巴恩斯迷宫

摘要

巴恩斯迷宫是一种在陆地上评估空间学习和记忆能力的啮齿类动物行为范式，最初是由卡罗尔·巴恩斯开发的。由于测试对测试动物的损伤性更小，因此它代替了水迷宫成为了更受欢迎的学习和记忆行为测试。本文详细描述了实验设置和相应的小鼠测试和分析流程。

研究背景

巴恩斯迷宫用于研究大鼠的空间记忆，后来被改编用于小鼠。从理论上讲，它类似于Morris水迷宫（MWM），是一个依赖海马功能的行为学测试，测试动物将学习并记住周围环境的参考线索和逃生位置之间的关系。对于小鼠来说，典型的巴恩斯迷宫设置包括一个高架的圆形平台，该平台有40个均匀间隔的洞，逃生洞被安装在其中一个洞的下面，而其余的39个洞均为无效洞。明亮的光线和开放的空间都使啮齿类动物感到厌恶，因此可作为诱导其逃跑的刺激因素。逃生隧道在训练期间保持在一个固定的位置，并在几天内每天进行多次试验以对其进行训练。在过程中，啮齿类动物通常利用三种不同的搜索策略（随机、顺序、空间）来学习并找出逃生隧道的位置。经过充分的训练后，逃生隧道被拆除，来评估测试动物空间认知记忆能力。

虽然MWM是评估啮齿类动物空间学习的主要方案，但巴恩斯提供了几个重要优势。首先，不涉及游泳和与之相关的潜在混杂因素。游泳可能具有应激效果，有研究表明，MWM训练比巴恩斯更能增加血浆皮质酮水平。此外，大多数MWM方案中使用的游泳条件会导致核心体温的降低，从而影响其运动性能。此外，啮齿类动物经常在水中漂浮，这被认为是一种行为绝望的状态，并在广泛使用的Porsolt强迫游泳测试中被认为是“类似抑郁”行为的指标。最后，如上所述，可以清晰地表征小鼠在每次试验中使用的三种可能的搜索策略。

材料和试剂

1. 棉纸（Georgia-Pacific Consumer Products，目录编号： 48100）

2. 70%酒精（装在一个喷雾瓶中）

3. C57BL/6J成年雄性小鼠（购自Jackson实验室，3-5个月龄）

设备

1. 照明良好（~1000勒克斯）的测试室，且旁边有个额外观察室（图1A）

2. Barnes迷宫设备（欣软系统，目录编号：302050-BM/M），包括：

a. 圆形聚氯乙烯平台（直径= 122 cm；厚度= 1 cm），包含40个等间距的孔（直径=5cm）（图1B)

b. 灰色聚氯乙烯启动室，由一个底板和一个盖组成（图1C)

c. 聚氯乙烯逃生隧道，可以安装在任何逃生孔之下（图1D）

d. 圆形聚氯乙烯平台的铝制支撑框架（高度=80cm）（图1E)

3. 摄相机（松下，目录编号：WV-BP332，图1F)

4. 围绕平台周围的三个视觉线索（长度/宽度~30cm）（图1G）

5. 支持90 dB白噪音的扬声器（索尼，目录编号： SS-MB150H）

6. 基于windows的PC电脑（戴尔，型号： OptiPlex 780）连接到摄像头

7. 检尺计数器（Tally counter）