在動物行為學中，巴恩斯迷宮（Barnes maze）是一種用于研究小鼠空間學習和記憶能力的實驗工具。它是由美國心理學家E. C. Barnes于1979年設計的，是一種無遮蔽的、圓形的迷宮。巴恩斯迷宮的結構包括一個圓形平臺，上面有許多小孔，以及一個隱藏的逃生箱或目標區域。迷宮的周邊布有亮光引導，從而引導它們尋找逃生箱。

一、巴恩斯迷宮的構造

巴恩斯迷宮宮體采用無味的ABS塑料材質或者醫用有機板制成的一個圓形平臺，顏色為黑色或者灰色，可旋轉，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（稱為目標洞）與一暗箱（即目標箱）相聯。其他圓洞則為空洞，不與任何物體相聯。暗箱設置成抽屜式，便于從中取出動物。從平臺表面看不見目標箱。迷宮抬高140cm。動物通過目標洞可逃至目標箱內。
二、巴恩斯迷宮實驗的流程

1.前期訓練：在實驗開始之前，小鼠通常需要進行一段時間的前期訓練。

• 實驗開始前一天，將動物單個從目標洞置于目標箱內適應4min。
• 將動物置于迷宮中央的塑料圓桶（直徑20cm，高27cm）內限制活動5s。
• 移開圓桶，啟動計時器，實驗者在擋簾后進行觀察。動物四肢均進入目標箱，則計為一次逃避（escape）,并讓動物在箱內停留30s。每一動物一次最多觀察4min。在此期間如果動物仍然找不到目標箱，則將動物從迷宮移開，放入目標箱內并停留30s。利用這一間隙清潔迷宮。動物每天訓練兩次，連續5~6d。
• 從第二次訓練開始，每次訓練之前將迷宮隨機轉動一至數個洞的位置，但目標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洞的位置。

2.實驗階段：在實驗中，將動物放置在迷宮的中心位置，目標是找到逃生箱或目標區域。小鼠通過探索迷宮上的小孔來找到逃生箱。

3.記錄行為：實驗過程中，研究人員會記錄小鼠在迷宮中的行為表現，如進入和離開小孔的次數、停留時間等。這些數據有助于評估小鼠對迷宮結構的學習和記憶能力。軟件采用上海欣軟信息科技有限公司自主研發的VisuTrack動物行為分析軟件。

4.實驗重復和記憶測試：為了得到可靠的結果，實驗通常會進行多次重復。此外，研究人員還可以在一段時間后進行記憶測試，以評估小鼠對迷宮結構的記憶能力。

三、巴恩斯迷宮實驗中常用的指標

• 實驗記錄以下參數：探究任何一個洞的潛伏期、到達目標箱的潛伏期。
• 逃生箱進入次數：記錄小鼠進入逃生箱的次數，這反映了小鼠學習和記憶迷宮結構的能力。進入逃生箱的次數越多，表示小鼠的學習和記憶能力越好。
• 探索時間：記錄小鼠在迷宮中探索的時間。較短的探索時間表示小鼠學習能力較好。
• 錯誤次數：記錄小鼠在迷宮中犯下的錯誤次數。錯誤包括進入錯誤的小孔或沒有找到逃生箱。較少的錯誤次數表示小鼠學習和記憶迷宮結構的能力較好。
• 搜索策略：研究人員還可以觀察小鼠在迷宮中的搜索策略。例如，小鼠可能采用隨機探索或有目的性的搜索策略。這可以通過觀察小鼠的運動路徑和選擇小孔的順序來確定。

四、巴恩斯迷宮實驗中常用的方法：

• 空間學習訓練：在實驗開始之前，小鼠通常需要經過一段時間的前期訓練。這包括將小鼠逐步引導到迷宮中，讓它們熟悉迷宮的結構和任務要求。訓練可以使用漸進增加難度的方法，如逐步減少逃生箱的隱藏程度或增加迷宮上的刺激。
• 視覺提示：為了幫助小鼠定位逃生箱，研究人員可以在逃生箱附近設置視覺提示，如明亮的標志或特殊的圖案。這些視覺提示可以幫助小鼠更快地學習迷宮的空間布局。
• 記憶測試：在一段時間的訓練后，研究人員可以進行記憶測試，以評估小鼠對迷宮結構的記憶能力。記憶測試可以在逃生箱被移除后進行，觀察小鼠是否能夠記得逃生箱的位置，并迅速找到目標區域。
• 藥物或基因操縱：巴恩斯迷宮實驗還可以用于研究藥物或基因對動物學習和記憶的影響。通過給小鼠注射特定的藥物或進行基因操縱，研究人員可以觀察其對空間學習和記憶能力的影響。