巴恩斯迷宫的实验流程与测试指标

在动物行为学中，巴恩斯迷宫（Barnes maze）是一种用于研究小鼠空间学习和记忆能力的实验工具。它是由美国心理学家E. C. Barnes于1979年设计的，是一种无遮蔽的、圆形的迷宫。巴恩斯迷宫的结构包括一个圆形平台，上面有许多小孔，以及一个隐藏的逃生箱或目标区域。迷宫的周边布有亮光引导，从而引导它们寻找逃生箱。

一、巴恩斯迷宫的构造

巴恩斯迷宫宫体采用无味的ABS塑料材质或者医用有机板制成的一个圆形平台，颜色为黑色或者灰色，可旋转，直径122cm。平台周边有18个或40个等距离圆洞，分别用于大鼠和小鼠，洞的直径分别为10cm和5cm。其中一个洞（称为目标洞）与一暗箱（即目标箱）相联。其他圆洞则为空洞，不与任何物体相联。暗箱设置成抽屉式，便于从中取出动物。从平台表面看不见目标箱。迷宫抬高140cm。动物通过目标洞可逃至目标箱内。
二、巴恩斯迷宫实验的流程

1.前期训练：在实验开始之前，小鼠通常需要进行一段时间的前期训练。

• 实验开始前一天，将动物单个从目标洞置于目标箱内适应4min。
• 将动物置于迷宫中央的塑料圆桶（直径20cm，高27cm）内限制活动5s。
• 移开圆桶，启动计时器，实验者在挡帘后进行观察。动物四肢均进入目标箱，则计为一次逃避（escape）,并让动物在箱内停留30s。每一动物一次最多观察4min。在此期间如果动物仍然找不到目标箱，则将动物从迷宫移开，放入目标箱内并停留30s。利用这一间隙清洁迷宫。动物每天训练两次，连续5~6d。
• 从第二次训练开始，每次训练之前将迷宫随机转动一至数个洞的位置，但目标箱始终固定在同一方位。这样做的目的是防止动物依靠气味、而非凭借记忆来确定目标洞的位置。

2.实验阶段：在实验中，将动物放置在迷宫的中心位置，目标是找到逃生箱或目标区域。小鼠通过探索迷宫上的小孔来找到逃生箱。

3.记录行为：实验过程中，研究人员会记录小鼠在迷宫中的行为表现，如进入和离开小孔的次数、停留时间等。这些数据有助于评估小鼠对迷宫结构的学习和记忆能力。软件采用上海欣软信息科技有限公司自主研发的VisuTrack动物行为分析软件。

4.实验重复和记忆测试：为了得到可靠的结果，实验通常会进行多次重复。此外，研究人员还可以在一段时间后进行记忆测试，以评估小鼠对迷宫结构的记忆能力。

三、巴恩斯迷宫实验中常用的指标

• 实验记录以下参数：探究任何一个洞的潜伏期、到达目标箱的潜伏期。
• 逃生箱进入次数：记录小鼠进入逃生箱的次数，这反映了小鼠学习和记忆迷宫结构的能力。进入逃生箱的次数越多，表示小鼠的学习和记忆能力越好。
• 探索时间：记录小鼠在迷宫中探索的时间。较短的探索时间表示小鼠学习能力较好。
• 错误次数：记录小鼠在迷宫中犯下的错误次数。错误包括进入错误的小孔或没有找到逃生箱。较少的错误次数表示小鼠学习和记忆迷宫结构的能力较好。
• 搜索策略：研究人员还可以观察小鼠在迷宫中的搜索策略。例如，小鼠可能采用随机探索或有目的性的搜索策略。这可以通过观察小鼠的运动路径和选择小孔的顺序来确定。

四、巴恩斯迷宫实验中常用的方法：

• 空间学习训练：在实验开始之前，小鼠通常需要经过一段时间的前期训练。这包括将小鼠逐步引导到迷宫中，让它们熟悉迷宫的结构和任务要求。训练可以使用渐进增加难度的方法，如逐步减少逃生箱的隐藏程度或增加迷宫上的刺激。
• 视觉提示：为了帮助小鼠定位逃生箱，研究人员可以在逃生箱附近设置视觉提示，如明亮的标志或特殊的图案。这些视觉提示可以帮助小鼠更快地学习迷宫的空间布局。
• 记忆测试：在一段时间的训练后，研究人员可以进行记忆测试，以评估小鼠对迷宫结构的记忆能力。记忆测试可以在逃生箱被移除后进行，观察小鼠是否能够记得逃生箱的位置，并迅速找到目标区域。
• 药物或基因操纵：巴恩斯迷宫实验还可以用于研究药物或基因对动物学习和记忆的影响。通过给小鼠注射特定的药物或进行基因操纵，研究人员可以观察其对空间学习和记忆能力的影响。