2026学习记忆行为研究丨Y迷宫实验操作规程

Y迷宫实验是评估啮齿类动物空间记忆与认知功能的经典行为学范式之一。该装置由三个互为120°夹角的等长臂构成，利用动物天生对新异环境的探索倾向，通过自发交替行为（spontaneous alternation）和新异臂识别（novel arm recognition）两大核心范式，实现对工作记忆和参考记忆的无驱动力评估。相较于八臂迷宫或水迷宫，Y迷宫结构简洁、实验周期短（通常≤15分钟），且无需食物剥夺或电击等应激源，可显著降低动物焦虑对认知测试的干扰，因而在神经退行性疾病模型评价、药效学验证及认知机制研究中得到广泛应用。
一、实验装置与材料 1. 迷宫结构

Y迷宫由三个完全相同的长臂组成，臂间夹角120°，交汇于中央区。常见尺寸如下：

• 小鼠规格：臂长28-35 cm，宽5-8 cm，高10-15 cm

• 大鼠规格：臂长42-50 cm，宽10-12 cm，高20-25 cm

迷宫材质采用非反光深色PVC或亚克力板，各臂内壁可粘贴不同几何图形作为视觉标记。迷宫上方1.5 m处安装摄像机，连接行为轨迹分析系统（如EthoVision、VisuTrack等）。

2. 环境控制

实验在隔音、避光、温湿度恒定（22±1℃，湿度50-60%）的专用行为学实验室进行。照明均匀（20-30 lux），背景噪声<50 dB。每次实验前后需用75%酒精彻底擦拭迷宫，混匀或更换垫料，消除动物残留气味对后续实验的干扰。

二、标准化实验流程

Y迷宫实验包含两大核心范式：自发性交替实验（评估工作记忆）和新异臂探索实验（评估参考记忆）。

大小鼠Y迷宫实验箱，XR-XY1032，上海欣软

1. 自发性交替实验

该范式利用动物倾向于依次探索不同臂的自然行为，反映海马-前额叶环路对短期空间信息的实时更新能力。

操作步骤：

1. 适应：实验前24小时将动物移至行为实验室适应环境。实验前可让动物自由探索迷宫5-10分钟以降低新奇感诱发的焦虑。

2. 测试：将动物从任一臂末端面向中央区放入，允许自由探索8分钟，全程录像。

3. 记录：记录动物进入各臂的次序和总进臂次数（以四肢全部进入臂内为准）。

指标计算：

• 最大交替次数 = 总进臂次数 - 2

• 实际交替次数：连续进入三个不同臂的次数（如A→B→C、B→C→A等）

• 自发交替率（%）=（实际交替次数 / 最大交替次数）×100%

正常小鼠自发交替率通常≥65%，若低于50%提示工作记忆严重受损。

2. 新异臂探索实验

该范式通过双阶段设计评估动物的长期空间识别记忆。

操作步骤：

1. 采样阶段（训练期）：随机封闭一个臂（新异臂），动物从起始臂放入，自由探索开放的两个臂10-15分钟，形成空间认知地图。

2. 间隔期：采样结束后间隔设定时间（通常为1-24小时）进行测试。间隔时间决定记忆类型：≤4小时测短期参考记忆，24小时测长期参考记忆。

3. 测试阶段：开放所有臂，动物从起始臂放入，自由探索5分钟，记录进入各臂的次数和停留时间。

核心指标：

• 新异臂首次进入潜伏期：反映空间好奇心

• 新异臂探索时间百分比：正常动物>45%，若<40%提示参考记忆缺陷

• 各臂访问次数分布

三、注意事项

1. 动物处理：提前3-5天每日抚摸动物，减少实验者应激

2. 排除标准：总进臂次数过低（如<10次）或运动功能异常的动物应剔除分析

3. 平衡设计：起始臂选择、新异臂位置在不同动物间平衡，排除位置偏好

4. 交叉污染预防：每只动物测试后彻底清洁迷宫，待酒精挥发干后再进行下一只测试

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