摘要

巴恩斯迷宮是一種在陸地上評(píng)估空間學(xué)習(xí)和記憶能力的嚙齒類動(dòng)物行為范式，最初是由卡羅爾·巴恩斯開(kāi)發(fā)的。由于測(cè)試對(duì)測(cè)試動(dòng)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(xué)習(xí)和記憶行為測(cè)試。本文詳細(xì)描述了實(shí)驗(yàn)設(shè)置和相應(yīng)的小鼠測(cè)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(lái)被改編用于小鼠。從理論上講，它類似于Morris水迷宮（MWM），是一個(gè)依賴海馬功能的行為學(xué)測(cè)試，測(cè)試動(dòng)物將學(xué)習(xí)并記住周圍環(huán)境的參考線索和逃生位置之間的關(guān)系。對(duì)于小鼠來(lái)說(shuō)，典型的巴恩斯迷宮設(shè)置包括一個(gè)高架的圓形平臺(tái)，該平臺(tái)有40個(gè)均勻間隔的洞，逃生洞被安裝在其中一個(gè)洞的下面，而其余的39個(gè)洞均為無(wú)效洞。明亮的光線和開(kāi)放的空間都使嚙齒類動(dòng)物感到厭惡，因此可作為誘導(dǎo)其逃跑的刺激因素。逃生隧道在訓(xùn)練期間保持在一個(gè)固定的位置，并在幾天內(nèi)每天進(jìn)行多次試驗(yàn)以對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練。在過(guò)程中，嚙齒類動(dòng)物通常利用三種不同的搜索策略（隨機(jī)、順序、空間）來(lái)學(xué)習(xí)并找出逃生隧道的位置。經(jīng)過(guò)充分的訓(xùn)練后，逃生隧道被拆除，來(lái)評(píng)估測(cè)試動(dòng)物空間認(rèn)知記憶能力。

雖然MWM是評(píng)估嚙齒類動(dòng)物空間學(xué)習(xí)的主要方案，但巴恩斯提供了幾個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。首先，不涉及游泳和與之相關(guān)的潛在混雜因素。游泳可能具有應(yīng)激效果，有研究表明，MWM訓(xùn)練比巴恩斯更能增加血漿皮質(zhì)酮水平。此外，大多數(shù)MWM方案中使用的游泳條件會(huì)導(dǎo)致核心體溫的降低，從而影響其運(yùn)動(dòng)性能。此外，嚙齒類動(dòng)物經(jīng)常在水中漂浮，這被認(rèn)為是一種行為絕望的狀態(tài)，并在廣泛使用的Porsolt強(qiáng)迫游泳測(cè)試中被認(rèn)為是“類似抑郁"行為的指標(biāo)。最后，如上所述，可以清晰地表征小鼠在每次試驗(yàn)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(hào)： 48100）

2. 70%酒精（裝在一個(gè)噴霧瓶中）

3. C57BL/6J成年雄性小鼠（購(gòu)自Jackson實(shí)驗(yàn)室，3-5個(gè)月齡）

設(shè)備

1. 照明良好（~1000勒克斯）的測(cè)試室，且旁邊有個(gè)額外觀察室（圖1A）

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

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

b. 灰色聚氯乙烯啟動(dòng)室，由一個(gè)底板和一個(gè)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(tái)的鋁制支撐框架（高度=80cm）（圖1E)

3. 攝相機(jī)（松下，目錄編號(hào)：WV-BP332，圖1F)

4. 圍繞平臺(tái)周圍的三個(gè)視覺(jué)線索（長(zhǎng)度/寬度~30cm）（圖1G）

5. 支持90 dB白噪音的揚(yáng)聲器（索尼，目錄編號(hào)： SS-MB150H）

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

7. 檢尺計(jì)數(shù)器（Tally counter）