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小白鼠记忆力实验设计研究

摘要:为了探究睡眠剥夺(SD)对小鼠记忆力的影响,首先让小白鼠进行为期一周的走迷宫训练并记录其走迷宫的成功次数和平均用时,再用电动玩具球干预小鼠的睡眠24小时并记录其走迷宫的成功次数和平均用时。综合比较实验前后其走迷宫的成功次数和平均用时,得出结论。本实验设计可作为初、高中学生的探究活动。

关键词:小白鼠;睡眠剥夺;记忆力影响;迷宫设计

1活动背景

经调查显示:睡眠障碍是亚健康表现的首要症状,睡眠剥夺可使机体脑功能处于低下状态[1]。成年人平均每天需要8小时的睡眠,而正处于发育期的学生每天至少需要9小时的睡眠,但由于学业负担重,很多学生的睡眠时间达不到要求[2]。在紧张的一天工作和学习之后,不论是脑力或是体力,都处于高度疲劳状态之中,只有合理和科学的睡眠,才能使全身的细胞处于放松和休息状态,尤其是大脑神经细胞。睡眠不足者会表现为烦躁、激动或精神萎靡、注意力涣散和记忆力减退等,长期缺少睡眠则会导致幻觉。而睡眠充足者精力充沛、思维敏捷和办事效率高。这是由于大脑在睡眠状态下耗氧量大大减少,有利于脑细胞的能量贮存。为了让学生充分地认识到睡眠的重要性,本实验以小白鼠为探究对象,通过控制小白鼠不同的睡眠时间,来探究小白鼠的记忆力是否受到影响。

2实验目的

实验目的是:①认识到睡眠的重要性,睡眠不足会对记忆力产生影响;②掌握小白鼠的养殖方法和引导小白鼠学习的方法;③形成探究兴趣和实事求是的科学态度,加强团队合作意识。

3材料用具

小白鼠活体6只(20g)、鼠粮、苦味酸、鼠笼、长夹子、手套、电动球、纸板、秒表等。

4活动过程

①制作迷宫:用纸板制作一个迷宫(图1,B为终点,A为起点);②小白鼠编号:用苦味酸在小白鼠不同的身体部位进行标记,给小白鼠编号。③训练小鼠:先对小白鼠进行为期1周的训练。在迷宫的终点放置适量鼠粮,将小白鼠放置于起点,对小白鼠进行引导性学习训练,引导其通过迷宫。④实验分组:1周的训练结束后,就连续3天每天对小白鼠进行10次走迷宫测试,记录每只小白鼠成功通过迷宫的次数及其每次用时,并计算出平均次数和平均用时(表1)。将在走迷宫测试中平均次数和平均用时最接近的两只小白鼠分为1个平行组,共3组。⑤预备实验:从每个平行组随机抽取1只小白鼠,将这3只小白鼠作为对照组,先正常休息;另外3只小白鼠作为实验组,用电动玩具球进行24小时干扰其睡眠,达到剥夺睡眠的效果。⑥正式测试:预备实验结束后,分别对每只小白鼠进行10次测试,记录每只小白鼠按规定路线成功通过迷宫的次数和每次用时,并计算出平均用时(表2)。⑦分析数据:根据表2正式迷宫测试后实验数据的记录,对比分析实验组与对照组中每只小白鼠的成功通过迷宫的次数和每次用时,得出初步结论。

5结果分析与讨论

小白鼠睡眠不足会使其记忆力产生消极的影响,而充足的睡眠有利于记忆力的维持。具体表现为:①被剥夺睡眠的实验组小白鼠走迷宫的犯错次数比其对照组小白鼠多,按规定路线走迷宫的平均用时也比其对照组长;②未被剥夺睡眠的对照组小白鼠,在平行实验前后按规定路线走迷宫的平均成功次数和平均用时无没明显差异;③被剥夺睡眠的实验组小白鼠,在进行平行实验后按规定路线走迷宫的平均成功次数明显比进行平行实验前的少,平均用时也明显比进行平行实验前的长。

6活动建议

建议实验活动以小组合作的形式进行,4~6位学生为一组,学生要参与小白鼠的日常喂养与训练。在小白鼠的训练期间,可适当减少喂食量,用奖励食物的方法降低引导学习的难度。在进行训练时必须佩戴手套且要有教师在场,实验中会存在一定的安全隐患:如在制作迷宫时需要用到刀具要注意使用安全;小白鼠的喂养与训练时注意不要被小白鼠咬伤;有任何紧急状况一定要马上报告教师。

作者:刘润娴 何梓莹 吴刘镜 陈咏欣 陈学梅 单位:广东省广州大学生命科学学院

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