在迷宮實驗中，小鼠需要通過視覺感知路標來導航并找到通往水獎勵的正確路徑。這種設計要求小鼠利用視覺信息來進行決策，從而完成迷宮任務。通過迷宮實驗，研究小鼠如何利用視覺信息進行學習和決策，評估小鼠的視覺感知能力和空間導航能力。

該實驗使用了兩臺相機：一臺是俯視相機，另一臺固定在實驗對象的頭部。俯視相機通過有線連接到計算機，并安裝在迷宮上方，用于監控實驗對象在迷宮中的移動和位置。俯視相機安裝在一個L形鋼支架的水平臂末端。為了捕捉迷宮的整體視圖，相機被放置在迷宮中心的正上方。俯視相機到迷宮地面的距離為2.4米。迷你相機以640 × 480像素的分辨率實時捕獲視頻幀，并通過無線方式傳輸到計算機。迷你相機直徑為7毫米，長度為23毫米，重量輕（50克），適合大鼠攜帶。迷宮由10×10個單元組成（每個單元尺寸為15厘米×15厘米×15厘米）。每個單元可以配置四個可移動的周圍墻壁。通過移除或插入周圍的墻壁，可以分別連接或阻塞相鄰的兩個單元。

(a) V1大鼠機器人的組成，大鼠的中腦束（Medial Forebrain Bundle, MFB）植入了刺激電極。安裝在大鼠背部的背包刺激器接收來自計算機的 MFB 刺激參數，并向大鼠的大腦輸送刺激脈沖。一只俯視相機監控大鼠的移動和位置。

(b) V2大鼠機器人的組成。V2大鼠機器人的硬件與V1大鼠機器人相同，唯一的區別是前者攜帶了一個頭戴式迷你相機，而不是俯視相機。迷你相機無線傳輸視頻幀到計算機，計算機隨后嘗試識別地標。

(c) 迷宮，迷宮由10 × 10個單元格組成（每個單元格為15 cm × 15 cm × 15 cm）。所有單元格周圍的墻壁都是可拆卸的，使迷宮可以重新配置成任意形狀。在作者的實驗中，迷宮設計包含六個決策點。這六個決策點的正確方向可以隨機設置為左轉或右轉，從而產生多達64種不同的迷宮配置。

迷宮可以通過隨機設置六個決策點的方向來配置，例如LLRRLR，其中L代表左轉，R代表右轉。路標是一個菱形盒子（6厘米×6厘米×1厘米），由透明玻璃制成，指示正確的前進方向。路標的內側貼有紅藍相間的圖案紙，以便視覺感知。在實驗過程中，迷宮還被一個透明玻璃板覆蓋，以防止小鼠爬上迷宮。每次試驗開始時，小鼠被放置在起始單元中。每個決策都是一個二元選擇，小鼠必須在決策位置選擇兩個方向中的一個。正確的方向會引導小鼠到達下一個決策點或獲得水獎勵，而錯誤的方向則會引導小鼠到達死胡同。對于不同的實驗，每個決策點的正確選擇是隨機分布的。

迷宮學習任務

行為訓練：

在一系列迷宮學習任務之前，通過“大鼠準備”中MFB刺激的初步測試的大鼠在迷宮中接受訓練，以確保在之前的迷宮學習任務中受試者具有相同的導航經驗。訓練前，小鼠的水源被剝奪了2天。在訓練期間，小鼠被放置在起始單元，并允許自由探索迷宮。每次到達水獎勵位置時，小鼠都會獲得少量水獎勵（0.05毫升）。然后，小鼠被帶出迷宮并再次放置在起始單元進行下一次訓練。經過15到30次這樣的訓練后，小鼠應該能夠學會迷宮任務，并在被放入迷宮時迅速到達水獎勵位置（即目標單元）。如果小鼠能夠連續至少3次沿著正確的路徑導航，它們就被確定已經學會了當前迷宮的任務。訓練程序重復5天，每天20次，訓練小鼠記住迷宮學習任務。一旦小鼠學會了迷宮，迷宮配置就會改變。在訓練階段不活躍且無法學會迷宮任務的小鼠將被排除在隨后的迷宮學習實驗之外。

在迷宮實驗中，小鼠通過視覺感知路標。路標是一個由透明玻璃制成的菱形盒子，其內側面貼有紅藍相間的圖案紙，以便小鼠能夠通過視覺進行識別。這些圖案為小鼠提供了必要的視覺線索，幫助它們在迷宮中導航。此外，迷宮上方覆蓋著透明玻璃板，防止小鼠爬上迷宮，確保它們依賴視覺線索進行路徑選擇。實驗中，小鼠需要在迷宮中自由探索，并通過視覺感知路標來學習正確的路徑，以便到達水獎勵的位置。這種設計要求小鼠利用視覺信息來做出決策，從而完成迷宮任務。

獎勵機制：

水獎勵：在迷宮的終點或特定位置放置水獎勵，激勵小鼠完成任務。

獎勵位置：確保水獎勵的位置在每次實驗中保持一致，以便小鼠能夠通過學習記住正確的路徑。

 為了捕捉迷宮的對稱圖像，俯視相機被放置在迷宮中心的正上方，固定在一個L形鋼三腳架的水平臂末端。相機的高度為2.4米  

文獻引用：Wu, Z., Zheng, N., Zhang, S. et al. Maze learning by a hybrid brain-computer system. Sci Rep 6, 31746 (2016). https://doi.org/10.1038/srep31746