Y型迷宮已被廣泛用于評(píng)估動(dòng)物的空間記憶和學(xué)習(xí)能力,通常在對(duì)照組與疾病模型組或干預(yù)組之間進(jìn)行。該任務(wù)涉及觀察受試動(dòng)物記憶先前訪問過的迷宮臂的能力。該任務(wù)利用了嚙齒動(dòng)物天生的探索性,以及它們傾向于使用最優(yōu)搜索策略以最小努力獲取食物的想法。
在神經(jīng)退行性疾病或自然衰老導(dǎo)致的海馬體損傷受試者中,該任務(wù)的表現(xiàn)會(huì)減弱或降低。
Y型迷宮存在多種訓(xùn)練方案,但最常用的兩種是獎(jiǎng)勵(lì)交替任務(wù)和自發(fā)交替任務(wù)。在獎(jiǎng)勵(lì)交替任務(wù)中,實(shí)驗(yàn)者決定哪個(gè)臂是“正確選擇”,而自發(fā)交替任務(wù)則利用受試者的自然探索驅(qū)動(dòng)力,讓其自由選擇先探索哪個(gè)臂。研究表明,自發(fā)交替任務(wù)在評(píng)估海馬體損傷受試者方面更為成功,因?yàn)檫@些動(dòng)物往往會(huì)發(fā)展出對(duì)一側(cè)的偏好(Deacon和Rawlins 2006)。該任務(wù)還用于量化轉(zhuǎn)基因小鼠的認(rèn)知缺陷,并評(píng)估化合物對(duì)認(rèn)知的影響。
Y型迷宮使用的另一種訓(xùn)練方案是延遲交替任務(wù)。延遲交替任務(wù)允許通過以下步驟評(píng)估空間工作記憶:首先允許受試者探索其選擇的誘餌臂,并在選擇后將其移出,并通過一扇門將其限制在基礎(chǔ)臂的起始箱中。在兩個(gè)試驗(yàn)之間預(yù)定延遲時(shí)間后,進(jìn)行正式試驗(yàn),此時(shí)通過打開起始臂的門將受試者重新引入迷宮,并期望其選擇在前一次試驗(yàn)中未選擇的臂。
一、Y型迷宮預(yù)訓(xùn)練
嚙齒類動(dòng)物往往對(duì)新食物持謹(jǐn)慎態(tài)度。因此,在測(cè)試前,在熟悉的環(huán)境(飼養(yǎng)籠)中讓受試動(dòng)物熟悉所使用的食物獎(jiǎng)勵(lì)是非常重要的。食物獎(jiǎng)勵(lì)可以是固體(如加糖的早餐麥片)或液體(如巧克力奶)。通常,在化合物測(cè)試中會(huì)使用液體獎(jiǎng)勵(lì),因?yàn)槟承┗衔锟赡軙?huì)使受試動(dòng)物吃固體食物成為一種不愉快的體驗(yàn)。在整個(gè)訓(xùn)練和測(cè)試階段,受試動(dòng)物的體重通常保持在自由攝食體重的85%至95%左右。
對(duì)于食物剝奪任務(wù),通過在測(cè)試前一晚剝奪受試動(dòng)物的食物來鼓勵(lì)其覓食行為。受試動(dòng)物可以成對(duì)(通常是籠友)熟悉迷宮,以減少在探索初期對(duì)新環(huán)境的焦慮。雖然適應(yīng)訓(xùn)練通常是單獨(dú)進(jìn)行的,但這可能需要比成對(duì)熟悉更長(zhǎng)的時(shí)間。迷宮中散布著食物獎(jiǎng)勵(lì),將受試動(dòng)物放置在起始臂中,并允許其自由探索迷宮。食物獎(jiǎng)勵(lì)在消耗后立即更換。熟悉過程重復(fù)四次,每次暴露之間至少間隔十分鐘。適應(yīng)期通常持續(xù)1到2天。接下來,封鎖其中一個(gè)臂,并在開放的目標(biāo)臂中放置食物獎(jiǎng)勵(lì)作為誘餌。在此強(qiáng)制試驗(yàn)中,將受試動(dòng)物放置在起始臂中,并迫使其訪問開放的臂。通過隨機(jī)改變封閉的臂并確保每個(gè)臂的試驗(yàn)次數(shù)相等,重復(fù)此試驗(yàn),直到受試動(dòng)物熟悉任務(wù)為止。
二、使用Y型迷宮中的獎(jiǎng)勵(lì)交替評(píng)估空間記憶
選擇試驗(yàn)從在兩個(gè)臂中放置誘餌開始,并允許受試動(dòng)物只訪問一個(gè)臂并消耗食物獎(jiǎng)勵(lì)。此過程通過預(yù)先選擇正確選擇并用門阻擋它來完成,F(xiàn)在,在下一次試驗(yàn)中,未訪問的臂成為正確選擇。對(duì)于即時(shí)試驗(yàn),兩個(gè)臂都打開,但只有正確選擇的臂中放置了誘餌。期望受試動(dòng)物訪問正確選擇的臂。如果它做出了正確的選擇,則給予食物獎(jiǎng)勵(lì);如果它選擇了錯(cuò)誤的臂,則留一些時(shí)間給老鼠形成記憶的,然后將其從迷宮中移出。
每個(gè)試驗(yàn)大約持續(xù)2分鐘。每天對(duì)每個(gè)動(dòng)物進(jìn)行十次試驗(yàn),持續(xù)最多十二天測(cè)試。在整個(gè)測(cè)試過程中,正確選擇的臂是隨機(jī)變化的。
三、使用Y型迷宮中的自發(fā)交替評(píng)估空間學(xué)習(xí)
自發(fā)交替任務(wù)基于迷宮的新奇性,因此該任務(wù)在不對(duì)受試動(dòng)物進(jìn)行迷宮預(yù)先熟悉的情況下進(jìn)行。在試驗(yàn)期間,受試動(dòng)物可以自由選擇任何一個(gè)放置了誘餌的臂,這與獎(jiǎng)勵(lì)交替任務(wù)中封鎖一個(gè)臂的情況不同。一旦受試動(dòng)物做出選擇,就通過關(guān)閉相應(yīng)的門將其限制在該目標(biāo)臂中30秒。受試動(dòng)物在消耗完食物獎(jiǎng)勵(lì)后被從目標(biāo)臂中移出,并打開迷宮中的門。然后,受試動(dòng)物再次被放置在起始臂中,并期望其選擇與上一次不同的臂。如果受試動(dòng)物訪問了未訪問過的臂,則允許其消耗食物獎(jiǎng)勵(lì);否則,如果它訪問了已經(jīng)訪問過的臂,則允許其看到食物井是空的,然后將其從迷宮中移出。
每個(gè)試驗(yàn)持續(xù)不超過2分鐘,每天對(duì)每個(gè)動(dòng)物重復(fù)進(jìn)行十次試驗(yàn),最多持續(xù)十二天測(cè)試。