脑声常谈：浅析脑外伤动物模型的认知障碍评价方法

脑外伤动物模型上针对认知障碍的行为学评价方法，主要包括的动物模型有自由落体撞击伤(Feeney's weight-dropping)模型、液压冲击伤(fluid percussion injury, FPI)模型、控制性皮层损伤(controlled cortical impact, CCI)模型、闭合性脑损伤(closed head injury, CHI)模型、旋转加速损伤模型等。Morris 水迷宫(Morris Water Maze, MWM)是用于评价海马病变大鼠的空间记忆能力的行为学方法。MWM可以用来检测记忆和学习能力、空间参考记忆和空间工作记忆。目前MWM是国内外学者广泛应用于多种模型的认知能力评价方法，同时它也是评价脑外伤模型认知障碍应用最多的行为学方法。

Morris水迷宫，型号：XR-XM101

MWM由圆形水池、自动摄像机及电脑分析系统组成。圆形水池被等分为4个象限，以水池边缘相等分布的4个点作为入水点，站台位于某一象限内。测试前将水注入池中，水面高出站台表面，使大鼠或小鼠不能见到站台。加入某种不影响实验的物质以使水变得不透明并将水面的颜色和动物颜色区别开。水温控制恒定。实验在隔音、较暗的房间内进行，各种实验条件保持不变。目前有多种模型使用该方法测试认知能力，并应用于药物研究中。考虑到脑外伤模型会造成运动障碍，因此为了排除运动障碍对MWM中表现的影响，有学者在进行水迷宫测试之前使用神经功能损伤评分(neurological severity scale, NSS)等对其运动功能进行评定。

目前经典的MWM检测方法主要包括定向航行实验、空间探索实验(撤台实验)和露台实验。

定向航行实验：

平台固定在水面下，动物在不同象限入水，用60 s或120 s探索平台。每天训练2~5次，每天在同一时间进行训练，一般连续训练2~5 d或更长时间。训练的主要目的是为了使动物能够凭空间记忆准确定位平台的位置。该实验记录动物到达平台的时间，即逃避潜伏期，用于评价动物的空间学习记忆能力。

空间探索实验：

一般在定向航行实验结束后24 h进行，也有学者在每天进行完定向航行实验之后进行一次空间探索实验。实验时将平台撤去，一般选择平台所在位置的对侧象限为动物入水点。动物入水后，限时60~120 s，实时监控记录动物游泳轨迹。记录限定时间内动物进入目标区域(原平台所在位置)的次数和累计时间，以及动物进入目标象限的时间等指标，用于评价动物的空间工作记忆。

露台实验：

一般在水迷宫测试之前或测试的最后进行。平台露出水面，动物入水，记录其找到平台的时间、游泳速度等。该指标一般用来检测动物是否存在影响水迷宫中表现的运动障碍，进而排除模型动物因运动障碍对测试结果造成的影响。除了前述经典实验方法外，有些学者对方法进行了适当的改良，包括测试时间、检测指标等。经典的水迷宫测试要用将近1周时间，有些学者为了缩短测试周期而进行改良。改良后的测试方法只需要1 d就可以完成训练和测试。选择不同的入水点，多次入水训练60 s，每次训练间有一定的间隔时间。之后可以分别进行露台实验和空间探索实验。该方法1 d内完成，主要测试动物的短时记忆。测试1 d后有学者在第2天进行反转探索实验，即第2天训练方式同第1天类似，但平台的位置移动到原来位置的对侧象限。记录动物的逃避潜伏期、探索方式(包括直线式、趋向式)等，评价动物的认知能力。

平台的位置在训练过程中除了保持不动之外，还可以在每次训练时变更其在象限中的位置。经典的方法中，平台固定对于动物来说记忆起来相对简单，而且在空间探索实验时动物的探索容易受到干扰。通过移动平台等方式对其进行改良，能更准确地测定空间探索能力，不仅测试参考记忆能力，还测试转换探索策略的能力。该方法在每次航行训练中，平台的位置在目标象限内随机变换，包括中心和水池边缘的中间点、水池边缘附近、靠近中心附近、目标象限边缘等。这样在最后一次空间探索时，动物就会在目标象限内寻找平台，避免动物在找不到平台时放弃的情况发生。

测试时，每天进行4次训练，连续5 d，选择不同入水点，平台位于目标象限不同位置。记录动物在目标象限的时间和找到平台的潜伏期作为评价指标。除了改良测试方法外，有些研究者通过改良记录数据或统计数据的方法来达到自己的研究目的。例如在进行定向航行实验时，连续7 d每天训练2次，间隔5 min。其中第1次训练结果反映动物对前一天训练结果的记忆，即长时程记忆；而第2次训练结果反映的是动物对5 min前训练结果的记忆，即短时程记忆。通过分析不同指标的变化，达到测试动物不同类型记忆能力的目的。

另外也有学者在进行空间探索实验时，记录一定时间内动物在不同区域内的时间。之后用在不同区域的时间乘以相应区域的权重(离平台越近，权重越大)，计算出分值用来评定记忆能力。

找实验方法，上脑声常谈。