老年鼠空间记忆功能特征研究
作者：李凌江 Cindy Lawler
单位：李凌江(410011 湖南医科大学附二院精神卫生研究所)；Cindy Lawler(美国北卡大学医学院行为药理研究室)
关键词：空间记忆；放射状迷宫；多巴胺
中国行为医学科学990102 【摘要】 目的 探讨老年鼠空间记忆功能的特点。方法 测试28只老年鼠(20月龄)在放射状15臂迷宫中的操作成绩与“错误”特点，并比较记忆障碍组、非记忆障碍组在训练前期、训练后期、药物治疗期的差异。结果 ①老年鼠在放射状迷宫中的平均记忆能力80%以上在6～15臂。记忆策略以末位效应明显。②老龄化引起的记忆损害减少鼠应用首位效应的比例；而药物对记忆的损害则可能干扰某些鼠的依次轮流进入策略。③学习与训练可以提高记忆的操作成绩，但对记忆策略的影响不明显。结论 鼠在迷宫中的空间记忆操作策略以末位效应为主，且受老龄化、药物的影响。
, 百拇医药
The characteristics of spatial memory in aged rats. Li Lingjiang ,Cindy Lawler.Mental Health Institute, Hunan Medical University, Changsha, Hunan, 410011, P.R. China.
【Abstract】 Objectives To examine the characteristics of spatial memory of aged rats in radial-arm maze. Methods Twenty-eight male Sprague-Dawler rats (20 months old) were trained to run through an 15-arm radial maze for food reinforcement. After 30 training sessions, each of the 28 subjects received dopaminergic drugs treatment from 2 days/week. The variables of spatial memory were scored and compaired over time and between impaired-memory rats and unimpaired-memory rats. Results ①The capacity of spatial memory over 80% aged rats was limited between 6～15 arms. The later the arms were choiced in a test, the less the possibility of the arms reentry was. Most rats did not chain responses in particular sequences, and did not utilize any other obvious strategy to simplify the task. ②There were more "error" happened in the first three entried arms in impaired-memory aged rats than in unimpaired-memory aged rats. On the other hand, less adjacent arm strategy were utilized under the condition of acute impaired memory by dopaminergic drugs than under baseline. ③The training and learning could improve the spacial memory performance, but not the memory strategy of rats. Conclusions These results identified that few rats adopt the spatial memory strategies that might have made the task easier for them, which could be attributed to the lower cognitive function than primate or human.
, 百拇医药
【Key words】 Spacial memory Radial-arm maze Dopamine
动物的空间记忆(Spacial memory)又名工作记忆(working memory)，是短时记忆形式之一。一般指动物对与自己位置有关的线索的短时记忆以利于正在进行的工作(等觅食、防御等)，常持续于整个工作过程[1～3]。诸多实验表明，正常动物都有能力记住获得奖赏或逃避惩罚的位置；但在一些神经精神疾病的动物模型中(如精神分裂症，Parkinson's病，Alzheimer's病等)，动物却表现出明显的空间记忆障碍[1]，类似于人类这些疾病的认知缺损症状之一，即利用线索指导行为反应的能力受损。因此，动物的空间记忆测试是研究认知功能机制的最常用模型之一。 鼠是最常作为人类认知缺损模型的动物[1,2]，而放射状迷宫被认为是评估鼠认知功能，尤其是空间记忆的最佳工具[2,3]。但鼠的空间记忆有何特点，在药物所致的急性记忆障碍与老龄化所致的慢性记忆障碍状态下记忆过程的这些特点有何变化，均无定论[2，3，8]此为本研究之目的。
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方法
一、 样本
28只雄性Sprague-Dawley鼠，出生第6周后单一笼饲养於明暗光线12小时交替和恒温的动物房内，可自由获取食物与水直至老年期(20个月)。此后，一个月内逐渐人为减少食物使体重下降并控制在原体重的80～85%。随后的实验期间，每日於测试完成后喂食，以保证测试当时处于食物剥夺状态[1,3]。
二、 仪器
Olton等设计的15臂木质黑漆放射状迷宫[1,3]，每臂的尽头安置一个小杯，内装鼠饵。用录相机记录测试过程，二名研究者根据录相结果共同评定结果。
三、 研究过程
1. 训练过程
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每周五天，每天一次训练鼠的迷宫觅食行为。每次将鼠置于迷宫中央平台，由其自由选择进入放射状臂觅食，直至10分钟末或提前完成所有臂的觅食，即结束一次训练。第16～20次期间，鼠的平均操作成绩未见再增加，类似于同类研究[1,3,7]。我们又继续完成10次训练，操作成绩仍无显著性升高或下降，即完成训练。将前6～15次平均成绩作为“训练前期”成绩；将后21～30次平均成绩作为“训练后期”成绩与基线成绩。
2. 测试过程
所有鼠每周2天(周二、五)接受不同剂量、种类的多巴胺受体配体腹腔注射后20或30分钟测试空间记忆功能；每周3天(周一、三、四)接受对照剂0.1%维生素C注射后测试作为对照，以分析药物对鼠空间记忆的影响(结果见另文)。
四、研究变量与样本分组
1. 操作成绩变量：① 正确臂数：鼠进入臂并吃掉饵的臂数。② 每臂消耗时间(秒)：消耗的总时间除以完成臂数。③ 前15臂错误数：鼠重复进入已吃过饵的臂即记为1次“错误”。因为并非每次所有鼠都能完成15臂，所以改而统计前15臂次(包括正确进入与错误进入的臂数)中的错误数。④ 首次错误前连续正确进入的臂数。
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2. 错误位置变量： 我们根据错误位置的特点，计算下述变量在总错误数中的百分比例：① 首次进入臂的错误比例：如鼠在测试时首先进入标记为“8”号的臂，该次测试中鼠重复进入序号“8”的臂二次，即以2除以该次总错误数。② 前1-3臂的错误比例：如鼠在测试时首先进入的三臂分别进入标记为“5”，“7”，“9”的臂，该次测试中鼠重复进入此三臂的任一臂共5次，即以5除以总错误数。③ 后1臂的错误比例：如鼠在进入“7”号臂后又紧接重复进入“7”号臂，即计1次错误并除以总错误数。④ 后1～3臂的错误比例：如鼠在依次进入“2”，“4”，“7”号臂后又紧接重复进入上述任一臂，即记录1次错误，并除以总错误数。⑤ 后1～5臂的错误比例：计分方法类似④即“错误”的某一重复臂号之间已连续进入其它臂1～5次。⑥ 后6～10臂的错误比例：计分方法类似④，即“错误”的某一重复臂号之间已连续进入其它臂6～10次。⑦ 后11～15臂的
错误比例：计分方法类似④，即“错误”的某一重复臂号之间已连续进入其它臂11(15)次。
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3. 分组：① 记忆障碍组与非记忆障碍组[1,7]：根据鼠基线成绩，平均每次完成14臂以上的划为非记忆障碍组(n=12)，12臂以下的划为记忆障碍组(n=10)，另外6只鼠(21.4%)成绩居中，未入组。② 训练前期、训练后期、服药组：训练前、后期的分组方法已如前述。因单种药物一次测试的错误数太少不便于分析，所以我们取损害记忆的药物10次测试平均成绩(包括SCH23390，Haldol, risperidone, clozapine, quinpriprol)作为服药组，以粗略分析药物对记忆过程的影响。
结果
一、记忆错误的一般特点
28只鼠，30次测试(训练前期、训练后期、服药期各10次)共出现错误1924次。其中，后1～5臂的错误为362次(18.8%)，后6～10臂为908次(47.2%)，后11～15臂为656次(34.1%)。后1～5臂的错误显著性少于后6～10臂的(t=9.72，P<0.000)与后11～15臂的错误(t=4.04，P<0.01)，但6～10臂与11～15臂之间差异无显著性(t=1.19，P>0.05)。 首入臂的错误为292次(15.2%)，后1臂的错误仅8次(0.4%)；前1～3臂的错误为520次(27.1%)，后1～3臂的错误为108次(5.6%)，两者之间差异有显著性(t=5.36，P<0.01)。
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二、学习(训练)与记忆错误
自身前后比较，从表1可见，训练后期的操作成绩显著性优于训练前期，包括正确进入臂数多，平均每臂时间减少，错误少，发生错误的臂次推后。药物期的操作成绩显著性差于基线水平。而错误位置的特点训练前、后比较以及与药物组比较均无显著性差异。
表1 训练前、后期及用药期鼠操作成绩与错误位置特点自身前后对照
训练前期
(n=28)
训练后期
(n=28)
用药期
(n=28)
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t1
t2
t3
一、操作成绩
正确进入臂数
11.5±2.7
13.70±1.91
10.71±6.4
3.21**
0.74
2.12*
每臂时间(秒)
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33.41±10.2
24.7±12.8
34.51±11.71
2.64*
0.07
2.39*
前15臂错误数
3.2±1.51
2.0±1.71
4.5±4.4
2.42*
1.07
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2.50*
首错前连续正确臂数
10.71±2.2
12.6±2.6
9.8±5.1
2.53*
1.17
3.16**
二、错误位置特点
(占总错误的百分比)
首入臂错误(%)
16.5±15.4
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14.8±7.9
14.5±9.2
0.48
0.74
0.40
前1～3臂错误(%)
30.6±1.94
27.0±9.8
25.2±16.7
1.61
1.52
0.68
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后1～3臂错误(%)
5.6±10.7
4.9±5.5
6.2±9.7
0.27
0.16
0.57
后1～5臂错误(%)
16.3±12.3
16.9±9.6
22.9±26.6
0.26
, 百拇医药
0.97
0.89
后6～10臂错误(%)
50.0±26.3
43.3±16.7
48.4±25.1
1.09
0.25
0.74
后11～15臂错误(%)
33.7±31.9
39.7±20.3
, 百拇医药
28.7±21.4
0.74
0.61
1.75
注：t1：训练前期与训练后期比较：配对t检验：*P<0.05 **P<0.01；t2：训练前期与用药期比较：t3：训练后期与用药期比较
三、老龄记忆障碍的特点
将鼠分成记忆障碍组与非记忆障碍组横向比较30次平均成绩，记忆障碍组首错前平均连续正确臂数为8.11±4.32，而非记忆障碍组为13.19±3.32，两组差异具显著性(t=3.04，P<0.01)。表2、表3可见，老年记忆障碍鼠错误位置发生于后6～10臂次之间的比例最高，表明它们超过6～10臂的位置记忆难于保持；而且前1～3臂的错误发生较多，近1/3。而无记忆障碍的老年鼠，错误位置间隔为11～15臂次的最多，且前1～3臂的错误也发生较少，提示它们较记忆障碍鼠能保持更多数量的位置记忆。表4则表明，无论鼠有无记忆障碍，训练前后的错误位置特点均无显著性变化。
, 百拇医药
表2 不同记忆功能鼠错误位置特征比较(1)
错误位置
t1
t2
t3
后1～5臂
后6～10臂
后11～15臂
记忆障碍组(n=10)
23.9±9.3
50.9±10.4
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24.4±10.6
5.05**
0.08
4.35**
非记忆障碍组(n=12)
14.4±4.11
37.2±5.0
47.9±7.76
14.55*
10.47*
4.01**
t4
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3.20
4.04
6.03
P
0.005
0.001
0.000
注：t1：后1～5臂与后6～10臂比较t值。** P<0.01；t2：后1～5臂与后11～15臂比较t值；t3：后6～10臂与后11～15臂比较t值。 t4：记忆障碍组与非记忆障碍组比较t值。表3 不同记忆功能鼠错误位置特征比较(2)
错误位置
, 百拇医药
t1
P
前1～3臂
后1～3臂
记忆障碍组(n=10)
33.7±11.9
5.5±3.3
11.57
0.000
非记忆障碍组(n=12)
24.2±6.18
4.7±3.1
, 百拇医药
11.95
0.000
t2
2.40
0.68
P
0.026
0.5
表4 不同记忆功能鼠训练前、后期错误位置特点比较
记忆障碍组(n=10)
t1
非记忆障碍组(n=12)
, 百拇医药
t2
训前期
训后期
训前期
训后期
错
误
位
置
前1～3臂
26.6±13.6
28.3±28.7
0.14
, 百拇医药
26.2±4.7
28.7±30.2
0.41
后1～3臂
8.8±15.2
5.4±7.4
0.56
4.1±3.4
3.5±3.3
1.04
后1～5臂
26.1±10.1
, 百拇医药
17.3±12.9
1.25
13.7±6.9
11.8±9.0
0.97
后6～10臂
54.8±17.6
47.1±28.1
0.86
35.9±8.8
32.1±16.7
1.23
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后11～15臂
19.1±10.7
35.6±38.8
1.42
50.2±14.6
56.1±23.9
1.72
表5可见，操作成绩与错误发生的间隔位置变量大多相关。如操作成绩好，正确进入臂数多，错误少，每臂耗时少，则错误位置多间隔11～15臂，较少发生于后1～5臂与后6～10臂；也较少发生于前1～3臂；而操作成绩差则反之。有趣的是，首次错误发生前连续正确数除与前1～3臂的错误比例负相关外，与其它错误位置变量相关无显著性。
表5 鼠操作成绩与错误位置特点变量相关系数表#
, 百拇医药
1
2
3
4
5
6
7
8
1.前1～3臂
2.后1～3臂
3.后1～5臂
-0.458*
4.后6～10臂
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0.486*
5.后11～15臂
-0.506*
-0.859**
6.完成臂数
-0.587**
-0.722**
-0.450*
0.731**
7.前15臂错误数
0.517*
0.515*
, 百拇医药
-0.517*
-0.853**
8.首错前连续正确数
-0.644**
0.530*
-0.806*
9.每臂时间
0.563*
0.657**
0.513*
-0.753*
-0.927**
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0.906**
-0.686**
#Pearson相关(双侧)：*P<0.05，**P<0.01(无显著性的相关系数未列出)讨论
在心理生理与病理机制研究中，虽然要找到人类与动物完全相似或等同的指标几无可能，但诸多疾病的病因、病理机制以及治疗效应的研究成果几乎无一不是在先期的动物模型实验研究结论上的进一步深入。因此，作为认知功能的重要指标，动物空间记忆的研究对于揭示有认知缺陷的疾病(如Alzheimer's病，Parkinson's病，精神分裂症等)的病理机制以及探索人类记忆的心理过程无疑是相当重要的。
按Olton的观点[3]，鼠在迷宫中采用的是等同选择方法，即15个臂口(包括已经进入或尚未进入的)每次都有同样的机遇(1/15)被选择，而重复进入的某臂两次之间间隔的臂数，正好代表鼠的记忆能力。所以，迷宫的臂数越多，任务越重，鼠的错误就越多。本文结果表明，后1～5臂的错误为18.8%，后11～15臂的错误为34.1%，而达一半的错误(47.2%)均发生于6～10臂之间。表明鼠在迷宫中的记忆能力80%以上为6～15臂。另一方面，最近一次进入臂的重复错误率仅为0.4%，几可忽略不计；后1～3臂的错误仅为5.6%；而首臂的重复(错误)达15.2%，首1～3臂的错误达27.1%，均已超过本身的机遇(1/15，3/15)。所以，鼠的空间记忆表现出明显的末位效应，即次序上最近的“进入”最少可能发生重复进入(错误)；而与末位效应比较，首位效应从总体看显著性应用较少，以致首1～3臂的错误较多，与Gaffan的报告不同[8]。
, 百拇医药
首位效应与末位效应，以及依次轮流进入等都被认为是利用线索增强记忆效率的策略之一[2,3]。有人认为鼠除采用等同选择的方法外，在迷宫中不采用任何可以提高效率的策略。所以其行动的连续轨迹显得杂乱无章。这一现象是鼠的认知功能所限而无法形成有效的策略还是迷宫过于简单而不需采用任何策略呢[3]？本研究表明(见表3，表4)，有记忆功能障碍的鼠，错误多发生于相隔6～10臂之间；而无记忆障碍的鼠，错误多发生于相隔11～15臂之间，表明记忆功能越好，末位效应越明显；另一方面，有记忆障碍的鼠，前1～3臂的错误占33.7%，显著性多于无记忆障碍的鼠(24.2%)，则表明记忆功能越差，首位效应越缺乏。这种自然老龄化导致的慢性记忆障碍对首末位效应等空间记忆策略的影响与药物对记忆的急性损害是不同的。如表1可见，用药期与基线水平比较，虽然操作成绩显著性下降，但错误位置特点的变量并无显著性变化。此外一个有趣的现象是，在本研究过程中，我们观察到有4只鼠(14.3%)的正确进入臂数在基线水平为15臂，且很少错误，每臂平均时间仅为12秒；在损害记忆的药物影响下，其它鼠的成绩即使只达到0～2臂，此4只鼠的完成臂数仍可达到7～9臂，明显表现出高于其它鼠的空间记忆能力。在基线水平，这4只鼠的策略总是采用依次进入或每隔两臂依次进入(如3，5，7…)，而在药物影响下，这一策略常部份打乱，操作成绩明显下降，尤其是错误明显增多。因此，上述结果提示，鼠在迷宫中缺少有效策略是由于认知能力所限，认知水平越高，越有可能采用首位与末位效应，或轮流进入等策略。
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最后应提及的是，学习(训练)可显著性提高鼠的操作成绩，但对记忆策略与错误位置的影响无显著性。是由于样本太小还是位置记忆的保持能力较操作成绩变量更稳定而难于改变尚需进一步研究。
参考文献
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[2] Steckler T and Muir JL. Measurement of cognitive function: relating rodent performance with human minds. Cognitive Brain Research,1996,3: 299～308.
, 百拇医药
[3] Olton D.S. and Samuelson R.J. Remembrance of place passed: spatial memory in rats. Journal of Experimental Psychology,1976,2(2): 97～116.
[4] Jaber M., Robinson SW., Missale C. et al. Dopamine receptors and brain function. Neuropharmacology. 1996,35(11): 1503～1519.
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[6] Willner P. The dopamine hypothesis of schizophrenia. International Clinical Psychopharmacology, 1997, 12: 297～308.
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[7] Hersi A.I., Rowe W., Gaudreau P. et al.Dopamine D1 receptor ligands modulate cognitive performance and hippocampal acetylcholine release in memory-impaired aged rats. Neuroscience,1995,69(4): 1067 ～1074.
[8] Gaffan. E.A. Primacy, recency, and the variability of data in studies of animal's working memory. Anim. Learn. Behav., 1992,(20): 240～252.
(收稿日期：1998—10—28), 百拇医药
单位：李凌江(410011 湖南医科大学附二院精神卫生研究所)；Cindy Lawler(美国北卡大学医学院行为药理研究室)
关键词：空间记忆；放射状迷宫；多巴胺
中国行为医学科学990102 【摘要】 目的 探讨老年鼠空间记忆功能的特点。方法 测试28只老年鼠(20月龄)在放射状15臂迷宫中的操作成绩与“错误”特点，并比较记忆障碍组、非记忆障碍组在训练前期、训练后期、药物治疗期的差异。结果 ①老年鼠在放射状迷宫中的平均记忆能力80%以上在6～15臂。记忆策略以末位效应明显。②老龄化引起的记忆损害减少鼠应用首位效应的比例；而药物对记忆的损害则可能干扰某些鼠的依次轮流进入策略。③学习与训练可以提高记忆的操作成绩，但对记忆策略的影响不明显。结论 鼠在迷宫中的空间记忆操作策略以末位效应为主，且受老龄化、药物的影响。
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The characteristics of spatial memory in aged rats. Li Lingjiang ,Cindy Lawler.Mental Health Institute, Hunan Medical University, Changsha, Hunan, 410011, P.R. China.
【Abstract】 Objectives To examine the characteristics of spatial memory of aged rats in radial-arm maze. Methods Twenty-eight male Sprague-Dawler rats (20 months old) were trained to run through an 15-arm radial maze for food reinforcement. After 30 training sessions, each of the 28 subjects received dopaminergic drugs treatment from 2 days/week. The variables of spatial memory were scored and compaired over time and between impaired-memory rats and unimpaired-memory rats. Results ①The capacity of spatial memory over 80% aged rats was limited between 6～15 arms. The later the arms were choiced in a test, the less the possibility of the arms reentry was. Most rats did not chain responses in particular sequences, and did not utilize any other obvious strategy to simplify the task. ②There were more "error" happened in the first three entried arms in impaired-memory aged rats than in unimpaired-memory aged rats. On the other hand, less adjacent arm strategy were utilized under the condition of acute impaired memory by dopaminergic drugs than under baseline. ③The training and learning could improve the spacial memory performance, but not the memory strategy of rats. Conclusions These results identified that few rats adopt the spatial memory strategies that might have made the task easier for them, which could be attributed to the lower cognitive function than primate or human.
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【Key words】 Spacial memory Radial-arm maze Dopamine
动物的空间记忆(Spacial memory)又名工作记忆(working memory)，是短时记忆形式之一。一般指动物对与自己位置有关的线索的短时记忆以利于正在进行的工作(等觅食、防御等)，常持续于整个工作过程[1～3]。诸多实验表明，正常动物都有能力记住获得奖赏或逃避惩罚的位置；但在一些神经精神疾病的动物模型中(如精神分裂症，Parkinson's病，Alzheimer's病等)，动物却表现出明显的空间记忆障碍[1]，类似于人类这些疾病的认知缺损症状之一，即利用线索指导行为反应的能力受损。因此，动物的空间记忆测试是研究认知功能机制的最常用模型之一。 鼠是最常作为人类认知缺损模型的动物[1,2]，而放射状迷宫被认为是评估鼠认知功能，尤其是空间记忆的最佳工具[2,3]。但鼠的空间记忆有何特点，在药物所致的急性记忆障碍与老龄化所致的慢性记忆障碍状态下记忆过程的这些特点有何变化，均无定论[2，3，8]此为本研究之目的。
, http://www.100md.com
方法
一、 样本
28只雄性Sprague-Dawley鼠，出生第6周后单一笼饲养於明暗光线12小时交替和恒温的动物房内，可自由获取食物与水直至老年期(20个月)。此后，一个月内逐渐人为减少食物使体重下降并控制在原体重的80～85%。随后的实验期间，每日於测试完成后喂食，以保证测试当时处于食物剥夺状态[1,3]。
二、 仪器
Olton等设计的15臂木质黑漆放射状迷宫[1,3]，每臂的尽头安置一个小杯，内装鼠饵。用录相机记录测试过程，二名研究者根据录相结果共同评定结果。
三、 研究过程
1. 训练过程
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每周五天，每天一次训练鼠的迷宫觅食行为。每次将鼠置于迷宫中央平台，由其自由选择进入放射状臂觅食，直至10分钟末或提前完成所有臂的觅食，即结束一次训练。第16～20次期间，鼠的平均操作成绩未见再增加，类似于同类研究[1,3,7]。我们又继续完成10次训练，操作成绩仍无显著性升高或下降，即完成训练。将前6～15次平均成绩作为“训练前期”成绩；将后21～30次平均成绩作为“训练后期”成绩与基线成绩。
2. 测试过程
所有鼠每周2天(周二、五)接受不同剂量、种类的多巴胺受体配体腹腔注射后20或30分钟测试空间记忆功能；每周3天(周一、三、四)接受对照剂0.1%维生素C注射后测试作为对照，以分析药物对鼠空间记忆的影响(结果见另文)。
四、研究变量与样本分组
1. 操作成绩变量：① 正确臂数：鼠进入臂并吃掉饵的臂数。② 每臂消耗时间(秒)：消耗的总时间除以完成臂数。③ 前15臂错误数：鼠重复进入已吃过饵的臂即记为1次“错误”。因为并非每次所有鼠都能完成15臂，所以改而统计前15臂次(包括正确进入与错误进入的臂数)中的错误数。④ 首次错误前连续正确进入的臂数。
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2. 错误位置变量： 我们根据错误位置的特点，计算下述变量在总错误数中的百分比例：① 首次进入臂的错误比例：如鼠在测试时首先进入标记为“8”号的臂，该次测试中鼠重复进入序号“8”的臂二次，即以2除以该次总错误数。② 前1-3臂的错误比例：如鼠在测试时首先进入的三臂分别进入标记为“5”，“7”，“9”的臂，该次测试中鼠重复进入此三臂的任一臂共5次，即以5除以总错误数。③ 后1臂的错误比例：如鼠在进入“7”号臂后又紧接重复进入“7”号臂，即计1次错误并除以总错误数。④ 后1～3臂的错误比例：如鼠在依次进入“2”，“4”，“7”号臂后又紧接重复进入上述任一臂，即记录1次错误，并除以总错误数。⑤ 后1～5臂的错误比例：计分方法类似④即“错误”的某一重复臂号之间已连续进入其它臂1～5次。⑥ 后6～10臂的错误比例：计分方法类似④，即“错误”的某一重复臂号之间已连续进入其它臂6～10次。⑦ 后11～15臂的
错误比例：计分方法类似④，即“错误”的某一重复臂号之间已连续进入其它臂11(15)次。
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3. 分组：① 记忆障碍组与非记忆障碍组[1,7]：根据鼠基线成绩，平均每次完成14臂以上的划为非记忆障碍组(n=12)，12臂以下的划为记忆障碍组(n=10)，另外6只鼠(21.4%)成绩居中，未入组。② 训练前期、训练后期、服药组：训练前、后期的分组方法已如前述。因单种药物一次测试的错误数太少不便于分析，所以我们取损害记忆的药物10次测试平均成绩(包括SCH23390，Haldol, risperidone, clozapine, quinpriprol)作为服药组，以粗略分析药物对记忆过程的影响。
结果
一、记忆错误的一般特点
28只鼠，30次测试(训练前期、训练后期、服药期各10次)共出现错误1924次。其中，后1～5臂的错误为362次(18.8%)，后6～10臂为908次(47.2%)，后11～15臂为656次(34.1%)。后1～5臂的错误显著性少于后6～10臂的(t=9.72，P<0.000)与后11～15臂的错误(t=4.04，P<0.01)，但6～10臂与11～15臂之间差异无显著性(t=1.19，P>0.05)。 首入臂的错误为292次(15.2%)，后1臂的错误仅8次(0.4%)；前1～3臂的错误为520次(27.1%)，后1～3臂的错误为108次(5.6%)，两者之间差异有显著性(t=5.36，P<0.01)。
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二、学习(训练)与记忆错误
自身前后比较，从表1可见，训练后期的操作成绩显著性优于训练前期，包括正确进入臂数多，平均每臂时间减少，错误少，发生错误的臂次推后。药物期的操作成绩显著性差于基线水平。而错误位置的特点训练前、后比较以及与药物组比较均无显著性差异。
表1 训练前、后期及用药期鼠操作成绩与错误位置特点自身前后对照
训练前期
(n=28)
训练后期
(n=28)
用药期
(n=28)
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t1
t2
t3
一、操作成绩
正确进入臂数
11.5±2.7
13.70±1.91
10.71±6.4
3.21**
0.74
2.12*
每臂时间(秒)
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33.41±10.2
24.7±12.8
34.51±11.71
2.64*
0.07
2.39*
前15臂错误数
3.2±1.51
2.0±1.71
4.5±4.4
2.42*
1.07
, 百拇医药
2.50*
首错前连续正确臂数
10.71±2.2
12.6±2.6
9.8±5.1
2.53*
1.17
3.16**
二、错误位置特点
(占总错误的百分比)
首入臂错误(%)
16.5±15.4
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14.8±7.9
14.5±9.2
0.48
0.74
0.40
前1～3臂错误(%)
30.6±1.94
27.0±9.8
25.2±16.7
1.61
1.52
0.68
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后1～3臂错误(%)
5.6±10.7
4.9±5.5
6.2±9.7
0.27
0.16
0.57
后1～5臂错误(%)
16.3±12.3
16.9±9.6
22.9±26.6
0.26
, 百拇医药
0.97
0.89
后6～10臂错误(%)
50.0±26.3
43.3±16.7
48.4±25.1
1.09
0.25
0.74
后11～15臂错误(%)
33.7±31.9
39.7±20.3
, 百拇医药
28.7±21.4
0.74
0.61
1.75
注：t1：训练前期与训练后期比较：配对t检验：*P<0.05 **P<0.01；t2：训练前期与用药期比较：t3：训练后期与用药期比较
三、老龄记忆障碍的特点
将鼠分成记忆障碍组与非记忆障碍组横向比较30次平均成绩，记忆障碍组首错前平均连续正确臂数为8.11±4.32，而非记忆障碍组为13.19±3.32，两组差异具显著性(t=3.04，P<0.01)。表2、表3可见，老年记忆障碍鼠错误位置发生于后6～10臂次之间的比例最高，表明它们超过6～10臂的位置记忆难于保持；而且前1～3臂的错误发生较多，近1/3。而无记忆障碍的老年鼠，错误位置间隔为11～15臂次的最多，且前1～3臂的错误也发生较少，提示它们较记忆障碍鼠能保持更多数量的位置记忆。表4则表明，无论鼠有无记忆障碍，训练前后的错误位置特点均无显著性变化。
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表2 不同记忆功能鼠错误位置特征比较(1)
错误位置
t1
t2
t3
后1～5臂
后6～10臂
后11～15臂
记忆障碍组(n=10)
23.9±9.3
50.9±10.4
, 百拇医药
24.4±10.6
5.05**
0.08
4.35**
非记忆障碍组(n=12)
14.4±4.11
37.2±5.0
47.9±7.76
14.55*
10.47*
4.01**
t4
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3.20
4.04
6.03
P
0.005
0.001
0.000
注：t1：后1～5臂与后6～10臂比较t值。** P<0.01；t2：后1～5臂与后11～15臂比较t值；t3：后6～10臂与后11～15臂比较t值。 t4：记忆障碍组与非记忆障碍组比较t值。表3 不同记忆功能鼠错误位置特征比较(2)
错误位置
, 百拇医药
t1
P
前1～3臂
后1～3臂
记忆障碍组(n=10)
33.7±11.9
5.5±3.3
11.57
0.000
非记忆障碍组(n=12)
24.2±6.18
4.7±3.1
, 百拇医药
11.95
0.000
t2
2.40
0.68
P
0.026
0.5
表4 不同记忆功能鼠训练前、后期错误位置特点比较
记忆障碍组(n=10)
t1
非记忆障碍组(n=12)
, 百拇医药
t2
训前期
训后期
训前期
训后期
错
误
位
置
前1～3臂
26.6±13.6
28.3±28.7
0.14
, 百拇医药
26.2±4.7
28.7±30.2
0.41
后1～3臂
8.8±15.2
5.4±7.4
0.56
4.1±3.4
3.5±3.3
1.04
后1～5臂
26.1±10.1
, 百拇医药
17.3±12.9
1.25
13.7±6.9
11.8±9.0
0.97
后6～10臂
54.8±17.6
47.1±28.1
0.86
35.9±8.8
32.1±16.7
1.23
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后11～15臂
19.1±10.7
35.6±38.8
1.42
50.2±14.6
56.1±23.9
1.72
表5可见，操作成绩与错误发生的间隔位置变量大多相关。如操作成绩好，正确进入臂数多，错误少，每臂耗时少，则错误位置多间隔11～15臂，较少发生于后1～5臂与后6～10臂；也较少发生于前1～3臂；而操作成绩差则反之。有趣的是，首次错误发生前连续正确数除与前1～3臂的错误比例负相关外，与其它错误位置变量相关无显著性。
表5 鼠操作成绩与错误位置特点变量相关系数表#
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1
2
3
4
5
6
7
8
1.前1～3臂
2.后1～3臂
3.后1～5臂
-0.458*
4.后6～10臂
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0.486*
5.后11～15臂
-0.506*
-0.859**
6.完成臂数
-0.587**
-0.722**
-0.450*
0.731**
7.前15臂错误数
0.517*
0.515*
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-0.517*
-0.853**
8.首错前连续正确数
-0.644**
0.530*
-0.806*
9.每臂时间
0.563*
0.657**
0.513*
-0.753*
-0.927**
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0.906**
-0.686**
#Pearson相关(双侧)：*P<0.05，**P<0.01(无显著性的相关系数未列出)讨论
在心理生理与病理机制研究中，虽然要找到人类与动物完全相似或等同的指标几无可能，但诸多疾病的病因、病理机制以及治疗效应的研究成果几乎无一不是在先期的动物模型实验研究结论上的进一步深入。因此，作为认知功能的重要指标，动物空间记忆的研究对于揭示有认知缺陷的疾病(如Alzheimer's病，Parkinson's病，精神分裂症等)的病理机制以及探索人类记忆的心理过程无疑是相当重要的。
按Olton的观点[3]，鼠在迷宫中采用的是等同选择方法，即15个臂口(包括已经进入或尚未进入的)每次都有同样的机遇(1/15)被选择，而重复进入的某臂两次之间间隔的臂数，正好代表鼠的记忆能力。所以，迷宫的臂数越多，任务越重，鼠的错误就越多。本文结果表明，后1～5臂的错误为18.8%，后11～15臂的错误为34.1%，而达一半的错误(47.2%)均发生于6～10臂之间。表明鼠在迷宫中的记忆能力80%以上为6～15臂。另一方面，最近一次进入臂的重复错误率仅为0.4%，几可忽略不计；后1～3臂的错误仅为5.6%；而首臂的重复(错误)达15.2%，首1～3臂的错误达27.1%，均已超过本身的机遇(1/15，3/15)。所以，鼠的空间记忆表现出明显的末位效应，即次序上最近的“进入”最少可能发生重复进入(错误)；而与末位效应比较，首位效应从总体看显著性应用较少，以致首1～3臂的错误较多，与Gaffan的报告不同[8]。
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首位效应与末位效应，以及依次轮流进入等都被认为是利用线索增强记忆效率的策略之一[2,3]。有人认为鼠除采用等同选择的方法外，在迷宫中不采用任何可以提高效率的策略。所以其行动的连续轨迹显得杂乱无章。这一现象是鼠的认知功能所限而无法形成有效的策略还是迷宫过于简单而不需采用任何策略呢[3]？本研究表明(见表3，表4)，有记忆功能障碍的鼠，错误多发生于相隔6～10臂之间；而无记忆障碍的鼠，错误多发生于相隔11～15臂之间，表明记忆功能越好，末位效应越明显；另一方面，有记忆障碍的鼠，前1～3臂的错误占33.7%，显著性多于无记忆障碍的鼠(24.2%)，则表明记忆功能越差，首位效应越缺乏。这种自然老龄化导致的慢性记忆障碍对首末位效应等空间记忆策略的影响与药物对记忆的急性损害是不同的。如表1可见，用药期与基线水平比较，虽然操作成绩显著性下降，但错误位置特点的变量并无显著性变化。此外一个有趣的现象是，在本研究过程中，我们观察到有4只鼠(14.3%)的正确进入臂数在基线水平为15臂，且很少错误，每臂平均时间仅为12秒；在损害记忆的药物影响下，其它鼠的成绩即使只达到0～2臂，此4只鼠的完成臂数仍可达到7～9臂，明显表现出高于其它鼠的空间记忆能力。在基线水平，这4只鼠的策略总是采用依次进入或每隔两臂依次进入(如3，5，7…)，而在药物影响下，这一策略常部份打乱，操作成绩明显下降，尤其是错误明显增多。因此，上述结果提示，鼠在迷宫中缺少有效策略是由于认知能力所限，认知水平越高，越有可能采用首位与末位效应，或轮流进入等策略。
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最后应提及的是，学习(训练)可显著性提高鼠的操作成绩，但对记忆策略与错误位置的影响无显著性。是由于样本太小还是位置记忆的保持能力较操作成绩变量更稳定而难于改变尚需进一步研究。
参考文献
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(收稿日期：1998—10—28), 百拇医药