摘要：这两种迷宫主要评估空间工作记忆，即在线处理和更新信息的能力，其核心是“自发交替行为”——动物倾向于探索最近未访问过的新异环境。这种探索行为源于啮齿类动物对新环境的天生好奇性与信息收集需求，是评估认知功能的理想自然行为范式。

一、核心原理深度解析

这两种迷宫主要评估空间工作记忆，即在线处理和更新信息的能力，其核心是“自发交替行为”——动物倾向于探索最近未访问过的新异环境。这种探索行为源于啮齿类动物对新环境的天生好奇性与信息收集需求，是评估认知功能的理想自然行为范式。

神经基础：此行为高度依赖于前额叶皮层及其与海马的神经环路连接。前额叶皮层负责信息的暂时存储与认知控制，海马则处理空间信息编码与整合。工作记忆就像一个“心理便签本”，需要不断擦写更新，这一过程主要通过前额叶-海马环路的谷氨酸能和多巴胺能神经传递实现。当这一环路受损时，动物的交替行为会显著降低。

Y迷宫自发交替原理：完全依赖动物的内在探索动机，无需任何训练、食物剥夺或电击刺激。它测量的是动物在连续选择中记住刚刚去过哪些臂的能力，要求动物在短时间内保持并更新空间信息。实验设计基于三臂等角度(120°)对称结构，确保空间选择的公平性。

T迷宫奖励交替原理：通常需要进行为期3-5天的食物剥夺，使动物体重降至自由进食体重的85%-90%，以外在奖励驱动行为。在延迟交替任务中，动物必须记住上一次探索的臂，并在延迟间隔(从数秒到数小时不等)后选择相反的臂以获得奖励(通常为食物颗粒或糖水)，这直接考验了工作记忆的保持能力与信息的主动维持机制。

二、选择此实验的考量

何时选择Y/T迷宫：

快速评估工作记忆：Y迷宫自发交替实验仅需5-10分钟的单次测试，操作简便，非常适合大规模药物筛选或基因型初筛。

研究前额叶皮层功能：是检测前额叶损伤或认知灵活性的敏感工具，对前额叶皮层特异性损伤的敏感性可达85%以上。

需要低应激范式：Y迷宫自发交替完全避免了水迷宫的游泳压力、电击的疼痛刺激和食物剥夺的代谢压力，应激水平最小。

精细分离记忆成分：T迷宫的延迟交替任务可以通过系统性地改变延迟时间(从5秒到10分钟不等)，建立延迟时间-正确率曲线，来定量评估工作记忆的衰退速率和记忆保持的半衰期。

何时避免或慎用：

评估参考记忆：Y迷宫自发交替不适用于评估长期稳定的空间参考记忆，此时应选择水迷宫或放射臂迷宫。

动机不明的动物：对于自发交替实验，如果动物因品种特性(如某些转基因品系)或状态不佳而探索欲望低(总进臂次数少于8次)，数据将不可靠。

存在运动或食欲问题：T迷宫依赖正常的运动协调能力和稳定的食物动机，运动障碍或食欲紊乱会直接混淆认知测试结果。

三、关键实战细节与常见陷阱

实验准备细节：每次实验间隔必须用75%乙醇或1%醋酸溶液彻底擦拭迷宫所有表面，以消除上一只动物留下的嗅觉线索，这是实验成功的生命线。擦拭后需等待1-2分钟让气味完全挥发。对于高精度测试，建议使用通风良好的隔离室，环境噪音控制在50分贝以下。

进臂判定标准：必须统一且严格执行。明确定义为动物四肢全部进入臂内为一次有效进入。观察时需紧盯动物尾根部位置，在臂的交叉口区域极易发生误判。建议采用双盲观察或视频记录后分析，确保评分者间信度高于0.95。

环境控制要求：尽管是室内实验，也需保持光线强度在50-100勒克斯，避免直射光源。提供少量远端视觉线索(如几何图形贴纸)应固定于墙面1.5米以外，确保线索稳定性。环境温度控制在22±2℃，湿度50±10%。

四、数据分析规范：

交替百分比计算：严格遵循公式[正确交替次数 / (总进臂次数 - 2)] * 100%。一个交替定义为连续进入三个不同臂的序列。健康C57BL/6小鼠通常能达到60-70%以上，低于45%通常视为认知损伤。

在下图中，小鼠进臂顺序为ABACBC，则可拆分为ABA BAC ACB CBC，其中ABA、CBC不算交替，BAC，ACB 则计算为交替。交替比例为 【2/（6-2）】*100%=50%。

总进臂次数分析：反映了动物的总体探索活性，是重要的内部对照。正常小鼠在8分钟测试中应有10-15次进臂。如总进臂数过少，应检查动物状态或环境应激因素。

正确交替次数统计：需排除重复进入同一臂的情况，仅计算符合ABC、BCA、CAB等不同序列组合。同时应记录每个动物的探索路径图，分析选择策略。

质量控制指标：实验前动物应在测试房间适应30分钟。每组实验应在每天的相同时间段完成，以排除昼夜节律影响。每批实验应包含已知认知正常的对照组，用于监测实验系统的稳定性。

五、测试流程规范：

Y迷宫测试流程：将动物置于迷宫中心区域，自由探索8分钟。记录员应位于迷宫1.5米外，避免干扰动物行为。视频记录系统应垂直俯视整个迷宫，确保三个臂完全在视野内。

T迷宫延迟交替流程：包括3天适应期(熟悉迷宫和奖励)、5天训练期(建立交替规则)和2天测试期(引入延迟)。每次测试前进行4次引导训练，然后进行10次正式测试，延迟时间从5秒开始逐步增加。

来源：妤婕教育分享