巴恩斯迷宮的介紹
巴恩斯迷宮是一種在神經(jīng)科學(xué)研究中用于評估嚙齒類動物（特別是小鼠和大鼠）空間學(xué)習(xí)和記憶的行為任務(wù)。該迷宮以其開發(fā)者卡羅爾·巴恩斯的名字命名，由一個圓形平臺組成，平臺周圍等距排列著多個洞口。其中一個洞口通向一個躲避盒或暗室，動物可以在那里找到躲避盒，而其他洞口則是死路或通向沒有躲避盒的開放空間。
巴恩斯迷宮依賴于嚙齒類動物尋求安全和逃離開放暴露區(qū)域的本能。任務(wù)通常在光線明亮的房間中進行，以創(chuàng)造一個厭惡的環(huán)境，從而鼓勵動物盡快找到躲避盒。該任務(wù)測試了動物基于空間線索和環(huán)境標志進行導(dǎo)航和記憶躲避盒位置的能力。
在訓(xùn)練階段，動物最初被放置在迷宮中心的起始盒或遮蔽區(qū)域下。經(jīng)過預(yù)定的時間后，盒子被移開，動物被允許探索迷宮并找到躲避盒。記錄動物的行為，如移動、探索和找到躲避盒的潛伏期。
巴恩斯迷宮常用于評估神經(jīng)疾病（包括阿爾茨海默病和創(chuàng)傷性腦損傷）嚙齒類動物模型中的空間學(xué)習(xí)和記憶障礙。任務(wù)會重復(fù)進行多次試驗，研究人員會測量性能參數(shù)，如找到躲避盒所需的時間、犯錯的次數(shù)（訪問錯誤的洞口）以及動物用來解決任務(wù)的總體策略。
儀器和設(shè)備
巴恩斯迷宮裝置由一個圓形平臺組成，通常平臺距離地面高度約100厘米。平臺上沿邊緣等距排列了一系列直徑在5厘米至10厘米之間的洞口，以適應(yīng)小鼠、大鼠。
這些洞口距離迷宮邊緣幾厘米，數(shù)量可以從18到20個或更多。指定的目標洞口下方平臺內(nèi)有一個凹陷的小暗室，這是測試老鼠的安全空間，從平臺上看不到該洞口。整個平臺可以圍繞中心點旋轉(zhuǎn)，從而可以輕松地改變逃生室的位置。
迷宮平臺的顏色與測試老鼠的顏色形成對比。為了便于觀察，迷宮洞口從目標洞口開始編號；目標洞口右側(cè)的洞口從+1開始編號，左側(cè)的從-1開始編號，與目標洞口正對面的相反洞口標記為零。
任務(wù)中使用的視覺線索可以是迷宮內(nèi)的或迷宮外的，可以使用不同的顏色和形狀來準備。這些線索在任務(wù)中作為測試老鼠的參考點。
為了避免迷宮中出現(xiàn)陰影，巴恩斯迷宮應(yīng)從上方充分照明。適當(dāng)?shù)恼彰鬟�可以確保測試老鼠能夠看到獎勵或其他線索。在迷宮上方安裝跟蹤軟件和攝像機（如Noldus Ethovision XT或VisuTrack ）可以輔助實時評分和跟蹤，并記錄測試老鼠及其在迷宮內(nèi)的移動。每次試驗前后，必須徹底清潔裝置，以限制先前試驗殘留刺激的影響。
指標與數(shù)據(jù)
從巴恩斯迷宮獲得的數(shù)據(jù)通常包括兩個主要指標：動物犯錯的頭部探索次數(shù)，以及動物進入目標洞所需的時間。其他指標，如總路徑長度和運動速度，也可以通過視頻跟蹤軟件進行測量和獲取。
隨著動物學(xué)習(xí)局部或遠端空間線索與目標洞位置之間的關(guān)系，犯錯的頭部探索次數(shù)和延遲時間應(yīng)該會減少。這些指標可以簡單地繪制成圖表，并在假手術(shù)對照組和疾病模型組之間進行比較。
動物使用的搜索策略必須通過視頻錄像和跟蹤軟件手動分析。一般來說，動物采用以下三種搜索策略之一來定位目標洞：
直接法：動物直接移動到目標洞或立即相鄰的洞，然后進入目標洞。
混合法：動物隨機搜索洞穴，穿過迷宮的中心。
序列法：動物以順時針或逆時針方向訪問幾個相鄰的洞，然后到達目標洞。
每個頭部探索錯誤的確切位置也可以被計數(shù)并繪制成圖表，以幫助可視化這些策略。
通過使用圖表比較不同疾病組或治療組之間的延遲時間、頭部探索錯誤的次數(shù)、這些錯誤的位置以及總路徑長度，可以很容易地可視化對空間記憶和學(xué)習(xí)的影響。
對照組中的動物應(yīng)該能夠顯著改進，以快速且高效地到達目標洞。而作為神經(jīng)退行性疾病模型的動物，例如，即使在經(jīng)過幾天后，也應(yīng)該顯示出更慢的學(xué)習(xí)曲線、更多的錯誤和更長的路徑長度。通常，使用方差分析（ANOVA）和逐步向下的Bonferroni檢驗，10-30只動物的隊列足以獲得小于0.05的p值（Harrison等人，2006；Attar等人，2013；Sunyer等人，2007）。這些統(tǒng)計方法有助于確定實驗組和對照組之間的差異是否具有統(tǒng)計學(xué)意義，從而驗證實驗假設(shè)。
與水迷宮和八臂迷宮的對比
與Morris水迷宮（MWM）和八臂迷宮相比，巴恩斯迷宮（BM）給動物帶來的壓力相對較小。在MWM中，動物必須被浸入水中并游泳以生存和尋找逃生平臺，這會給動物帶來顯著的更大壓力（Hodges 1996，Harrison等人，2006）。
盡管BM被認為是其他行為測試方法中焦慮性較低的一種替代方案，但可以使用諸如強光和不良噪音等厭惡刺激來鼓勵動物在尋找逃生洞時的探索驅(qū)動力。由于沒有顯著的應(yīng)激源，如強迫游泳和食物/水剝奪，因此可以更好地觀察動物在迷宮中的工作和參考記憶表現(xiàn)。
如果沒有厭惡刺激來促使動物尋找封閉的目標室，動物可能只是簡單地探索迷宮而不完成任務(wù)。此外，如果迷宮用于多只動物，則必須徹底清潔裝置，以確保先前試驗的嗅覺線索不會影響后續(xù)受試者的表現(xiàn)。這可以通過在每次試驗前后清潔迷宮來輕松實現(xiàn)。
與所有測量學(xué)習(xí)和記憶方面的迷宮一樣，重要的是要記住，許多不同的過程都會影響在迷宮中觀察到的行為。在解釋空間記憶任務(wù)的結(jié)果時，應(yīng)考慮諸如焦慮和探索活動等因素。
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