一、系统简介

大小鼠 T 迷宫是评价啮齿类动物空间学习、工作记忆以及认知灵活性的经典行为学装置。迷宫整体为 T 字形，由主干起始臂与左右两条对称目标臂构成，臂间夹角一般 90°。实验依托动物觅食动机或者探索新环境的本能倾向，观察动物在迷宫中的臂选择行为，以此判断认知功能水平。搭配 AI 大小鼠 T 迷宫精细行为分析系统，可自动追踪动物轨迹，量化选择行为与精细动作，减少人工判读带来的主观偏差，广泛用于记忆损伤、认知障碍相关动物模型研究。

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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 T 迷宫实验范式生成专属评估指标，为空间记忆、认知灵活性研究提供科学量化依据。

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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 T 型迷宫分支场景下实现稳定不间断轨迹跟踪，准确判定动物入臂行为。
  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，不只统计臂选择结果，同步挖掘探索相关精细表型。
  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、基本结构与设计

  • 小鼠单臂尺寸：270×80×150mm（尺寸可定制）
  • 大鼠单臂尺寸：400×100×220mm（尺寸可定制）
  • 材质：亚克力材质，支持水洗清洁
  • 结构优势：可拆卸设计，便于收纳与快速组装

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五、典型实验范式与评估指标

1. 空间工作记忆评估｜强迫 - 自由选择两步法

  • 强迫选择阶段：随机封闭一侧目标臂，动物仅能进入开放臂获取食物奖励，在臂内停留 30 s 建立空间记忆。
  • 自由选择阶段：两侧目标臂全部开放，仅在未曾访问的新异臂放置食物。动物选择新异臂判定为正确选择，以此评价空间工作记忆。
正常动物经过训练后正确率逐步上升，连续 5 天训练后正确率通常可达 80% 以上。

2. 自发交替测试

无需食物奖励，利用啮齿动物偏好探索全新路径的本能。统计连续三次进入不同臂的交替次数，计算自主交替率（交替次数 / 总可能交替次数），多用于评估与前额叶皮层相关的短期记忆功能。

3. 参考记忆与延迟匹配任务

调整强迫选择与自由选择之间的延迟间隔（30 s、60 s、180 s 等），评估记忆保持能力。正常小鼠延迟 180 s 时正确率约 50%；若正确率显著下降，提示存在记忆功能损伤。

六、实验关键要素

动物准备

实验前至少 1 小时环境适应；食物奖励范式需进行禁食处理，维持动物体重为自由进食体重的 85%–95%，提升动物探索觅食动机。

设备细节

目标臂末端配置食物杯；配套可滑动挡板用于通路开闭；顶部搭载摄像采集单元，联动 AI 精细行为分析系统自动追踪运动轨迹、记录入臂选择。

环境控制

光照≤100 lux，背景噪音＜50 dB；布置稳定外部视觉线索，辅助动物空间定位；单次实验结束后使用 30% 乙醇擦拭迷宫，清 除气味残留，避免干扰后续动物。

操作规范

轻柔抓取动物，降低应激；同笼个体测试间隔≥30 min；推荐采用双盲测试方案，减少人为判断偏倚。

七、应用方向

  • 阿尔茨海默病、脑外伤等认知障碍动物模型空间记忆评估
  • 药物、基因干预对工作记忆、认知灵活性的药效评价
  • 前额叶、海马相关脑区认知机制研究
  • 神经退行病认知损伤机制及干预手段筛选