技術(shù)文章
一. 實(shí)驗(yàn)原理
Barnes(巴恩斯)迷宮是美國學(xué)者Carol A Barnes1979年發(fā)明的用于檢測動物空間記憶的模型。與水迷宮和放射臂迷宮類似,巴恩斯迷宮利用嚙齒類動物避光喜暗且愛探究的特性而建立的。動物獲得的強(qiáng)化是從一個光亮、敞開的平臺上面逃往位于平臺下面的一個黑暗、狹小的箱里,該箱稱為目標(biāo)箱。經(jīng)過訓(xùn)練,動物學(xué)習(xí)并記憶目標(biāo)箱的位置。該模型對動物的應(yīng)激性刺激較小,既不像放射臂迷宮(八臂迷宮)那樣需要禁食,也不像水迷宮那樣應(yīng)激性強(qiáng)。因此,在記憶研究中較為常用。尤其適用于與應(yīng)激相關(guān)的記憶研究以及基因敲除小鼠的行為表型研究。
二.實(shí)驗(yàn)裝置
巴恩斯迷宮宮體采用無味的ABS塑料材質(zhì)或者醫(yī)用有機(jī)板制成的一個圓形平臺,顏色為黑色或者灰色,可旋轉(zhuǎn),直徑122cm。平臺周邊有18個或40個等距離圓洞,分別用于大鼠和小鼠,洞的直徑分別為10cm和5cm。其中一個洞(稱為目標(biāo)洞)與一暗箱(即目標(biāo)箱)相聯(lián)。其他圓洞則為空洞,不與任何物體相聯(lián)。暗箱設(shè)置成抽屜式,便于從中取出動物。從平臺表面看不見目標(biāo)箱。迷宮抬高140cm。動物通過目標(biāo)洞可逃至目標(biāo)箱內(nèi)。軟件采用上海欣軟信息科技有限公司自主研發(fā)的SuperMaze軟件。
三.實(shí)驗(yàn)方法
1.實(shí)驗(yàn)開始前一天,將動物單個從目標(biāo)洞置于目標(biāo)箱內(nèi)適應(yīng)4min。
2.將動物置于迷宮中央的塑料圓桶(直徑20cm,高27cm)內(nèi)限制活動5s。
3.移開圓桶,啟動計時器,實(shí)驗(yàn)者在擋簾后進(jìn)行觀察。動物四肢均進(jìn)入目標(biāo)箱,則計為一次逃避(escape),并讓動物在箱內(nèi)停留30s。每一動物一次多觀察4min。在此期間如果動物仍然找不到目標(biāo)箱,則將動物從迷宮移開,放入目標(biāo)箱內(nèi)并停留30s。利用這一間隙清潔迷宮。動物每天訓(xùn)練兩次,連續(xù)5~6d。
4.從第二次訓(xùn)練開始,每次訓(xùn)練之前將迷宮隨機(jī)轉(zhuǎn)動一至數(shù)個洞的位置,但目標(biāo)箱始終固定在同一方位。這樣做的目的是防止動物依靠氣味、而非憑借記憶來確定目標(biāo)洞的位置。
實(shí)驗(yàn)記錄以下參數(shù):探究任何一個洞的潛伏期、到達(dá)目標(biāo)箱的潛伏期和每只動物的錯誤次數(shù)(一次錯誤定義為動物把頭伸向或探究任何一個非目標(biāo)洞,包括專注于探究同一個非目標(biāo)洞)。
四.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
五.注意事項(xiàng)
1.動物記憶力減弱,主要表現(xiàn)為動物成功獲得一次逃避之前的錯誤次數(shù)比對照組增多,其次到達(dá)目標(biāo)箱的潛伏期延長;探究任意洞的潛伏期可以延長,也可沒有明顯變化。記憶力增強(qiáng)則表現(xiàn)相反,即錯誤次數(shù)減少,到達(dá)目標(biāo)箱的潛伏期縮短。
2.動物在迷宮遺留的氣味對下一只動物的迷宮操作影響很大。因此,除在兩次訓(xùn)練之間旋轉(zhuǎn)迷宮外,還要用70%酒精清潔迷宮,以消除殘留氣味對下一只動物的導(dǎo)向作用。
3.巴恩斯迷宮平臺類似一個大敞箱(open field),任何影響敞箱行為(自發(fā)活動)的因素(例如藥物處理或基因改變)均可影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
4.品系差異 小鼠的愛探究特性使其成為巴恩斯迷宮研究的理想動物,但不同品系的小鼠在該實(shí)驗(yàn)中的行為表現(xiàn)差別很大。例如,129S6小鼠在巴恩斯迷宮中很少有探究行為,因而很難找到目標(biāo)洞。而C57BL/6J小鼠則有相當(dāng)多的探究行為,適合于巴恩斯迷宮實(shí)驗(yàn)。這一點(diǎn)在基因改變小鼠的記憶研究中尤其要注意。
更多實(shí)驗(yàn)方法請關(guān)注公眾號:bioviewer