卡羅爾-巴恩斯（Carol Barnes）于 1979 年設(shè)計(jì)了這種行為范式，用于測(cè)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?yàn)镸orris水迷宮依賴于游泳行為，可能會(huì)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(rèn)的行為范式，用于測(cè)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(dòng)物模型的學(xué)習(xí)和記憶。
 
巴恩斯迷宮由一個(gè)圓臺(tái)構(gòu)成，圓臺(tái)周緣有圓孔。該測(cè)試的目的是讓受試者（大鼠或小鼠）到達(dá)位于其中一個(gè)孔下方的目標(biāo)箱。這項(xiàng)任務(wù)依賴于視覺(jué)線索，從而促進(jìn)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(gè)箱子的位置。這可以通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，食物獎(jiǎng)勵(lì)是一種常用的選擇。
 
探索策略
研究動(dòng)物在連續(xù)試驗(yàn)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(dòng)物在采集階段會(huì)隨機(jī)尋找正確的洞口，而另一些動(dòng)物在系統(tǒng)地檢查每個(gè)洞口時(shí)則會(huì)堅(jiān)持某種模式。
 
巴恩斯迷宮與Morris水迷宮相比的優(yōu)勢(shì)
巴恩斯迷宮不涉及游泳，因?yàn)橛斡緯?huì)給動(dòng)物帶來(lái)壓力并增加皮質(zhì)酮水平[6]。
 
在Morris水迷宮中游泳也會(huì)導(dǎo)致核心體溫降低，從而影響動(dòng)物的表現(xiàn)[7]，但通過(guò)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(dòng)物會(huì)采取漂浮的方式，這被認(rèn)為代表一種行為絕望狀態(tài)，是強(qiáng)迫游泳測(cè)試中常見(jiàn)的抑郁樣行為。
 
巴恩斯迷宮與Morris水迷宮相比的缺點(diǎn)
l 巴恩斯迷宮中缺乏壓力刺激，會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)緩慢。為了增加逃生的動(dòng)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(yàn)。巴恩斯迷宮一般需要 15-20 次采集試驗(yàn)，甚至有多達(dá) 40 次試驗(yàn)方案。而Morris水迷宮一般需要±12次試驗(yàn)。
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(gè)月大的C57BL/6J小鼠。[8, 9]
 
一般來(lái)說(shuō)，巴恩斯迷宮和莫里斯水迷宮中的表現(xiàn)對(duì)嚙齒類動(dòng)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(dòng)物中誘導(dǎo)出更高水平。這種情況可以通過(guò)降低光照強(qiáng)度等方法來(lái)緩解。
 
巴恩斯迷宮還是Morris水迷宮？應(yīng)該選擇哪一個(gè)？
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(diǎn)和缺點(diǎn)。因此，應(yīng)該務(wù)實(shí)地考慮哪一個(gè)最適合您。您的實(shí)驗(yàn)室中是否有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的這兩種范式？您以前是否用過(guò)其中一種試驗(yàn)發(fā)表過(guò)論文？或者您只是想避開(kāi)游泳？在計(jì)劃您的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要切實(shí)考慮這些問(wèn)題。
 
使用EthoVision XT在巴恩斯迷宮中進(jìn)行視頻跟蹤
在動(dòng)物運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)中，有一個(gè)用于Barnes迷宮的預(yù)定義模板，讓跟蹤和分析變得簡(jiǎn)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(gè)洞下面有目標(biāo)框，您就可以獲取數(shù)據(jù)了。