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什么是巴恩斯迷宫?

作者:诺达思(北京)信息技术有限责任公司 2024-07-18T00:00 (访问量:24158)

卡罗尔-巴恩斯(Carol Barnes)于 1979 年设计了这种行为范式,用于测试衰老大鼠的记忆缺陷[1],但直到 1995 年才将其应用于小鼠[2]。它通常被称为Morris水迷宫的替代方案,因为Morris水迷宫依赖于游泳行为,可能会混淆学习和记忆读数。

 

什么是巴恩斯迷宫?

巴恩斯迷宫是一种公认的行为范式,用于测试自闭症谱系障碍[3]、阿尔茨海默病[4]和衰老[5]啮齿动物模型的学习和记忆。

 

巴恩斯迷宫由一个圆台构成,圆台周缘有圆孔。该测试的目的是让受试者(大鼠或小鼠)到达位于其中一个孔下方的目标箱。这项任务依赖于视觉线索,从而促进空间学习和记忆。在这种方案中,最重要的是事先了解这个箱子的位置。这可以通过多种方式来实现,食物奖励是一种常用的选择。

 

探索策略

研究动物在连续试验中的探索策略也是巴恩斯迷宫的一种有趣解读。例如,有些动物在采集阶段会随机寻找正确的洞口,而另一些动物在系统地检查每个洞口时则会坚持某种模式。

 

巴恩斯迷宫与Morris水迷宫相比的优势

巴恩斯迷宫不涉及游泳,因为游泳会给动物带来压力并增加皮质酮水平[6]

 

Morris水迷宫中游泳也会导致核心体温降低,从而影响动物的表现[7],但通过适当调节水温可以在一定程度上避免这种情况。

 

在游泳任务中,啮齿类动物会采取漂浮的方式,这被认为代表一种行为绝望状态,是强迫游泳测试常见的抑郁行为。

 

巴恩斯迷宫与Morris水迷宫相比的缺点

巴恩斯迷宫中缺乏压力刺激会导致学习缓慢。为了增加逃生的动力,可以播放轻微的压力刺激,如白噪声或蜂鸣器声[2]

巴恩斯迷宫比Morris水迷宫需要更多的试验。巴恩斯迷宫一般需要 15-20 采集试验,甚至有多达 40 次试验方案。而Morris水迷宫一般需要±12次试验。

有研究提到,巴恩斯迷宫在一定程度上仅限于使用3-5个月大的C57BL/6J小鼠。[8, 9]

 

一般来说,巴恩斯迷宫和莫里斯水迷宫中的表现对啮齿类动物的焦虑高度敏感,这种焦虑可能在接受药物或基因操纵的动物中诱导出更高水平。这种情况可以通过降低光照强度等方法来缓解。

 

巴恩斯迷宫还是Morris水迷宫?应该选择哪一个?

巴恩斯迷宫和Morris水迷宫都是研究学习和记忆的有效行为范式。两者都有明显的优点和缺点。因此,应该务实地考虑哪一个最适合。您的实验室中是否有经过验证的这两种范式您以前是否用过其中一种试验发表过论文?或者只是想避游泳?在计划实验设计时,要切实考虑这些问题。

 

使用EthoVision XT在巴恩斯迷宫中进行视频跟踪

动物运动轨迹跟踪系统(EthoVision XT)中,有一个用于Barnes迷宫的预定义模板,跟踪和分析变得简单,只要将圆(逃生孔)拖放到视频图像中的正确位置即可。指定哪个洞下面有目标框,您就可以获取数据了。

 

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