一、系统简介

Barnes 迷宫是评估大小鼠空间学习与记忆能力的经典行为学范式。实验依托啮齿动物避光喜暗的本能，在明亮开放的圆形平台布设多个孔洞，有一个孔洞连通下方黑暗逃生目标箱。动物依靠外部环境线索定位目标孔洞，逃离光亮不适环境。AI 大小鼠 Barnes 迷宫精细行为分析系统通过 AI 视觉追踪技术自动记录动物探索轨迹与行为参数，规避人工计时、主观判读带来的误差，适合开展低应激条件下的空间记忆相关研究。

二、核心技术

1. 数据库：存储各类模式动物原始图像视频、模型标记数据集，为行为智能解析提供充足数据支撑。

2. 算法库：内置目标检测、特征提取、目标分割、目标跟踪、特征匹配等 AI 通用算法模块，实现动物行为全自动识别分析，降低人工观测带来的主观误差。

3. 医学指标库：搭建标准化基础医学指标库，覆盖距离类、运动类、时间类等基础参数；可针对 Barnes 迷宫实验范式生成专属评估指标，为空间学习记忆研究提供科学量化依据。

三、系统特点

1. 多点位识别追踪：可识别动物头部、躯干、尾部多个关键点，在多孔圆形平台场景下稳定不间断轨迹跟踪，准确区分探头、探孔、跨孔等动作。

2. 多维度精细行为指标：自动解析站立、抬头、转圈等多种精细行为，输出丰富行为学数据，除潜伏期、错误探孔次数外，还可自动识别动物不同搜索策略。

3. 云平台数据管理：实验视频与分析结果云端存储，支持 PC、平板、手机多终端在线访问，科研人员可随时随地调取查看、复盘分析实验数据。

四、实验核心特点

1. 干式迷宫：区别于 Morris 水迷宫，无需动物游泳，去除游泳应激对实验结果的干扰，更适合应激敏感型动物模型。

2. 低应激特性：实验不采用食物剥夺、电刺激等刺激手段，更贴近动物自然行为，适合阿尔茨海默病、脑损伤等神经退行病模型研究。

3. 海马依赖性任务：动物的空间搜索表现与海马体完整性高度相关，是解析学习记忆神经机制的重要工具。

五、标准化实验流程

适应期（第 1 天）

将动物放入目标箱适应 4 分钟；或在孔洞封闭状态下，允许动物在平台自由探索 5 分钟，熟悉平台环境，降低应激。

训练期（第 2–6 天）

每日开展 1~2 次训练，将动物放置于平台中间，移除遮挡后启动计时。 系统记录找到目标箱的潜伏期以及探入非目标孔洞的错误次数。 若动物 4 分钟内未能定位目标孔，人工引导进入目标箱并停留 30 秒。 每次训练前随机旋转平台，消除动物依靠气味定位的干扰。

探查测试（训练结束 24 h 后）

移除逃生目标箱，让动物在平台自由探索 5 分钟。 分析动物在原目标孔区域的停留时间占比、探孔次数，评价空间记忆的保持能力。

关键评价指标

• 潜伏期：数值越短，代表空间学习记忆能力越强；

• 错误探孔次数：次数越少，说明学习效率越高；

• 搜索策略：AI 自动区分空间策略（直接朝向目标孔）、序列策略（顺时针 / 逆时针依次探孔）、随机策略；

• 目标孔区域探索时间占比：反映动物对目标位置的空间偏好。

六、应用领域

• 阿尔茨海默病、脑外伤等神经损伤模型的空间学习记忆评估；

• 促智、神经保护类药的药效筛选与评价；

• 海马相关脑区参与空间记忆形成的神经机制研究；

• 应激敏感动物模型的认知功能检测；

• 基因编辑动物认知表型分析。