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一.大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验简介
巴恩斯迷宫实验（Barnes maze）是美国学者Carol A Barnes1979年发明的用于检测动物空间记忆的模型。与水迷宫和放射臂迷宫类似，巴恩斯迷宫利用啮齿类动物避光喜暗且爱探究的特性而建立的。动物获得的强化是从一个光亮、敞开的平台上面逃往位于平台下面的一个黑暗、狭小的箱里，该箱称为目标箱。经过训练，动物学习并记忆目标箱的位置。该模型对动物的应激性刺激较小，既不像放射臂迷宫那样需要禁食，也不像水迷宫那样应激性强。因此，在记忆研究中较为常用。尤其适用于与应激相关的记忆研究以及基因敲除小鼠的行为表型研究。
二.大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验设备
大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验是由特级有机板制成的一个圆形平台，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。对于小鼠巴恩斯迷宫的设置，也有不同的考虑。例如，有的将迷宫直径缩短（如88cm），洞的数目也减少（例如12个），洞的直径则与上述相当。据认为，这样的设置有利于增加小鼠获得比率。但不管用哪种设置，实验操作都类似。通过训练，动物获得对目标洞的空间定位。
三.大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验实验方法
1． 大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验开始前一天，将动物单个从目标洞置于目标箱内适应4min。
2． 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。
3． 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。
4． 大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验从第二次训练开始，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。
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和每只动物的错误次数（一次错误定义为动物把头伸向或探究任何一个非目标洞，包括专注于探究同一个非目标洞）。
四.大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验注意事项
1． 动物记忆力减弱，主要表现为动物成功获得一次逃避之前的错误次数比对照组增多，其次到达目标箱的潜伏期延长；探究任意洞的潜伏期可以延长，也可没有明显变化。记忆力增强则表现相反，即错误次数减少，到达目标箱的潜伏期缩短。
2． 大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验动物在迷宫遗留的气味对下一只动物的迷宫操作影响很大。因此，除在两次训练之间旋转迷宫外，还要用70%酒精清洁迷宫，以消除残留气味对下一只动物的导向作用。
3． 大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验平台类似一个大敞箱（open field），任何影响敞箱行为（自发活动）的因素（例如药物处理或基因改变）均可影响实验结果。
4． 品系差异小鼠的爱探究特性使其成为巴恩斯迷宫研究的理想动物，但不同品系的小鼠在该实验中的行为表现差别很大。例如，129S6小鼠在巴恩斯迷宫中很少有探究行为，因而很难找到目标洞。而C57BL/6J小鼠则有相当多的探究行为，适合于巴恩斯迷宫实验。这一点在基因改变小鼠的记忆研究中尤其要注意。
五.硬件参数
大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验的硬件由迷宫宫体、摄像机、采集卡等组成。
Barnes 迷宫是一种基于旱地的啮齿动物行为范式，用于评估空间学习和记忆，最初由其同名的 Carol Barnes 开发。它代表了更受欢迎的Morris水迷宫的成熟替代方案，并提供了不受游泳行为潜在混淆影响的优势。在此, 我们将详细描述巴恩斯迷宫实验装置和相应的小鼠测试和分析程序。
大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验装置包括：
A、用于分析的行为测试室和相邻房间的布局
B、巴恩斯迷宫平台
C、启动室
D、逃生通道 （可安装 40 个逃生孔）
E、铝制支架
F、高架摄像机（连接装有VisuTrack软件的计算机）
G、单一视觉提示的远端标识物（用户自行选择在实验室墙壁悬挂，建议尺寸30cm）
巴恩斯迷宫实验测试方法
一、习惯（第 1 天）
a、将逃生隧道连接到平台上，并为每个小鼠习惯试验添加一张干净的纸巾。周围的视觉提示应该到位。在习惯、习得和探索试验阶段，这些线索应保持不变。
b、将小鼠放在逃生隧道中 1 分钟。
c、将小鼠放在仪器的中心。让它探索，直到它进入逃生隧道或 5 分钟过去。
d、用 70% 乙醇清洁设备和逃生通道。
二、大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验习得培训（第 1-10 天）
- 在习惯化和获得训练开始之间允许至少 1 小时的间隔。将逃生隧道连接到平台上与习惯试验不同的位置。在训练期间，逃生通道的位置相对于房间内的空间线索保持在这个固定位置。在每次小鼠采集试验的逃生通道中添加一张干净的纸巾。
- 训练包括每天两次采集试验（每次试验限制 3 分钟；试验间间隔约 1 小时），起始位置在四个象限中伪随机变化。
- 在每次试验开始时，将小鼠置于位于四个象限之一中心的灰色 PVC 起始室中。15 秒后，启动室被抬起，并允许小鼠探索迷宫。在每次试验期间，通过扬声器播放响亮的白噪声 (90 dB) 以诱导逃跑行为。当老鼠进入逃生隧道时，试验结束（图 3D) 或 3 分钟过去。如果老鼠在 3 分钟内未能找到逃生隧道，研究人员会将其放入隧道中，并在移除前允许其停留 15 秒。注意：刺激条件也有老师使用强光刺激，供参考
- 每次试验后，用 70% 乙醇清洁迷宫和逃生通道。
- 对于每次试验，都会记录许多参数以评估性能。这些包括定位（主要延迟）和进入（总延迟）逃生隧道的延迟，以及在定位（主要错误）和进入（总错误）隧道之前检查的错误孔的数量。错误被定义为检查任何不包含逃生隧道的洞，并使用计数计数器实时评分。还记录了在定位逃生隧道之前行进的距离（路径长度）和每次试验的总距离。此外，VisuTrack还记下每次试验期间由给定小鼠检查的第一个孔相对于逃生隧道（主要孔距离）的位置。对于此度量，值的范围从 0（目标孔）到 20（与目标孔直接相对）。小鼠的主要错误和主要孔距离得分为 3 或更低的试验被定义为空间搜索。小鼠大部分时间在外围以顺时针或逆时针方式进行系统性洞搜索的试验被归类为连续搜索。所有其他试验均被视为随机搜索，包括小鼠在 3 分钟试验期内未能进入逃生隧道的试验。
VisuTrack软件生成热图 三、大鼠小鼠认知行为学巴恩斯迷宫动物实验试探
a、在最后一次采集训练三天后，小鼠进行 1 分钟的探测试验，其中逃生隧道从设备中移除。
b、探测试验以与采集试验类似的方式进行，不同之处在于起始室放置在设备的中心，而不是任何给定象限的中心。
c、对于探测试验，记录到达先前逃生隧道位置之前的延迟和行进距离（路径长度），以及主要孔距离、总行进距离、目标孔检查次数和错误孔检查次数。
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