巴恩斯迷宫实验简介
巴恩斯迷宫是一种经典而重要的实验装置,广泛用于研究小鼠等实验动物的空间习和记忆能力。 迷宫的名字来源于其创始人康拉德·巴恩斯(Conrad L. Barnes)Barnes),起源于20世纪初,最初是为复杂环境中动物的导航和认知能力而设计的。
实验装置通常由封闭结构组成,可以是方形或圆形,地面上排列着一系列树枝和死胡同。 将小鼠放置在迷宫的起点,研究人员观察它们在迷宫中的运动轨迹,学习习速度和对空间信息的记忆。 关键实验参数包括逃逸时间、错误次数、成功率等,可用于评估小鼠的习和记忆性能。
在实验中,巴恩斯迷宫经常通过引入奖励或惩罚来操纵动物的行为。 例如,通过在正确的路径上设置奖励,例如食物,可以提示小鼠学习适当的空间导航策略。 相反,惩罚措施,如轻微的电击或不愉快的刺激,可用于测试动物避免错误选择的习。
巴恩斯迷宫的结构和设计灵活,适合不同的研究目的。 例如,研究人员可以改变迷宫的布局或引入复杂的地形,以提高动物适应空间变化的能力。 此外,不同版本的迷宫还可用于测试不同的认知功能,如工作记忆、空间记忆和习灵活性。
在实验过程中,研究人员可以通过记录小鼠的运动轨迹、停留时间和路径选择等数据来获得有关动物认知能力的详细信息。 例如,使用巴恩斯迷宫可以揭示小鼠在习过程中如何构建和利用空间地图,以及它们对环境中特定位置的记忆。
巴恩斯迷宫设备介绍
1.圆形平台:
形状:迷宫的平台是圆形的,为老鼠提供了360度的探索空间,增加了实验的难度和复杂性。
封闭:平台的边缘通常是封闭的,以确保老鼠必须选择正确的通道才能成功完成任务。
2.孔的分布:
错误孔:平台周围散布着19个错误孔,老鼠需要避免选择这些通道,以防止进入死胡同或出错。
正确孔:错误孔中间有1个正确孔,这是鼠标成功找到目标的方式。 这个洞可能会通向奖励区域,例如食物,或回避区域,例如未受惩罚的安全区域。
3.任务和目标:
起点:大鼠开始实验的地方通常位于平台上的固定位置。
正确的通道:实验的目的是让老鼠通过选择正确的通道来找到目标孔,从而获得奖励或避免不愉快的后果。
4.操纵行为:
奖惩:实验者可以引入奖励或惩罚,例如在正确的通道中设置奖励以鼓励大鼠学习正确的导航策略,或者对错误的通道施加轻微的电击,这些都可以用来测试以避免性行为习。
5.实验变量:
可变孔的数量:孔的数量和分布可以根据研究者的需要进行调整,以改变迷宫的难度和复杂性。
奖励类型:不同的奖励类型可用于研究不同的习和记忆过程。
6.数据记录和分析:
运动轨迹:使用记录或跟踪设备,实验者可以记录大鼠在迷宫中的运动轨迹,以分析其导航策略。
选择路径:记录鼠标在面对多个通道时选择的路径,包括成功找到目标的正确通道或错误的通道。
巴恩斯程序
目的:评估实验动物(如小鼠)的空间习和记忆能力,通过巴恩斯迷宫中的导航行为观察其对复杂环境的适应和学习习。
实验材料:圆形平台巴恩斯迷宫。
实验动物(小鼠)。
* 记录设备或运动跟踪系统。
记录**和数据分析工具。
实验步骤:1准备:确保巴恩斯迷宫完好无损,设置对错洞,准备奖励(食物)和惩罚(轻度电击)。 2.动物驯化:实验动物适应环境,并放置在巴恩斯迷宫外的驯化箱中,每天10-15分钟,为期2-3天。 3.实验阶段:A起点设置:将鼠标放在迷宫的起点,记录开始时间。 b.导航任务:观察鼠标移动轨迹,记录选择通道、逃生时间和错误次数。 c.奖惩:在正确的洞中设置奖励激励习,并在错误的洞中引入轻微电击等惩罚测试,以避免性行为习。 d.重复任务:重复导航任务,每天尝试多次,随机改变正确的孔位置以增加复杂度。 4.数据记录:使用**记录或运动跟踪系统记录鼠标运动轨迹,并记录每次尝试的逃逸时间、错误次数和成功率。
5.数据分析:分析不同试验中小鼠的学习习曲线,比较不同动物或实验条件的学术习表现。
巴恩斯迷宫,XR-XB108,上海新软。
参考值
平均逃逸时间:评估小鼠的习速度,记录从起点到正确洞的平均时间。
错误数:反映习过程中的错误率,记录小鼠每次试验中选择错误通道的次数。
成功率:评估习和记忆能力,并记录小鼠成功找到正确孔洞的频率。
注意事项:确保动物福利并遵守道德规范。
定期检查迷宫和设备,确保实验的准确性和可重复性。
注意动物在实验过程中行为的变化,以确保其健康和舒适。
引用
morris, r. (1984). developments of a water-maze procedure for studying spatial learning in the rat. journal of neuroscience methods, 11(1), 47-60.
barnes, c. a. (1979). memory deficits associated with senescence: a neurophysiological and beh**ioral study in the rat. journal of comparative and physiological psychology, 93(1), 74-104.
steele, r. j., morris, r. g. (1999). delay-dependent impairment of a matching-to-place task with chronic and intrahippocampal infusion of the nmda-antagonist d-ap5. hippocampus, 9(2), 118-136.
eichenbaum, h., stewart, c., morris, r. g. (1990). hippocampal representation in place learning. journal of neuroscience, 10(11), 3531-3542.
mchugh, t. j., jones, m. w., quinn, j. j., balthasar, n., coppari, r., elmquist, j. k., tonegawa, s. (2007). dentate gyrus nmda receptors mediate rapid pattern separation in the hippocampal network. science, 317(5834), 94-99.
hales, j. b., schlesiger, m. i., leutgeb, j. k., squire, l. r., leutgeb, s., clark, r. e. (2014). medial entorhinal cortex lesions only partially disrupt hippocampal place cells and hippocampus-dependent place memory. cell reports, 9(3), 893-901.