Y迷宫实验是评估实验动物空间学习记忆能力的经典行为学范式，其核心在于利用啮齿类动物天性探索新环境的特点。该实验包含多种方法，每种方法各有独特的原理、测试流程和评价指标。

小鼠Y迷宫，型号XR-XY1032， 上海欣软

1. 自发交替行为实验

基本原理：自发交替行为实验完全依赖于啮齿类动物与生俱来的探索天性。正常动物能够记住前一次探索过的迷宫臂，随后会更倾向于进入一个未曾探索过的新臂。这种连续进入三个不同臂（如ABC、BCA等）的行为被称为“交替”，它需要动物具备完好的空间工作记忆能力，尤其是依赖前额叶皮层的功能。实验过程中不施加任何外部奖励或惩罚刺激。

测试方法：

准备：将Y迷宫的三个臂分别标记为A、B、C。实验环境需保持安静，光线柔和均匀。每次实验前，需用75%酒精彻底擦拭迷宫各臂，以消除上一只动物残留的气味线索。

流程：将小鼠轻柔地放入迷宫的中央区域或一个随机指定的起始臂，让其自由探索8分钟。通过安装在迷宫中点正上方的高清摄像头记录整个探索过程。

关键标准：判定小鼠进入某个臂，需要其四肢完全进入该臂区域内。软件或实验人员需详细记录小鼠进入各臂的准确顺序。

主要评价指标：

总进臂次数：在设定时间内，动物进入迷宫臂的总次数（以大鼠四只脚均进入臂为进臂一次标准），这反映了动物的自发活动水平。

交替次数：动物依次连续进入三个不同臂的次数（例如，轨迹为A→B→C或B→C→A均算一次交替）。

自发交替率：这是核心的评价指标，计算公式为：自发交替率(%) = [交替次数 / (总进臂次数 - 2)] × 100%。该指标直接衡量动物的空间工作记忆能力，比率越高，表明记忆能力越好。

2. 新异臂探索实验（空间记忆测试）

基本原理：该实验分为训练和测试两个阶段，主要利用啮齿类动物对新奇物体的天然偏好。在训练阶段，其中一个臂（新异臂）被封闭，动物只能探索另外两个臂。在测试阶段，开放新异臂。记忆功能正常的动物会因其“喜新厌旧”的本性，花更多时间探索这个之前未曾进入过的“新”环境。这种对新异臂的偏好程度，反映了动物对先前熟悉环境的空间参考记忆能力，该能力与海马体的功能密切相关。

测试方法：

训练期：用隔板随机挡住三个臂中的一个（定义为新异臂）。将小鼠从起始臂放入，允许其在起始臂和另一个开放臂（其他臂）中自由探索10分钟。结束后将小鼠放回饲养笼。

间隔期：训练期和测试期之间需要一定的间隔时间，让动物对训练期的探索经历形成记忆。常见的间隔时间为1小时、2小时或更长（如4小时），具体取决于实验设计。

检测期：移开新异臂的挡板，将小鼠再次从起始臂放入，允许其在三个臂中自由探索5分钟。记录其活动情况。

主要评价指标：

停留时间：记录动物在测试期于新异臂、起始臂和其他臂分别停留的时间。记忆良好的动物在新异臂停留的时间比例应显著更高。

进入次数：记录动物进入每个臂的次数，特别是进入新异臂的次数占总进臂次数的百分比。

辨识指数：可用于综合评估动物对新异臂的辨别能力。

3. 食物奖赏测试

基本原理：此测试通过食物作为正性强化物（奖励），引导动物学习并记忆迷宫中的特定空间位置。动物需要将正确的迷宫臂与获得食物奖励的结果关联起来，从而形成空间参考记忆。这种方法测试的是与奖赏系统相关的学习记忆能力。

测试方法：

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食物剥夺：在实验前，通常会对动物进行适度的食物剥夺，以增强其获取食物奖励的动机。

训练：在目标臂的尽头放置少量食物（如3-10mg的食丸），训练小鼠学会前往该位置获取奖励。

测试：在正式测试中，小鼠被放入迷宫，需要从起始臂出发，选择进入一个臂。如果它选择了放置食物的目标臂，则获得奖励；如果选择了错误的臂，则没有奖励。通过反复测试，评估动物学习和记住正确位置的能力。

主要评价指标：

找到目标的潜伏期：从放置动物到其成功找到食物所需的时间。

正确反应次数/正确率：在一定次数的测试中，动物选择正确臂的次数或比例。

错误反应次数：选择错误臂的次数。

达到学会标准的训练次数：动物需要经过多少轮训练才能达到预设的掌握标准（例如，连续10次测试中有9次正确）。次数越少，学习能力越强。

4. 电刺激Y迷宫测试

基本原理：该测试利用动物对足部电击的厌恶作为负性强化物（惩罚）。动物需要学会辨别信号（如特定臂的灯光），并逃往安全的区域以避免电击。这主要测试的是动物的逃避条件反射和空间辨别学习能力。

测试方法：

装置：迷宫底部铺有电栅栏，每个臂的尽头有信号灯。当按下对应某一臂的按键时，该臂灯亮且不通电，成为“安全区”；另外两个臂和交界区则通电，成为“电击区”。

预筛选：实验前让动物在迷宫中适应，施加适当电击，筛选出对电击反应敏感且活跃的个体参与正式实验。

训练与测试：将动物放入一个臂（起步区），然后随机亮起一个臂的灯作为安全区。动物需要在电击开始后（或信号出现后）逃往安全区。记录其反应。

反应类型：

正确反应：动物在电击后（或在一定延时内，如灯亮但电击尚未开始时）直接逃往安全区。

错误反应：逃往非安全区，或在电击开始后未能一次性直接逃往安全区。

主要评价指标：

错误反应次数：一个实验日内错误反应的总次数。

达标所需训练次数或天数：动物达到预定学会标准（例如，连续10次反应中有9次正确）所需的训练次数或天数。

主动回避率：在灯亮后、电击开始前，动物就主动逃往安全区的反应次数占总测试次数的百分比，这反映了条件反射的巩固程度。

全天总反应时间：完成每日所有测试（包括正确和错误反应）所花费的总时间，反映反应速度。

综上所述，Y迷宫通过不同的实验设计，可以有针对性地评估啮齿类动物多样化的认知功能，包括空间工作记忆、参考记忆、辨别学习以及条件反射能力，是神经科学研究中不可或缺的工具。返回搜狐，查看更多