巴恩斯迷宮

摘要

巴恩斯迷宮是一種在陸地上評估空間學習和記憶能力的嚙齒類動物行為范式，最初是由卡羅爾·巴恩斯開發的。由于測試對測試動物的損傷性更小，因此它代替了水迷宮成為了更受歡迎的學習和記憶行為測試。本文詳細描述了實驗設置和相應的小鼠測試和分析流程。

研究背景

巴恩斯迷宮用于研究大鼠的空間記憶，后來被改編用于小鼠。從理論上講，它類似于Morris水迷宮（MWM），是一個依賴海馬功能的行為學測試，測試動物將學習并記住周圍環境的參考線索和逃生位置之間的關系。對于小鼠來說，典型的巴恩斯迷宮設置包括一個高架的圓形平臺，該平臺有40個均勻間隔的洞，逃生洞被安裝在其中一個洞的下面，而其余的39個洞均為無效洞。明亮的光線和開放的空間都使嚙齒類動物感到厭惡，因此可作為誘導其逃跑的刺激因素。逃生隧道在訓練期間保持在一個固定的位置，并在幾天內每天進行多次試驗以對其進行訓練。在過程中，嚙齒類動物通常利用三種不同的搜索策略（隨機、順序、空間）來學習并找出逃生隧道的位置。經過充分的訓練后，逃生隧道被拆除，來評估測試動物空間認知記憶能力。

雖然MWM是評估嚙齒類動物空間學習的主要方案，但巴恩斯提供了幾個重要優勢。首先，不涉及游泳和與之相關的潛在混雜因素。游泳可能具有應激效果，有研究表明，MWM訓練比巴恩斯更能增加血漿皮質酮水平。此外，大多數MWM方案中使用的游泳條件會導致核心體溫的降低，從而影響其運動性能。此外，嚙齒類動物經常在水中漂浮，這被認為是一種行為絕望的狀態，并在廣泛使用的Porsolt強迫游泳測試中被認為是“類似抑郁"行為的指標。最后，如上所述，可以清晰地表征小鼠在每次試驗中使用的三種可能的搜索策略。

材料和試劑

1. 棉紙（Georgia-Pacific Consumer Products，目錄編號： 48100）

2. 70%酒精（裝在一個噴霧瓶中）

3. C57BL/6J成年雄性小鼠（購自Jackson實驗室，3-5個月齡）

設備

1. 照明良好（~1000勒克斯）的測試室，且旁邊有個額外觀察室（圖1A）

2. Barnes迷宮設備（欣軟系統，目錄編號：302050-BM/M），包括：

a. 圓形聚氯乙烯平臺（直徑= 122 cm；厚度= 1 cm），包含40個等間距的孔（直徑=5cm）（圖1B)

b. 灰色聚氯乙烯啟動室，由一個底板和一個蓋組成（圖1C)

c. 聚氯乙烯逃生隧道，可以安裝在任何逃生孔之下（圖1D）

d. 圓形聚氯乙烯平臺的鋁制支撐框架（高度=80cm）（圖1E)

3. 攝相機（松下，目錄編號：WV-BP332，圖1F)

4. 圍繞平臺周圍的三個視覺線索（長度/寬度~30cm）（圖1G）

5. 支持90 dB白噪音的揚聲器（索尼，目錄編號： SS-MB150H）

6. 基于windows的PC電腦（戴爾，型號： OptiPlex 780）連接到攝像頭

7. 檢尺計數器（Tally counter）