综述：DataMaze：莫里斯水迷宫实验的开源方法与数据存储库

这篇综述推荐建立首个莫里斯水迷宫（MWM）标准化数据库DataMaze，整合近5000篇文献的装置参数（如水池直径、平台深度）和任务指标（如训练次数、探测试验延迟），提出DataMaze_Index2024和性能优化指数PO_Index，通过大数据分析揭示大鼠学习速率显著高于小鼠（p<0.001），为神经行为学研究提供FAIR（可查找、可访问、可互操作、可重用）原则下的实验设计基准与二次分析平台。

　　

DataMaze：重塑行为神经科学研究的标准化实践

Abstract

行为神经科学领域长期面临实验参数（如装置尺寸、训练间隔）不统一导致的结论异质性问题。DataMaze项目通过系统分析4926篇莫里斯水迷宫（MWM）文献，构建首个开源数据库，收录装置规格（水池直径、水温等）、任务参数（训练次数、探测试验延迟等）及行为数据（逃避潜伏期、目标象限停留时间）。研究提出DataMaze_Index₂₀₂₅量化实验参数与文献基准的偏离度，并开发性能优化指数PO_Index（基于水池直径、水温等4个关键参数），证实控制组学习速率在参数接近文献中位数时最优（p<0.001）。

1. 1.

   Introduction

   作为空间记忆研究的金标准，MWM自1981年问世以来已有超13,000篇相关论文，但装置参数差异导致结果可比性受限。例如大鼠实验水池直径中位数（150cm）显著大于小鼠（120cm），平台深度也存在物种差异（大鼠1.5cm vs 小鼠1cm）。这种变异可能影响学习速率（大鼠-0.39/天 vs 小鼠-0.24/天）和长期记忆表现（目标象限停留时间44% vs 39%）。

2. 2.

   Methods

   团队通过PubMed检索10,000+文献，经21名研究人员人工标注形成初始数据集。采用三重质控：逻辑校验（如无探测试验则剔除相关字段）、离群值检测（如水深>1米标记复核）、字段验证（强制数值/分类结构）。行为数据通过WebPlotDigitizer从450+篇文献图像提取，最终形成包含逃避潜伏期衰减率和探测试验表现的标准化数据集。

3. 3.

   Results

   3.1 关键参数分布

   物种差异显著：大鼠实验更倾向短训练间隔（中位数4分钟 vs 小鼠10分钟），且多采用4次/日训练（小鼠3.92次）。水温在23°C形成明显峰值（标准差±2.6°C），而探测试验时长60秒占比最高（占全部实验的52%）。

3.2 性能优化指数

PO_Index分析显示，当pool直径z分数=0时学习速率最佳（?=-0.11，p<0.001）。四项参数（直径、水温、单日训练次数、间隔时间）的绝对z分均值每增加1单位，学习效率下降27%（r=-0.27）。

3.3 次级分析案例

以东莨菪碱研究为例，混合效应模型揭示该药物显著延长逃避潜伏期（?=0.095，p=0.002），并减弱训练效果（交互作用?=0.059，p<0.001）。探测试验时长与目标象限停留时间呈负相关（r_s=-0.19），提示60秒可能是记忆检索的优化时长。

1. 1.

   Discussion

   DataMaze通过三重革新推动领域发展：1) 提供装置参数选择的量化依据；2) 建立行为表现的先验分布（如控制组逃避潜伏期衰减率95%CI[-0.32,-0.16]）；3) 支持FAIR原则下的数据共享。未来将通过自动化文本挖掘持续更新，并扩展至巴恩斯迷宫（Barnes maze）等行为范式。当前局限在于仅整合实验级（非个体级）数据，未来将鼓励研究者提交原始数据以支持多层建模。

Author Notes

作者顺序按数据贡献度排列，特别致谢21人研究团队的文献标注工作。所有数据已在OSF平台开源（osf.io/tjc5s），欢迎研究者通过[e-mail]提交新数据。