次运动为趋向式策略。
（3）边缘式：以实验动物运动区域中心为圆心，取半径的75%做圆，如果动物70%以上的时间均在该圆外活动，则认为实验动物此次的运动为边缘式策略。
（4）随机式：若实验动物的运动策略与以上三种不同则认为实验动物此次运动为随机式
策略。
搜索策略和趋触性是衡量动物分析判断能力和解决问题能力的两个指标。大鼠寻找平台的方式大致可分为四种：边缘式、随机式、趋向式及直线式。不同的搜索方式代表大鼠以不同的策略寻找平台，正常动物的搜索策略随着训练次数的增加而呈现“边缘式→随机式→趋向式→直线式”的变化规律。痴呆动物的搜索策略会发生异常变化。比如只有边缘式→随机式，或者随机式→边缘式，趋向式和直线式比较少见。
直线式趋向式边缘式
七、实验适用范围准则
与其他方法相比，Morris水迷宫在判定啮齿类动物认知功能中具有很多优点：（1）它不需要实验前训练阶段，而且可以在短时间内完成相对大量的动物。（2）由于对年龄相关性空间记忆损害有可靠的敏感性，Morris水迷宫是判断老年鼠空间学习记忆能力的特别有用的工具。通过探测和转移位置实验的训练，学习和回忆过程可以被记录分析，也可以在各组之间比较。（3）虽然对于鼠类来说浸入水中是令其厌恶的，驱动动物逃避的是水刺激，而不需要食物剥夺和电击，因此，避免了剥夺食物给实验动物带来的新陈代谢和电击休克方面的问题，而这方面问题对某些品系的动物来说可能是危险的。（4）气味或痕迹等干扰可以被去除。（5）将实验动物的学习记忆障碍和感觉、运动缺陷等分离开来，减少它们对学习记忆过程检测的干扰。可见站台实验，可以识别可能影响实验结果的动物视觉缺陷，修正标准Morris水迷宫实验中得到的结果。（6）通过改变站台的位置，可以完成学习和再学习实验，相应的，在同组动物中也可以测量不同用药量的效果。（7）既可以检测空间参考记忆又可以检测空间工作记忆。在用固定平台
测试小鼠的空间参考记忆后再将平台的位置改为不固定，就可检测它们的工作记忆能力（8）通过使用窗帘、划分区域等，可以减少实验人员和实验以外的物体对视频跟踪系统记录的干扰。（9）能提供较多的实验参数，系统全面地考察实验动物空间认知加工的过程，客观地反映其认知水平，显然，寻找不固定平台的认知过程要复杂一些，需要动物对时间和空间上的分离信息加以整合和判断。（10）操作简便，数据误差较小。
八、Morris水迷宫实验优点
1、Morris水迷宫实验在神经退行性疾病如阿尔茨海默症（AD）和帕金森症（PD）
以及血管性痴呆（VD）等的研究方面是非常有效的：这些疾病的最大特征是认知功能的减退。经典的Morris水迷宫所检测的是大鼠在多次的训练中，学会寻找固定位置的隐蔽平台，形成稳定的空间位置认知，这种空间认知是加工空间信息（外部线索）形成的。而平台的位置与大鼠自身所处的位置和状态关系不大，是一种以异我为参照点的参考认知，所形成的记忆是一种空间参考记忆。从信息的加工和提取方式来看，这种空间参考记忆进入意识系统，其储存的机制主要涉及边缘系统（如海马）以及大脑皮层有关脑区，常伴有Hebb突触修饰，应该属于陈述性记忆。而临床健忘和痴呆的病人，正是陈述性记忆首先受损而且比较突出。因此，Morris水迷宫实验首选适用的范围是以海马损伤表现的认知功能衰退的记忆缺损。
2、神经性毒害或者治疗药物的筛选实验：在神经药理学和神经毒理学实验中，
某些药物对神经元或者海马等脑区有哪些毒害或者治疗的作用，可以用Morris水迷宫试验检测其对学习记忆能力的影响。如一些抗胆碱能药物（如一些新的镇静剂）不仅抑制动物在Morris水迷宫实验中的表现，而且在人类中也可以削弱记忆；一些拟胆碱能药物（尤其是中药里面提取的新成分）不仅可以提高动物在Morris水迷宫实验中游泳的成绩，而且可以提高人类的学习认知能力。
3、脑皮层功能衰退或意外伤害引起的工作学习记忆方面损害的实验：Morris水
迷宫实验除了可以做隐蔽站台实验和探索实验外，还可用于工作记忆的研究。
比如最简单的程序是每只大鼠每天训练两次。第一次训练时,平台置于水池的任何一个象限中,并隐藏在水面下,大鼠通过游泳找到平台,并且停留30～60 s。
在第二次训练中,平台隐藏于与第一次训练相同的位置,同样要求大鼠通过游泳找到平台。如果大鼠能从第一次的训练中获得经验(工作记忆),那么,第二次训练的成绩就会提高。比较两次实验的成绩,就可以评价工作记忆的好坏。虽然在同一天的测试中,平台的位置是相同的,但是不同天的测试中,平台的位置是随机的,以保证每一天平台的位置都是新的,不同于前一天平台的位置。像日常生活中的脑萎缩引起的健忘，以及车祸等意外伤害到脑皮层引起的工作学习记忆的损伤。
4、用来确定药物或其他实验处理是否导致动物视力改变：Morris水迷宫实验还
可以通过可见站台试验来检测药物对动物的视力是否有影响，这些视力改变会混淆动物基于远端可见信息定位所得到数据的分析。有一点需要注意的是，某些特定的行为可能表示视力受损，比如没有搜索行为或持续沿水池周边游泳可能被认为是视力受损，因为动物在一段时间内并没有定位平台。因此动物必须试图穿越水池而且不能准确定位站台。
生物科学：探索生命的奥秘 生物专业在高考报考中经历了大起大落，时至今日还是一个很有“争议”的专业。2000年左右，“21世纪是生物学的世纪”让很多高分考生选择了生物专业；现在，则有很多人吐槽“生物专业就业不好”。那么，这个专业到底如何？什么样的考生适合报考呢？ 目录 一、专业解析 二、专业与就业 三、报考指南 一、专业解析 回顶部生命科学是21世纪最活跃的学科之一 什么是生物科学？ 生物科学（也被称为生命科学）是自然科学的一个分支学科，从本质上说，生物科学是研究生命现象，揭示生命活动规律和生命本质的科学。生物科学与我们人类的生活密切相关。目前人类面临的一系列重大问题，很大程度上将依赖于生物科学、生物技术的进步与发展。近十年，以计算机科学及信息技术、生物科学及生物技术为代表的高科技迅猛发展，生物科学已发展成为21世纪最活跃的学科之一，生物科学对人类经济、科技、政治和社会发展的作用将是全方位的。 浙江大学生命科学学院傅承新教授说：“生物科学研究对象是整个自然界所有生物，研究它们的发生、生长发育、发展及绝灭。这当中有两个研究热点，一个是微观世界，从分子到细胞结构内部的生命现象，比如研究人类疾病的分子机制，植物光合作用的机理等；另一个是宏观世界，研究生物和生物的关系、生物和环境的关系，研究自然界中的几百万种生物是怎么来的？它们如何进化？物种和物种之间的关系，物种和环境之间的关系。这是我们
通常说的生物多样性的保护和利用。我们要搞清自然界生物的基本规律，保护地球的生物多样性，以此来保护我们的环境，使人类能够可持续发展。” 具体到高考时报考的专业，在教育部《专业目录》的理学门类下设有生物科学类，其中又包含了4个专业：生物科学、生物技术、生物信息学、生态学。本文主要介绍生物科学专业。 相近专业：生物技术、生物工程 生物科学、生物技术、生物工程（在工学门类下），三者是什么关系呢？傅承新教授说：“三者可以看作是从基础研究到应用开发研究的上游、中游和下游的关系。生物科学的研究重点在探索自然的规律、揭示生命的本质和奥秘，是最基础的学科；生物技术可以说是利用生物科学揭示的规律、机制和途径，去创造怎样利用生物、改造生物的手段和技术，如我们常提到的转基因技术、分子育种技术、器官移植技术、发酵技术、生物制药等都是利用前人揭示的生物基本规律和生命本质基础上创造出来的；而生物工程是如何把这些技术通过工艺、工程的设计，使之实现产业化、商品化，供人类利用。当然，三者的界限也不是很绝对的，互相是交叉的。因为生物工程也需要研究一些与生物技术有关的问题，一些生物科学毕业后的学生也去了与生物技术有关的行业，很多生物技术毕业的学生也会到生物科学各二级学科去深造，这些情况都存在。” 易混淆专业：生物医学工程 从名称上看，生物医学工程和生物科学很像，但专业内涵却有很大差别。虽然也要学习生物方面的课程，但生物医学工程专业属于工学门类下的生物医学工程类，其着眼点是从事现代医疗技术的研究和开发，比如研究医疗仪器设备等。
Morris水迷宫视频跟踪系统使用说明书 Morris水迷宫行为学是医学院校开展药理行为学研究的一个经典实验，本软件采用最新图像处理算法，实时跟踪大小鼠运动轨迹，得出小鼠在设定区域内经过的路径和所花的时间以及其它相关数据，通过这些定量数据，供实验人员分析，得出精确的结论。 该系统在进行图象计算分析的时候,对鼠无需染色,即可辨别,并且采用了最先进的图象压缩技术,用户可以长时间记录图像且暂用硬盘空间极小。并且提供事后图像分析的功能，便于用户反复分析，以得到最精确的结论。另外该系统包含一套严格的图象定位方法，使得实验结果误差最小化。 该设备由成都仪器厂制造并生产。
软件界面简介 视频显示区 显示摄像头捕捉视频的整个范围，我们默认定义为640X480分辨率采集图像。 并且显示4个观察桶区域的定义范围。 视频控制区 控制视频采集、暂停、记录、停止、设置、回放等功能。 轨迹显示区 显示跟踪到的大（小）鼠运动的轨迹，并且显示其相对坐标值和活动区域等信息。 时间轴控制区 当记录视频状态时，用于显示记录轨迹时间长度。 当分析视频状态事，用于显示记录总时间长度，并可以拖动滚动条定位视频时间位置。 实验信息显示区 该区域用于显示水迷宫设置状态和信息参数。 实验数据管理区 用于显示其定义的数据库所包含的所有记录的视频轨迹和统计结果所用到的统计方法。
完整实验步骤 设置数据（数据库）保存空间状态。 该软件采用目录数据库保存方式。 目录数据库的意思是，首先你需要定义一个总目录来保存你所有的视频和轨迹、实验信息数据。实验目录，其次你可以定义属于你自己的实验目录名称路径。下面我们做详细说明： 选择菜单“参数－>设置数据库目录路径”，弹出如下对话框。 选择一个硬盘目录作为你的数据库“总目录”例如我们选择“D:\BMP”作为数据库总目录。 那么你所有的实验目录和数据都保存在这个目录下，以后你可以直接到该目录下寻找文件。 下面我们需要定义属于你自己的实验项目（目录），点击工具条上的“”弹出设置对话框。
( 生物教案 ) 学校：_________________________ 年级：_________________________ 教师：_________________________ 教案设计 / 精品文档 / 文字可改 七年级：绪论探索生物的奥秘 (教学设计) Biology is a discipline that studies the species, structure, development and origin of the evolutionary system at all levels of biology.
七年级：绪论探索生物的奥秘(教学设计) 教学目标 知识目标 1.使学生初步了解生物，生物与人类的关系，有关生物学的科学成就。 2.使学生初步了解生物学的内容和学习生物学的意义 3.了解学习生物学的基本方法。 能力目标 1.通过观察图片或实物，对比生物与非生物的区别，培养学生的观察、对比、 判断、归纳的思维能力。 2.通过学生分组讨论，向全班同学介绍生物科学的发展及巨大
成就，培养学生收集资料的能力及语言表达能力和思维能力。 情感目标 1.通过介绍我国生物科学研究的成就，启发学生的求知欲和建设祖国的责任感，并使之成为学生学习生物学的动力。 2.通过学习科学研究的基本方法，提高学生们的科学素质。 3.通过学生活动,促进新同学相识，培养协作精神。 教学建议 知识体系图解 教材分析 这一节是全册教材的绪论课，分别讲述为什么要学习生物科学知识，初中生物课的内容和学习方法两部分内容，使学生对生物学有一个初步的认识。生物是义务教育初中阶段必修的一门基础科学，也是初一学生进入中学阶段接触的第一门实验科学。这一节课也是整个中学阶段学习生物知识的绪论课，将直接影响学生在今后对生物科学知识的学习。 教法建议
Morris水迷宫及分析系统参数一 1.工作条件 1.1本本仪器可在下列条件下工作： 电源：220伏（±10％），单相，50赫兹（±1赫） 环境温度：摄氏0度——摄氏40度 技术参数 2.1 技术功能指标 2.1.1 A、B、C、D四个区的运动时间 2.1.2 A、B、C、D四个区的运动距离 2.1.3大（小）鼠在迷宫中运动的总时间 2.1.4大（小）鼠在迷宫中运动的总距离 2.1.5 大（小）鼠穿越目标区域的次数 2.1.6 内环、中环、外环的运动时间 2.1.7内环、中环、外环的运动距离 2.1.8大（小）鼠在迷宫中运动的平均速度 *2.1.9大（小）鼠在各个区域中运动的时效 *2.1.10大（小）鼠在迷宫中运动轨迹的回放 *2.1.11实时生成的数据可以导入Excel 2.2 技术参数指标 *2.2.1 传输方式：USB2.0 2.2.2 采样位数：10bit 2.2.3 动态范围：80dB－100dB 2.2.4 镜头接口：C/CS 2.2.5 供电方式：单独＋12V供电 2.2.6 幅面：1280×1024 2.2.7 快门速度：8μs－26μs 2.2.8 快门方式：电子快门 2.2.9 象元尺寸：6.7μm×6.7μm 2.2.10 软件支持：jpg，bmp 2.附件、备件、专用工具或其他消耗品 3.1水迷宫测试软件一套 *3.5微视USB摄像头一个（USB接口可以代替采集卡，传输速度是采集卡的10倍） 3.6万向支架一个 3.7 12V电源一个 3.8 排水机一个 3.9 水温调控装置一个 3.10 配套电缆一套 3.11 说明书一本
参数二 系统功能特点要求： 1.适用于（大小鼠）神经药理学，神经生理学，神经心理学，老年病学等的研究。 2.采用视频摄像跟踪技术，实现实验过程的自动化，实现Morris水迷宫实验的定量化、精确化和客观性； 3.Morris水迷宫的尺寸规格按照Morris本人的设计，采用玻璃钢制作，可长期使用，视频摄像系统固定在特制的支架上，可拆卸，方便实验； 4.能够储存原始的视频图像，视频文件格式支持AVI和MPEG-1压缩格式；空间分辨率最高可达640x480像素（常用320x240像素），时间分辨率最高可达25帧/秒（常用15帧/秒）；测量所得的指标结果精度高并供完整的实验数据库功能，作为研究的真实记录和今后进行教学演示的素材； 5.可在星光条件（0.01Lux）下进行视频分析（包括实时分析）； 6.采用开放式、模块化设计，系统可扩展性强，可外接其他的分析模块，轨迹点坐标序列数据和指标结果可导入到Excel，便于用户在Excel、SPSS、SAS等分析统计软件中作进一步分析处理； 8.分析灵活，支持时段分析，支持定时终止和人工终止，并具有丰富的显示方式，能对动物的运动情况采用轨迹图、参数指标、曲线、直方图等多种显示方式，并可生成完整的报告，供打印输出； 水迷宫软件功能： 1.可记录大小鼠游泳路径距离，时间，速度。 2.可进行象限分析，包括各象限的距离，时间等。 3.可测定入水角度. 4.可测定穿越目标区次数。 5.可进行环行分析。 6.可自动记录大小鼠第一次到达目标区的时间、距离。 7.可实时观测和记录大小鼠运动的轨迹。并具备轨迹回放功能 8.全部数据可自动生成EXCEL结果。 9.实时图像在1024*768，16位或32位真彩色状态下观测。画面为 768*576像素，25帧/秒。 10.可以实时录像，以进行图像回放。 11.数据和轨迹可打印，并以数据库方式（名称，组别，动物编号）储存 结果，删除方便。 12.可人工设定采样时间。
四班第一小组M orris水迷宫实验结果 PTajecti fcrria AniruLi 3 0 ] 6 +M EQI須7-￡却曲1分齟；动斗 D祇理201fH\2-3\ Prajecti Ufosri学 A JIUW T F 2 0 16+科蚀苗-卜？荊4试「於矩J =hU Pat PF ?0J叭壯為' 动物背 总路程2786.55cm 潜伏期89.96s 平均速度30.98m*S-1 搜索策略趋向式 动物后肢 总路程2414.41cm潜伏期86.28s 平均速度27.32m*S-1 搜索策略随机式 PToiecti SoETla Anirtali 3 0 J & +M JO]5-4-2>S3 动斗 D就日* 201fM\2-3\ Frojecti Narris Inuuli 2 0 ] 6 +利沏Nl-2湖试L刑恥动峻 Patei 2OJ0M\23\ 动物空白 总路程666.73cm潜伏期16.68s 平均速度35.54m*S-1 搜索策略随机式 动物前肢 总路程1895.37cm 潜伏期50.76s 平均速度35.87m*S-1 搜索策略随机式 Pta ject? Itorrla irtali 3 0 J & +M EQ1E77却忖1 W3 动斗 DX 强201fH\2-3\ Frojecti Karris 2 0 1 P伞利的淖Tl-2溯试■斗唯 Patei 2OJ0\4\23\ 动物头 总路程2673.41cm 潜伏期90.12s 平均速度29.67m*S-1 搜索策略随机式 动物尾 总路程244.68cm潜伏期5.64s 平均速度31.69m*S-1 搜索策略趋向式nv-ii nv-ii XE-I KE-I SW-III nv-ir KE-I DV-II ME- I nu-ii JW-II XE-I KE-I SV-III SE-n
发布日期20060622 栏目化药药物评价>>非临床安全性和有效性评价 标题动物学习记忆试验常用方法分析 作者王庆利 部门 正文内容 审评四部八室王庆利 随着老龄社会的到来，有关老年病治疗药物的开发成为一个热点，其中老年性痴呆治疗或改善学习记忆的药物就是其中一个例子，该方面的新药申报 品种日渐增多。从国内外的研究现状看尚无真正能治疗“痴呆”的药物，目前已 上市的或开发过程中的药物主要是改变痴呆的学习记忆功能，其临床定位也 主要为改善痴呆患者的学习记忆功能。 在非临床有效性研究过程中，主要采用行为学试验研究药物对动物学习记忆功能的影响。人和动物的内部心理过程是无法直接观察到的，只能根据可 观察到的刺激反应来推测脑内发生的过程，对脑内记忆过程的研究只能从人 类或动物学习或执行某项任务后间隔一定时间，测量他们的操作成绩或反应 时间来衡量这些过程的编码形式、贮存量、保持时间和它们所依赖的条件等 等。学习、记忆实验方法的基础是条件反射，各种各样的方法均由此衍化出
来。目前已经建立了大量的学习记忆研究的行为学方法，各有优缺点。现将常用的动物学习、记忆实验方法简述如下。 一、抑制性（被动）回避 在记忆研究中，一个最重要的动物模型就是抑制模仿活动或学习习惯。被动回避实验通过动物学会去掉某种特定的行为而逃避某种讨厌的事情。 1. 跳台实验 原理：在一个开阔的空间，动物大部分时间都在边缘与角落里活动。在方形空间中心设置一个高的平台，底部铺以铜栅，铜栅通电。当把动物放在平台上时，它几乎立即跳下平台，并向四周进行探索。如果动物跳下平台时受到电击，其正常反应是跳回平台以躲避伤害性刺激。多数动物可能再次或多次跳至铜栅上，受到电击后又迅速跳回平台。 观察指标：首次跳下平台的潜伏期、一定时间内受电击的次数（错误次数），24小时后受电击的动物数、第一次跳下平台的潜伏期和一定时间内的错误总数。 优缺点：简便易行，根据试验设备的不同，一次可同时试验多只动物，可实现组间平行操作。既可观察药物对记忆过程的影响，也可观察对学习的影响。有较高的敏感性，尤适合于药物初筛。缺点是动物的回避性反应差异较大，因此需要检测大量的动物。如需减少差异或少用动物，可对动物进行预选或按学习成绩好坏分档次进行试验。 2. 避暗实验 原理：利用小鼠或大鼠具有趋暗避明的习性设计的装置，一半是暗室，一
Morris水迷宫简介 Morris水迷宫是英国心理学家Morris于20世纪80年(1981)代初设计并应用于脑学习记忆机制研究的一种实验手段,其在AD研究中的应用非常普遍[3]。较为经典的Morris水迷宫,测试程序主要包括定位航行试验和空间探索试验两个部分。其中定位航行试验(place navigation)历时数天,每天将大鼠面向池壁分别从4个入水点放入水中若干次,记录其寻找到隐藏在水面下平台的时间(逃避潜伏期,escape latency)。空间探索试验(spatial probe)是在定位航行试验后去除平台,然后任选一个入水点将大鼠放入水池中,记录其在一定时间内的游泳轨迹,考察大鼠对原平台的记忆。 自从20多年前Morris水迷宫被发明以来，很多学者都采用此方法研究动物的空间学习记忆能力，并在经典的Morris水迷宫基础上进行了很多改进，如Markowska发现如果在空间探索试验阶段中能让平台间歇性的出现，这样较经典的方案能更加敏感的地测量动物的空间记忆能力。Arteni采用双平台的水迷宫，轮流升起其中一个平台的方法来测量动物的工作记忆等等。Morris水迷宫广泛用于啮齿类动物的视觉相关的空间记忆和工作记忆的测量中，但是否适用于测量动物的长时记忆还存在争议。 应用领域 Morris水迷宫（Morris water maze, MWM）实验是一种强迫实验动物（大鼠、小鼠）游泳，学习寻找隐藏在水中平台的一种实验，主要用于测试实验动物对空间位置感和方向感（空间定位）的学习记忆
能力。被广泛应用于学习记忆、老年痴呆、海马/外海马研究、智力与衰老、新药开发/筛选/评价、药理学、毒理学、预防医学、神经生物学、动物心理学及行为生物学等多个学科的科学研究和计算机辅助教学等领域，在世界上已经得到广泛地认可，是医学院校开展行为学研究尤其是学习与记忆研究的首选经典实验。Morris水迷宫其最主要的附件之一就是水池，水池的质量及功能是实验不可却少的部分，在实验中水温的温度是实验的关键，淮北正华生物仪器设备有限公司生产的恒温水池是国内唯一有此功能的，其温度控温，及准确度已达到先进水平。 实验原理 虽然老鼠是天生的游泳健将，但是它们却厌恶处于水中的状态，同时游泳对于老鼠来说是十分消耗体力的活动，他们会本能的寻找水中的休息场所。寻找休息场所的行为涉及到一个复杂的记忆过程，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，目的是能成功的航行并且找到隐藏在水中的站台，最终从水中逃脱。 淮北正华生产的Morris分析软件[1] Morris水迷宫的组成部分
《探索生物的奥秘》 教学目的： o了解大自然的多姿多彩与神奇奥秘,激发学生对生物的兴趣。 o为什么要学习生物 o怎样学习生物 教学重点： o了解大自然的多姿多彩与神奇奥秘,激发学生对生物的兴趣。 o为什么要学习生物 o怎样学习生物 教学难点： 教具准备：电脑软件 教学方法：谈话法与讲授相结合 教学过程： 1.引言 （欢迎新同学到莞中，自我介绍） 2.多姿多彩与神奇奥秘的生物界 说起生物，相信大家都太熟悉不过了，在我们生活的周围处处存在有生物，那什么叫生物呢？――凡是有生命的物体就叫生物。 下面给大家欣赏一些图片（电脑软件）。 大家看完这些图片有什么感觉呢？（非常漂亮） 对了，让大家看这些图片的目的只是告诉大家，我们的生物界是多姿多彩。 在我们的地球上曾经出现的生物有五百多万种, 现存二百多万种,也正是这些种类繁多的花草树木和千变万化的鱼虫鸟兽,使得我们的地球绚丽多姿,盎然生机。
如果我们仔细观察自己周围，总会碰到不少引人思考的问题，比如： ?为什么植物的根总是向下生长的呢？（播放视频） ?与植物的根相反，为什么植物的茎总是向上生长的呢？ ?为什么一粒小小的种子会长成一棵参天的大树呢？（播放视频） ?平常只是看到动物吃植物，那有没有植物吃动物呢？（播放视频） ?动物捕食的花招（拟态），你能在视频的第一幅画面上发现某种动物吗？（播放视频） ?为什么不同的鸟能织出形状各异的巢呢？（播放视频）为什么蜜蜂能不借用任何工具就能筑成标准的正六边形？诸如此类的问题还 有很多， ?为什么花草树木的叶子大都是绿色的？ ?为什么蜘蛛能结网？ ?为什么人会思考？ ?为什么人会做梦？ ?为什么子女总是与其父母相似？ 自然界中的这些纷纭众多的生物现象，看起来十分平常，但仔细想起来却又感到神奇奥秘，饶有趣味。以上所说都是我们平常看得到的现象，如果你在显微镜下观察生物，你会发现更多神奇奥秘的地方： ?示图片1：杆菌 ?示图片2：人的表皮（电子显微镜） ?示图片3：白细胞正穿过血管壁 ?示图片4：黑松花粉粒 好，所有给大家看的这些视频和图片，都是告诉大家，生物界也是充满奥秘的，要想探索生物的种种奥秘，就得跨进生物知识的宝库，去寻求揭示奥秘的知识。那我们的生物课就是带领大家跨进生物知识的宝库，并为大家指路，让大家能更好地在生物知识宝库中遨游。 初中生物我们要学三本生物书（示书本），初一上学期主要学习植物，下学期主要学习动物，初二一学年，我们主要学习与我们自己有关的人体生理卫生。 3.为什么要学习生物知识？ 除了刚才我们讲的学习生物可以揭示生命的奥秘外，还有： a.个人生活的衣食住行都离不开生物知识。（请同学们自己联系生活 实际举例） b.国家建设离不开生物知识。物质生产的许多行业都要用到生物知 识，农林牧渔，医疗卫生．食品加工不用说，就是采矿和冶炼行业 都要用到生物知识。发展先进的科学技术，如遗传工程，基因工程 更要用到生物知识。21世纪将是生命科学的世纪，生物技术将对
附3. 大（小）鼠Morris水迷宫 “水迷宫”是由Richard Morris在1984年发明的，随后他阐述了评估学习记忆方法的细节和步骤。近30年来，在行为神经科学研究中，它成为最常用的验室研究工具之一。水迷宫实验常被用于啮齿类动物神经认知疾病模型的验证和神经认知治疗可行性的评估。有相当多的试验者利用水迷宫来评价动物的学习与记忆能力，同时也利用该实验评价水迷宫成绩、神经递质系统、药物作用之间的关系。通过非常多的应用，水迷宫实验在当代神经科学研究中占据了一个十分重要的位置。 实验将大（小）鼠置于恒温水池中，大（小）鼠会试图找到让自己脱离浸在水中的位置，在池中特定位置放置一个平台，让大（小）鼠通过学习知道平台的位置，之后撤去平台，通过对大（小）鼠空间探索训练与定向航行实验中相关指标的检测分析，评价大（小）鼠的对空间位置学习能力以及记忆能力 一、操作步骤： 1. 使用CLEVER公司行为学观测系统，北京硕林苑科技有限公司的SLY-WMS装置联合分析，水迷宫主要由一圆柱型水池和一可移动位置的站台组成。水池高70cm，直径160cm，站台直径8cm，水池上空通过一个数字摄相机与计算机相连接。预先在水池中注入清水，水深40cm，加入炭素墨水/奶粉使池水变为不透明的黑/白色，站台表面为黑/白色，使大（小）鼠不能看到，水面高出站台表面0.5cm。水温控制在19～21℃，在水池上标定相同一点作为每次实验大（小）鼠的入水点。 2．实验前一天让大（小）鼠自由游泳2min以适应周围环境，从第一天开始，每天训练4次，每次随机选择一个入水点，将大（小）鼠面向池壁放入水中，观察并记录大鼠寻找并爬上平台的路线图及所需时间（逃避潜伏期）。4次训练大（小）鼠分别从四个不同的入水点入水，如果在120s内未找到平台，需将其引至平台。这时潜伏期记为120s，每次训练间隔60s，连续4～7天。 3．实验时，将大（小）鼠置于水中，记录逃避潜伏期、轨迹图、各象限游泳距离。软件操作步骤见说明书。
Morris水迷宫实验 一、实验用品的准备： 毛巾或电吹风、染料(黑白鼠染料不一样)、细木棍、深泡沫盒 二、实验前的准备： 1. 在实验前一天晚上，把水迷宫和实验室打扫干净。 a. 水迷宫中动物粪便要处理干净 b. 实验室内保证通风、无异味 c. 实验过程中，要经常更换池中水，大鼠2-3天，小鼠6-7天。 2. 将水注入水迷宫中，水的高度在高过站台1cm左右（水深参考：大鼠：30CM；小鼠：20CM）。注：公共平台水迷宫型号是XR-XM101，大鼠水池直径1600cm，池高50cm；小鼠水池直径1200cm，池高40cm；大鼠站台直径为20cm，小鼠为10cm，离池壁30cm。 3. 保持合适水温（参考：大鼠：25±1℃；小鼠：21~22℃），如果水温过低，请使用快速热水器将热水加入水迷宫中，调至合适温度，水迷宫池边有一个温度测量器，可显示池中温度。 4. 实验前三十分钟把动物带入实验室中熟悉环境。 5. 加入合适的染料(黑鼠加色素或牛奶，白鼠清水或黑墨水)到水中，然后打开实验电脑，通过监视系统人工调节光线来达到光的均匀分布。如果加色素或墨水，拉上窗帘，打开室内灯，如果清水，开灯会反光，则关上室内灯，打开窗帘。 6. 检查标记物是否在固定的位置，整个几天实验中，标记物不可移动，实验人员将动物放入池中后，站到或坐到固定的位置。 三、正式实验步骤： 将已经编好号的大鼠/小鼠依次放入水迷宫进行实验，具体操作如下： 1. 实验人员A从鼠笼中取出小动物，然后快速放入水迷宫中。注意：a. 将动物面向池壁放入水中；b. 快速将动物在水平面放下，不可直接扔下去；c. 入水点选4个象限的位置，每个入水点每组都检测，共四轮（按距离站台的远-近-远-近次序）；d. 实验人员A把动物放入水迷宫后迅速离开。 2. 实验人员B通过监视系统观测到动物入水的一瞬间，然后快速的按下录象键。两人配合，最好A喊一声，然后B准备，之后动物入水瞬间按键。 3. 设置录像时间为90s，当动物到达站台保持30s视为找到站台，这时录像自动停止；如果实验人员B通过监视系统观测到动物在规定时间内没有游上站台，马上通知实验人员A 用细木棍引导小动物上站台，让动物在站台上10s熟悉周边环境后取走；如果动物到达平台，未停留规定时间，也须重新在站台上熟悉10s后取走。 4. 实验人员A将动物从水迷宫中取出后，请用毛巾将小动物檫干，一次做完每组实验，
Morris水迷宫实验标准 目录 一、实验原理（水迷宫的发展史，以及简单的实验原理和应用领域，以及在我国的发展情况和国内外的主要厂家） 二、Morris水迷宫的组成（主要分为硬件和图像采集，软件） 三、硬件准则（国内外文献提及到的硬件准则，我们主要针对国内文献提及到的） 四、实验流程准则（实验细节） 五、统计方法学准则（遵循统计学原理） 六、评价指标的准则（实验数据的解释） 七、实验适用范围准则（实验适用四个领域，与水迷宫的10个优点） 八、实验注意事项以下准则仅供实验参考，行为学实验必须依据自身的实际课题来恰当安排实验。 一、实验原理 20世纪80年代初,英国的心理学家Morris和他的同事利用大鼠在盛有水和牛奶混合物的不透
明水池中搜索目标物的方法,研究大鼠的海马等脑区受到损害后的学习、记忆和空间定向以及认知能力时取得了令人瞩目的结果。这种装置不但构思新颖、实验设计合理以及方法简便和实用,而且便于观察和记录动物入水后搜索藏在水下平台所需的时间、采用的策略和它们的游泳轨迹,从而可分析和推断动物的学习、记忆和空间认知等方面的能力。虽然起初的实验对象为大鼠，但此后该迷宫系统成为评估啮齿类动物空间学习和记忆能力的经典程序，广泛运用于神经生物学、药理学等领域的基础和应用研究中。它能较客观地衡量动物空间记忆、工作记忆以及空间辨别能力的改变。因此,这种研究方法很快就引起各国神经科学家的关注,并将此法称为Morris水迷宫法。国外有许多生产Morris水迷宫的公司，比如说德国的TSE公司，美国的Sandiegoinstruments 公司、德国Biobserve公司、荷兰Noldus等等；20世纪80年代末,中国科学院心理研究所建立了我国第一个Morris水迷宫实验室,并于90年代初建立了Morris水迷宫图像自动采集和处理系统。国内随后出现了许多Morris水迷宫生产厂家，比如说有上海软隆科技有限公司、安徽正华生物仪器设备有限公司、北京智鼠多宝科技有限公司等等，但是从国际到国内，Morris水迷宫的硬件设备，软件系统，实验方法，以及实验数据的处理方法都不尽相同，因此，从Morris水迷宫法的发明到现在已有20余年的历史了，应该制定一套比较标准的实验准则了。 二、Morris水迷宫的组成 Morris实验系统由水迷宫装置、水迷宫图像自动采集和软件分析系统组成。 1、Morris水迷宫装置:主要由盛水的水池和一个可调节高度和可移动位置的站台所组成。 2、水迷宫图像自动采集和软件分析系统:该系统的主要部件为摄像机、计算机和图像采集卡等。这种系统有多种型号,但工作原理和流程大致相似:摄像头采集大鼠游泳图像(模拟信号)输入到计算机中的图像采集卡进行模/数转换,大鼠游泳的模拟图像转化为数字图像 储存于硬盘中,将数字图像进行图像分析得到有关的测试参数。软件分析系统能自动地采集动物的入水位置、游泳的速度、搜索目标等所需时间、运行轨迹和搜索策略等参数,并可将所采集的各种资料进行统计和分析。 三、硬件准则要求 1、水池和站台：对于水池的大小，存在一个人为选择的问题，看起来应该统一标准，其实并不容易。但是有个原则就是水池不能太小，站台也不能太大。Morris最初（1981年）用于大鼠的水池是直径1.32米、高为0.6米，水池的水深为0.40米;但后来（1984年）改为直径2.14米、高0.4米，水池的水深为0.25米。对于小鼠的实验水池，文献中介绍的迷宫直径差异巨大，小到0.6米,大到2.0米。一般而言，过小的水池使小鼠爬上平台的偶然性增加，任务难度减小。过大的水池会使小鼠游泳路径延长，体力消耗过大，爬上站台的机率减少。现在国内文献中所用水迷宫水池
巩固强化 1．下列不属于生物的是( )。 A．菊花B．病毒 C．花生D．雪花 2．人们所吃的食物中，不是来源于生物的是( )。 A．白糖B．食盐 C．鸡蛋D．水果 3．科学观察要有明确的________，要________地、________地、________地观察，观察时要认真地________，并如实做好________。 4．判断：科学实验的假设必须支持结论。( ) 5．被国际上赞誉为“杂交水稻之父”的科学家是( )。 A．吴文俊B．袁隆平 C．杨振宁D．虎克 6．18世纪，欧洲科学家通过实验证实：疟疾的病原微生物是________，疟疾是通过________传播的。 7．在当今世界面临的重大问题中，可以依赖生物科学技术的进步和生物科学知识的普及来解决的有______、______、______和______等。 8．自然界中生物种类繁多，目前已知的生物种类约有( )种。 A．30多万种B．150多万种 C．180多万种D．200万种 9．实验法的基本步骤为( )。 ①提出假设；②发现问题；③通过实验检验假设；④得出结论 A．①②③④B．②①③④ C．③②①④D．④②①③ 迁移拓展 10．研究生物的形态、结构、分类、生理、遗传、进化和生态的是( )。 A．生物科学B．自然科学 C．仿生学D．微生物学 11．我国现代获得联合国教科文组织颁发的科学奖的一项科研成果是( )。 A．针灸麻醉B．杂交稻技术 C．断肢再植D．胰岛素合成 12．下列属于生物生命现象的是( )。 A．江水奔流B．山洪暴发 C．虾吃小型藻类D．风吹雨打 13．植物在自然环境中的作用有( )。 A．制造氧气、吸收有毒气体B．吸附灰尘、降低噪音 C．保持水土、调节气候D．以上三项都是 14．人类生活的自然环境现状是( )。 A．土地沙漠化面积不断扩大B．环境污染日益加剧 C．水土流失严重D．以上三项均是 应用创新 15．下列做服装的原料中，来自于植物的是( )。
一．埋珠实验 方案：在鼠笼里铺上5cm厚玉米芯垫料，铺平；里面放入 20个玻璃珠（直径15mm），分五排，每排4个，规律排布。 将老鼠放入笼中，摄像30min；将垫料铺平后重复利用（文 献上说可以重复），统计所埋玻璃珠的数量（被埋体积大于 50%）。 二．新物体识别 方案： 物体识别：开始前，将老鼠放入箱子中适应十分钟，2h后 测量物体识别。在箱子里放入两个相同的物体（1,2），分别 置于相对的角落，将老鼠放入箱子中探索10min；30min后 将物体（1）换成一个新的物体（3），让老鼠探索10min， 测量老鼠接触物体的时间（老鼠接触物体距离应小于1英 寸）。24h后将物体（2）换成一个新的物体（4），将老鼠放 入箱子中探索10min。每测量完一只老鼠，需要用75%的 乙醇擦拭箱子。 方位识别：开始前，将老鼠放入箱子中适应十分钟，2h后 测量方位识别。在箱子里放入两个相同的物体，分别置于 相对的角落，将老鼠放入箱子中探索10min；20min或者 24h后将其中一个物体变换一个位置（分别用不同组老鼠测
量），让老鼠探索10min，测量老鼠接触物体的时间（老鼠接触物体距离应小于1英寸）。每测量完一只老鼠，需要用75%的乙醇擦拭箱子。 三．重复性为 方案：将老鼠放入空鼠笼适应10min，笼中不放垫料； 之后将老鼠放入笼中，录像10min，记录老鼠理毛以及站立的时间。每测量完一只老鼠，需要用75%的乙醇擦拭箱子。 四．三箱社交试验 方案： 1：箱子一边放鼠（1），另一边放入空笼子，实验鼠放入中间箱子，通道隔板打开，录像十分钟。 2：箱子一边放鼠（1），另一边放入鼠（2），实验鼠放入中间箱子，通道隔板打开，录像十分钟。 3: 第2步做完之后，将实验鼠单独与鼠（2）接触45min，24h后箱子一边放入鼠（2），另一边放鼠（3），实验鼠放入中间箱子，通道隔板打开，录像十分钟。 注：开始前将老鼠放入中间箱子适应五分钟，两边的通道关闭。放入笼中的老鼠为同年龄未与实验鼠接触过的C57雄鼠。每测完一只老鼠，用75%的乙醇擦拭箱子。
Morris水迷宫实验 实验用品的准备： 毛巾或电吹风、染料、小台灯、细木棍 实验前的准备： 1.在实验前一天晚上，把水迷宫和实验室打扫干净。 a.水迷宫中动物粪便要处理干净 b.实验室内保证通风、无异味 2.将水注入水迷宫中，水的高度在高过站台1CM左右（参考：大鼠：30CM；小鼠：20CM）。如果水温过低，请使用快速热水器加热水至合适温度（参考：大鼠：25±1℃；小鼠：21~22℃）注入水迷宫中，然后打开保温棒的电源开关保持水温（不能在水迷宫注满水前打开保温棒的电源开关）。 3.实验前三十分钟把动物带入实验室中熟悉环境。 4.加入合适的染料到水中，然后打开实验电脑，通过监视系统人工调节小台灯的位置来达到光的均匀分布。 5.检查标记物是否在固定的位置。 正式实验： 将已经编好号的大鼠/小鼠依次放入水迷宫进行实验，具体操作如下： a.实验人员A从鼠笼中取出小动物，然后快速放入水迷宫中（注意：实验人员A把小动物放入水迷宫后迅速离开） b.实验人员B通过监视系统观测到动物入水的一瞬间，然后快速的按下录象键 c.实验人员B通过监视系统观测到小动物在规定时间内没有游上站台，马上通知实验人员A 用细木棍引导小动物上站台，让小动物在站台上30秒熟悉周边环境后取走。 d.实验人员B通过监视系统观测到小动物在规定时间内游上站台，让小动物继续在站台上呆30秒后通知实验人员A将小动物取走。 e.实验人员A将小动物从水迷宫中取出后，请用毛巾将小动物檫干。 结束工作 1.在结束实验后，立即断开保温棒的电源开关。 2.将水迷宫池中的水排出 3.打扫水迷宫 注意事项： 1.保证标记物体的位置在同一实验中不要改变 2.不要任意改变实验室中其他实验物品的位置 3.在实验进行中尽量保证实验室的安静 4.在进行水迷宫实验期间，实验人员最好不要使用香水或者其他有刺激性气味的物品 5.实验人员将小动物放入水池后，请立即离开所站立的位置，防止小动物将实验人员误认为标记物。 6.将小动物从取出后，请用毛巾将小动物檫干，如果天气比较寒冷，可以辅助使用电吹风。（如果有条件可以在饲养笼中多加一些刨花屑） 7.在水迷宫注满水后，才能接通保温棒的电源开关；在水迷宫排水前，断开保温棒的电源开关。
小鼠神经功能评分 1．神经行为评分 在梗死后24h,按照Masao Shmi izu-Sasamata的方法[3]对所有大鼠进行神经行为评分,评分标准包 括:①自主活动的程度,②左前肢偏瘫,③提尾时左前肢伸不直,④抗侧推能力,⑤向左倾斜度,⑥向左环行度,⑦对触须的反应。以上指标无异常为0分,中等异常为1分,严重异常为2分,将各项评分相加,总分为0~14分。 2．动物行为学评定 ①0分:无神经损伤症状; ②1分:不能完全伸展对侧前爪; ③2分:向瘫痪侧转圈; ④3分:向对侧倾倒; ⑤4分:不能自发行走,意识丧失。 3．大鼠神经损伤严重缺损评分（Neurological Severity Scores,NSS）： 0分:神经功能正常; 1分:轻度神经功能缺损(提尾时左前肢屈曲); 2分:中度神经功能缺损(行走时向左侧转圈); 3分:中度神经功能缺损(向左侧倾斜); 4分:无自发行走，意识减退; 5分:与缺血有关的死亡。 4.平衡木试验(Beam Balance Test,BBT): 把大鼠置于一宽1.5cm的木条上。木条一端悬空，另一端固定于一块40x40cm的平板中心，以防止大鼠从木条上爬到桌面上使实验失败。木条下备有软垫以防大鼠掉下时跌伤。根据2分钟内大鼠的平衡能力行神经学评分。正常大鼠的平衡能力在1-2分钟。 平衡试验评分标准： 1在木条上站稳，无摇晃，持续2分钟 2在木条上站稳，左右摇晃，未滑下，持续2分钟 3在木条上站立，下滑至一侧，未掉下，持续2分钟 4在木条上站立不到2分钟即从木条上掉下 5试图在木条上站稳、但在数秒钟即掉下 6无任何站立能力
5.抬高身体摇摆试验（Elevated Body Swing Test,EBST）： 用于测量运动不对称，EBST测量时首先用手提起大鼠的尾根部，大鼠头部悬垂距平面5cm左右，这时大鼠头部会向左侧或右侧旋转，向单测旋转的角度大于100时为计数的标准，记录旋转的方向和角度，一次试验后让大鼠休息1min，再进行下一次实验，重复试验20次，记录总的次数和方向。 6.一次性被动回避平台试验(Step-down Passive Avoidance Test,SDPAT)是一种用于研究记忆的简 单行为模型，主要适用于研究记忆的巩固(memory consolidation)和记忆的保持 (memory retention)。该模型含有一定的空间记忆成份，试验箱是一个长方形的封闭空间，高为60cm，箱内有一较小的平台9cm X9cm,高出底面约2cm，动物只能不十分舒服地坚持在平台上，如跑下平台(铜棒，通电，30V)即遭到电击。训练过程是这样的:首先把动物放在平台上，大鼠一般在平台上只能停留几分钟，就会跑下来，但由于底面的金属条是通电的，大鼠在寻找一段时间后，能够找回平台。这时第一次试验结束，24h后，再次把大鼠放在平台上，这时底面的金属条并不通电，记录大鼠 在平台上滞留的时间，根据测试间隔时间的长短和在平台上滞留时间的多少来判定大鼠对上次电击的记忆保持能力。 7.水迷宫试验(Water Maze Test,WMT)： 用于测量大鼠空间学习能力。每组于移植后的第7周进行。在相同室温（25±2）0C和象限条件下，将3组动物连续训练4d，2次/d，每次限定时间为120s，超过120s仍找不到平台者记为未找到平台，2次间隔为10min，第5天测试。 Bederson评分四个功能等级： 0分：无神经损伤症状 1分：悬尾实验不能完全伸展对侧前爪 2分：前肢抵抗对侧推力能力下降？ 3分：向对侧转圈
morris水迷宫具体实验操作 morris水迷宫具体实验操作步骤评析 Morris水迷宫是英国心理学家Morris于1981年设计并应用于脑学习记忆机制研究的一种实验手段,其在AD研究中的应用非常普遍。涉及的被试动物主要是鼠。 Morris水迷宫实验是一种强迫实验动物（大鼠、小鼠）游泳，学习寻找隐藏在水中平台的一种实验，主要用于测试实验动物对空间位置觉和方向觉（空间定位）的学习记忆能力。较为经典的Morris水迷宫, 主要的实验内容主要包括定位航行试验（Hidden Platform Test）、空间探索试验（Probe Trains）和可视站台试验（Visible Platform Test）三个部分。其中定位航行试验历时5天,每天将大鼠面向池壁分别从4个入水点放入水中各一次,记录其寻找到隐藏在水面下平台的时间(逃避潜伏期,escape latency)。空间探索试验是在定位航行试验后去除平台，任选一个入水点将大鼠放入水池中,记录其在120s内的游泳轨迹,考察大鼠对原平台的记忆。可视平台试验是将平台露出水面以使动物能够看见平台、毫无困难地直接游向平台，说明动物的游泳能力和视力均正常，不影响前面两部分的实验结果。 实验原理 虽然老鼠是天生的游泳健将，但是它们却厌恶处于水中的状态，同时游泳对于老鼠来说是十分消耗体力的活动，他们会本能的寻找水中的休息场所。寻找休息场所的行为涉及到一个复杂的记忆过程，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，目的是能成功的航行并且找到隐藏在水中的站台，最终从水中逃脱。 Morris水迷宫的组成部分（安徽正华生物仪器设备有限公司生产） 1、大鼠圆形水池，直径160cm（小鼠1米），高50cm，水深30cm，池底黑色，水温保持在23±2℃；池壁上标记四个等距离点N、E、S、W作为试验的起始点，分水池为四个象限，任选—象限在中央放置平台(平台与池壁圆心距离相等)；平台黑色，直径12cm，高29cm，没于水下1 cm，使平台不可见。水池周围贴有丰富的参照线索(如三角形、四方形、圆、菱形等几何图形置于各个象限)且保持不变，供大鼠用来定位平台。 2、遮光帘可有效遮蔽杂散光进入试验区域。采用遮光帘和间接光源避免光对图像采集时的干扰。 3、自动录像记录系统：包括摄像机、监视器、计算机（装有图象采集卡及分析软件），摄像机装于水池上方约3米处，并与监视器和计算机相连接。实现了实验过程的自动化，避免了人工计数引入的主观误差和对实验动物的干扰，增加了实验结果的真实性和可靠性；可在星光条件（0.01Lux）下进行视频分析（包括实时分析），对动物的干扰更小，星光条件符合啮齿类动物（例如大鼠、小鼠）的生活习性； 4、电脑及分析软件：提取出Morris水迷宫实验中实验动物的运动轨迹，并据此计算出丰富的行为学定量指标，增加了实验结果的可信性；实验结果可直接生成Excel文件，便于SPSS、SAS等分析统计软件中作进一步分析处理。 提供指标 ○总路程○平均速度○上台时间（潜伏期）○运动轨迹图（.BMP格式）○四个象限逗留的时间和路程○ 应用领域
绪论探索生物的奥秘 近代生物学发展史上的几件大事： ①17世纪文艺复兴时期，英国医生哈维开创了近代实验生物学,建立了血液循环学说。 ②18世纪瑞典植物学家林奈于1735年出版了《自然系统》一书，建立了新的动物、植物的分类系统，创立了生物命名法——双名法。 ③1665年美国物理学家虎克用其自制的显微镜，发现了软木薄片的细胞壁，从而发现了细胞，将人们对生物的认识引入到细胞这个微观领域中。 ④1683年荷兰人列文虎克用其自制的显微镜观察污水、牙垢等，发现了细菌和原生动物，成为微生物学的创始人。 ⑤19世纪30年代德国植物学家施莱登和动物学家施旺创立了细胞学说。 ⑥1859年英国博物学家达尔文出版了《物种起源》这一名著，提出了生物进化理论。 ⑦1865年奥地利人孟德尔经过8年的豌豆杂交实验，发表了题为《植物杂交实验》的论文，提出了两个遗传的基本规律。 当代生物学的重大成果和发展趋势： ①DNA的双螺旋结构。 1953年4月，美国的沃森和英国的克里克公布了他们在前人工作的基础上的研究结果，建立了DNA双螺旋结构模型。 ②人类基因组的研究。 科学家估计，人类约有10万个基因，编码序列约为1亿个碱基对。人体基因DNA全序列分析，即基因组研究。研究内容是：分析测定30亿个核苷酸的排列顺序，破译每个核苷酸序列中包含的遗传信息，搞清每个遗传信息的生物学功能。世界上已有一些国家先后立项对此进行研究，我国也将人体基因组的研究列入国家研究项目。科学家预测，人类基因组研究有巨大的理论意义和应用价值，将是生物学发展史上的又一个里程碑。 ③生态学的研究 生态学是生物学中古老的分支学科。生态学创立于1869年，是德国进化论者海克尔创立的。本世纪30年代，生态学初具规模。50年代以后，数学被引入生态学的研究，生态学发展为定量的科学，近几十年来，人口剧增、粮食短缺、环境恶化、资源危机，困扰人类的重大问题都离不开生态学的研究，生态学则显得越来越重要了。1998年我国长江发生特大水灾，损失巨大，更加引起我国对生态学研究的重视。 ④我国在生物研究科学中取得的成就。袁隆平等