综述：从迷宫到自动化：动物模型工作记忆研究的现代化转型

这篇综述系统梳理了啮齿类动物工作记忆（Working Memory, WM）研究的技术革新历程，从传统迷宫范式（如放射臂迷宫RAM、T迷宫）到现代自动化系统（触屏/虚拟现实VR/人工智能AI），提出以可扩展性、精确性和神经兼容性三维评估框架，为整合神经生理学技术与行为学研究提供方法论指导。

　　

认知科学的关键突破

工作记忆（WM）作为临时存储与操纵信息的核心认知机制，其研究范式正经历从手动操作到智能化的革命性转变。早期研究者通过放射臂迷宫（RAM）和T迷宫等传统工具，揭示了WM在空间导航和决策中的作用，但手动记录存在效率低、误差大等局限。

技术驱动的范式革新

现代自动化技术显著提升了WM研究的三大维度：

1. 1.

   可扩展性：触屏操作系统（如TUNL任务）支持多动物并行测试，训练效率提升10倍；

2. 2.

   精确性：基于LabView的脉冲累积任务（Pulse-Based Accumulation Task）可实现毫秒级刺激控制；

3. 3.

   神经兼容性：头固定式VR系统兼容双光子显微镜，首次实现WM任务中背外侧前额叶皮层（DLPFC）单神经元活动追踪。

经典任务的智能升级

• 新型物体识别（NOR）：通过短时延迟（秒级）测试WM保持能力，AI视频分析替代人工观察；

• 位置非匹配任务（TUNL）：触屏版改良了传统延迟匹配任务的空间分辨率误差；

• 迷宫回溯/预期编码：无线Neuropixels探头揭示大鼠在放射迷宫中WM负载切换的神经振荡特征。

挑战与未来方向

尽管自动化带来高通量优势，但面临动物应激反应标准化、机器学习算法透明度等新问题。下一代WM研究将聚焦：

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  全脑尺度神经记录与AI行为预测的融合

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  跨物种（啮齿类-灵长类）WM计算模型构建

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  基于虚拟现实的环境复杂度动态调控系统

这场技术变革不仅重新定义了WM的测量标准，更为理解认知障碍疾病（如阿尔茨海默病）的神经机制提供了全新研究范式。