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巴恩斯Barnes迷宫实验方法

2017-02-21 17:36:03      点击:

巴恩斯Barnes迷宫实验方法

巴恩斯迷宫(Barnes maze)是美国学者Carol A Barnes1979年发明的用于检测动物空间记忆的模型。与水迷宫和放射臂迷宫类似,巴恩斯迷宫利用啮齿类动物避光喜暗且爱探究的特性而建立的。动物获得的强化是从一个光亮、敞开的平台上面逃往位于平台下面的一个黑暗、狭小的箱里。该箱称为目标箱。经过训练,动物学习并记忆目标箱的位置。该模型对动物的应激性刺激较小,既不像放射臂迷宫那样需要禁食,也不像水迷宫那样应激性强。因此,在记忆研究中较为常用。尤其适用于与应激相关的记忆研究以及基因敲除小鼠的行为表型研究。

(一)   实验设备  不同厂家生产的巴恩斯迷宫大体相同。这里介绍北京金源科创科技有限公司的巴恩斯迷宫。它是由特制医用有机板制成的一个圆形平台,可旋转,直径122cm。平台周边有18个或40个等距离圆洞,分别用于大鼠和小鼠;洞的直径分别为10cm和5cm。其中一个洞(称为目标洞)与一暗箱(即目标箱)相联。其他圆洞则为空洞,不与任何物体相联。暗箱设置成抽屉式,便于从中取出动物。从平台表面看不见目标箱。迷宫抬高140cm。动物通过目标洞可逃至目标箱内。对于小鼠巴恩斯迷宫的设置,也有不同的考虑。例如,有的将迷宫直径缩短(如88cm),洞的数目也减少(例如12个),洞的直径则与上述相当。据认为,这样的设置有利于增加小鼠获得比率。但不管用哪种设置,实验操作都类似。通过训练,动物获得对目标洞的空间定位。

(二)   实验方法

1.  实验开始前一天,将动物单个从目标洞置于目标箱内适应4min。

2.  将动物置于迷宫中央的塑料圆桶(直径20cm,高27cm)内限制活动5s。

3.  移开圆桶,启动计时器,实验者在挡帘后进行观察。动物四肢均进入目标箱,则计为一次逃避(escape),并让动物在箱内停留30s。每一动物一次最多观察4min。在此期间如果动物仍然找不到目标箱,则将动物从迷宫移开,放入目标箱内并停留30s。利用这一间隙清洁迷宫。动物每天训练两次,连续5~6d。

4.  从第二次训练开始,每次训练之前将迷宫随机转动一至数个洞的位置,但目标箱始终固定在同一方位。这样做的目的是防止动物依靠气味、而非凭借记忆来确定目标洞的位置。

实验记录以下参数:探究任何一个洞的潜伏期、到达目标箱的潜伏期和每只动物的错误次数(一次错误定义为动物把头伸向或探究任何一个非目标洞,包括专注于探究同一个非目标洞)。

(三)   注意事项

1.  动物记忆力减弱,主要表现为动物成功获得一次逃避之前的错误次数比对照组增多,其次到达目标箱的潜伏期延长;探究任意洞的潜伏期可以延长,也可没有明显变化。记忆力增强则表现相反,即错误次数减少,到达目标箱的潜伏期缩短。

2.  动物在迷宫遗留的气味对下一只动物的迷宫操作影响很大。因此,除在两次训练之间旋转迷宫外,还要用70%酒精清洁迷宫,以消除残留气味对下一只动物的导向作用。

3.  巴恩斯迷宫平台类似一个大敞箱(open field),任何影响敞箱行为(自发活动)的因素(例如药物处理或基因改变)均可影响实验结果。

4.  品系差异   小鼠的爱探究特性使其成为巴恩斯迷宫研究的理想动物,但不同品系的小鼠在该实验中的行为表现差别很大。例如,129S6小鼠在巴恩斯迷宫中很少有探究行为,因而很难找到目标洞。而C57BL/6J小鼠则有相当多的探究行为,适合于巴恩斯迷宫实验。这一点在基因改变小鼠的记忆研究中尤其要注意。