巴恩斯迷宫是一种在神经科学研究中用于评估啮齿类动物（特别是小鼠和大鼠）空间学习和记忆的行为任务。该迷宫以其开发者卡罗尔·巴恩斯的名字命名，由一个圆形平台组成，平台周围等距排列着多个洞口。其中一个洞口通向一个躲避盒或暗室，动物可以在那里找到躲避盒，而其他洞口则是死路或通向没有躲避盒的开放空间。
巴恩斯迷宫依赖于啮齿类动物寻求安全和逃离开放暴露区域的本能。任务通常在光线明亮的房间中进行，以创造一个厌恶的环境，从而鼓励动物尽快找到躲避盒。该任务测试了动物基于空间线索和环境标志进行导航和记忆躲避盒位置的能力。
在训练阶段，动物最初被放置在迷宫中心的起始盒或遮蔽区域下。经过预定的时间后，盒子被移开，动物被允许探索迷宫并找到躲避盒。记录动物的行为，如移动、探索和找到躲避盒的潜伏期。
巴恩斯迷宫常用于评估神经疾病（包括阿尔茨海默病和创伤性脑损伤）啮齿类动物模型中的空间学习和记忆障碍。任务会重复进行多次试验，研究人员会测量性能参数，如找到躲避盒所需的时间、犯错的次数（访问错误的洞口）以及动物用来解决任务的总体策略。
仪器和设备
巴恩斯迷宫装置由一个圆形平台组成，通常平台距离地面高度约100厘米。平台上沿边缘等距排列了一系列直径在5厘米至10厘米之间的洞口，以适应小鼠、大鼠。
这些洞口距离迷宫边缘几厘米，数量可以从18到20个或更多。指定的目标洞口下方平台内有一个凹陷的小暗室，这是测试老鼠的安全空间，从平台上看不到该洞口。整个平台可以围绕中心点旋转，从而可以轻松地改变逃生室的位置。
迷宫平台的颜色与测试老鼠的颜色形成对比。为了便于观察，迷宫洞口从目标洞口开始编号；目标洞口右侧的洞口从+1开始编号，左侧的从-1开始编号，与目标洞口正对面的相反洞口标记为零。
任务中使用的视觉线索可以是迷宫内的或迷宫外的，可以使用不同的颜色和形状来准备。这些线索在任务中作为测试老鼠的参考点。
为了避免迷宫中出现阴影，巴恩斯迷宫应从上方充分照明。适当的照明还可以确保测试老鼠能够看到奖励或其他线索。在迷宫上方安装跟踪软件和摄像机（如Noldus Ethovision XT或VisuTrack ）可以辅助实时评分和跟踪，并记录测试老鼠及其在迷宫内的移动。每次试验前后，必须彻底清洁装置，以限制先前试验残留刺激的影响。
指标与数据
从巴恩斯迷宫获得的数据通常包括两个主要指标：动物犯错的头部探索次数，以及动物进入目标洞所需的时间。其他指标，如总路径长度和运动速度，也可以通过视频跟踪软件进行测量和获取。
随着动物学习局部或远端空间线索与目标洞位置之间的关系，犯错的头部探索次数和延迟时间应该会减少。这些指标可以简单地绘制成图表，并在假手术对照组和疾病模型组之间进行比较。
动物使用的搜索策略必须通过视频录像和跟踪软件手动分析。一般来说，动物采用以下三种搜索策略之一来定位目标洞：
直接法：动物直接移动到目标洞或立即相邻的洞，然后进入目标洞。
混合法：动物随机搜索洞穴，穿过迷宫的中心。
序列法：动物以顺时针或逆时针方向访问几个相邻的洞，然后到达目标洞。
每个头部探索错误的确切位置也可以被计数并绘制成图表，以帮助可视化这些策略。
通过使用图表比较不同疾病组或治疗组之间的延迟时间、头部探索错误的次数、这些错误的位置以及总路径长度，可以很容易地可视化对空间记忆和学习的影响。
对照组中的动物应该能够显著改进，以快速且高效地到达目标洞。而作为神经退行性疾病模型的动物，例如，即使在经过几天后，也应该显示出更慢的学习曲线、更多的错误和更长的路径长度。通常，使用方差分析（ANOVA）和逐步向下的Bonferroni检验，10-30只动物的队列足以获得小于0.05的p值（Harrison等人，2006；Attar等人，2013；Sunyer等人，2007）。这些统计方法有助于确定实验组和对照组之间的差异是否具有统计学意义，从而验证实验假设。
与水迷宫和八臂迷宫的对比
与Morris水迷宫（MWM）和八臂迷宫相比，巴恩斯迷宫（BM）给动物带来的压力相对较小。在MWM中，动物必须被浸入水中并游泳以生存和寻找逃生平台，这会给动物带来显著的更大压力（Hodges 1996，Harrison等人，2006）。
尽管BM被认为是其他行为测试方法中焦虑性较低的一种替代方案，但可以使用诸如强光和不良噪音等厌恶刺激来鼓励动物在寻找逃生洞时的探索驱动力。由于没有显著的应激源，如强迫游泳和食物/水剥夺，因此可以更好地观察动物在迷宫中的工作和参考记忆表现。
如果没有厌恶刺激来促使动物寻找封闭的目标室，动物可能只是简单地探索迷宫而不完成任务。此外，如果迷宫用于多只动物，则必须彻底清洁装置，以确保先前试验的嗅觉线索不会影响后续受试者的表现。这可以通过在每次试验前后清洁迷宫来轻松实现。
与所有测量学习和记忆方面的迷宫一样，重要的是要记住，许多不同的过程都会影响在迷宫中观察到的行为。在解释空间记忆任务的结果时，应考虑诸如焦虑和探索活动等因素。
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