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巴恩斯迷宮的發明與實操使用優劣勢分析詳解

瀏覽次數:797 發布日期:2024-7-18  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
卡羅爾-巴恩斯(Carol Barnes)于 1979 年設計了這種行為范式,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,可能會混淆學習和記憶讀數。
 
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習和記憶。
 
巴恩斯迷宮由一個圓臺構成,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箱。這項任務依賴于視覺線索,從而促進空間學習和記憶。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,食物獎勵是一種常用的選擇。
 
探索策略
研究動物在連續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酮水平[6]。
 
在Morris水迷宮中游泳也會導致核心體溫降低,從而影響動物的表現[7],但通過適當調節水溫可以在一定程度上避免這種情況。
 
在游泳任務中,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,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,會導致學習緩慢。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?應該選擇哪一個?
巴恩斯迷宮和Morris水迷宮都是研究學習和記憶的有效行為范式。兩者都有明顯的優點和缺點。因此,應該務實地考慮哪一個最適合您。您的實驗室中是否有經過驗證的這兩種范式?您以前是否用過其中一種試驗發表過論文?或者您只是想避開游泳?在計劃您的實驗設計時,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
動物運動軌跡跟蹤系統(EthoVision XT)中,有一個用于Barnes迷宮的預定義模板,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框,您就可以獲取數據了。
 
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