巴恩斯迷宮的發(fā)明與實操使用優(yōu)劣勢分析詳解

卡羅爾-巴恩斯（Carol Barnes）于 1979 年設(shè)計了這種行為范式，用于測試衰老大鼠的記憶缺陷[1]，但直到 1995 年才將其應(yīng)用于小鼠[2]。它通常被稱為Morris水迷宮的替代方案，因為Morris水迷宮依賴于游泳行為，可能會混淆學(xué)習(xí)和記憶讀數(shù)。
 
什么是巴恩斯迷宮？
巴恩斯迷宮是一種公認的行為范式，用于測試自閉癥譜系障礙[3]、阿爾茨海默病[4]和衰老[5]等嚙齒類動物模型的學(xué)習(xí)和記憶。
 
巴恩斯迷宮由一個圓臺構(gòu)成，圓臺周緣有圓孔。該測試的目的是讓受試者（大鼠或小鼠）到達位于其中一個孔下方的目標(biāo)箱。這項任務(wù)依賴于視覺線索，從而促進空間學(xué)習(xí)和記憶。在這種方案中，最重要的是事先了解這個箱子的位置。這可以通過多種方式來實現(xiàn)，食物獎勵是一種常用的選擇。
 
探索策略
研究動物在連續(xù)試驗中的探索策略也是巴恩斯迷宮的一種有趣解讀。例如，有些動物在采集階段會隨機尋找正確的洞口，而另一些動物在系統(tǒng)地檢查每個洞口時則會堅持某種模式。
 
巴恩斯迷宮與Morris水迷宮相比的優(yōu)勢
巴恩斯迷宮不涉及游泳，因為游泳會給動物帶來壓力并增加皮質(zhì)酮水平[6]。
 
在Morris水迷宮中游泳也會導(dǎo)致核心體溫降低，從而影響動物的表現(xiàn)[7]，但通過適當(dāng)調(diào)節(jié)水溫可以在一定程度上避免這種情況。
 
在游泳任務(wù)中，嚙齒類動物會采取漂浮的方式，這被認為代表一種行為絕望狀態(tài)，是強迫游泳測試中常見的抑郁樣行為。
 
巴恩斯迷宮與Morris水迷宮相比的缺點
l 巴恩斯迷宮中缺乏壓力刺激，會導(dǎo)致學(xué)習(xí)緩慢。為了增加逃生的動力，可以播放輕微的壓力刺激，如白噪聲或蜂鳴器聲[2]。
l 巴恩斯迷宮比Morris水迷宮需要更多的試驗。巴恩斯迷宮一般需要 15-20 次采集試驗，甚至有多達 40 次試驗方案。而Morris水迷宮一般需要±12次試驗。
l 有研究提到，巴恩斯迷宮在一定程度上僅限于使用3-5個月大的C57BL/6J小鼠。[8, 9]
 
一般來說，巴恩斯迷宮和莫里斯水迷宮中的表現(xiàn)對嚙齒類動物的焦慮高度敏感，這種焦慮可能在接受藥物或基因操縱的動物中誘導(dǎo)出更高水平。這種情況可以通過降低光照強度等方法來緩解。
 
巴恩斯迷宮還是Morris水迷宮？應(yīng)該選擇哪一個？
巴恩斯迷宮和Morris水迷宮都是研究學(xué)習(xí)和記憶的有效行為范式。兩者都有明顯的優(yōu)點和缺點。因此，應(yīng)該務(wù)實地考慮哪一個最適合您。您的實驗室中是否有經(jīng)過驗證的這兩種范式？您以前是否用過其中一種試驗發(fā)表過論文？或者您只是想避開游泳？在計劃您的實驗設(shè)計時，要切實考慮這些問題。
 
使用EthoVision XT在巴恩斯迷宮中進行視頻跟蹤
在動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)中，有一個用于Barnes迷宮的預(yù)定義模板，讓跟蹤和分析變得簡單，只要將圓孔（逃生孔）拖放到視頻圖像中的正確位置即可。指定哪個洞下面有目標(biāo)框，您就可以獲取數(shù)據(jù)了。