專利名稱：用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平臺及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種對小鼠的學習記憶能力進行測試的行為學儀器，涉及一種能夠 對小鼠提供電刺激和紅外檢測功能的環(huán)形平臺裝置及其控制方法，用于醫(yī)學生物 學和藥學領(lǐng)域的研究。
背景技術(shù)：
小鼠有厭惡強光的特性。在明亮環(huán)境下，小鼠要尋找暗處躲藏。而要正確找 到躲藏處，必須利用環(huán)境中的線索來進行空間定位。接受不同處理如藥物或衰老 作用的小鼠空間學習記憶的能力會發(fā)生變化。環(huán)形平臺(circular platform, CP)由Barnes在1979年首次用于大鼠空間 學習記憶能力的檢測，故又稱Barnes迷宮。它用于小鼠空間學習記憶能力的研究 尚少。環(huán)形平臺裝置在平臺直徑和開孔數(shù)等參數(shù)上各不相同，如Bach小組的裝置是 直徑122 cm的白色圓臺，周邊有40個均勻分布的直徑5 cm的孔洞，其中的一孔 下有一逃跑隧道可用于小鼠躲藏。但Pompl小組的裝置是直徑69 cm的白色圓臺 圍以15 cm高的黑墻，平臺的周邊均勻分布的是16個直徑為4.5 cm的小孔。傳統(tǒng)的環(huán)形平臺程序采用人工記錄。記錄的指標僅僅是錯誤數(shù)和潛伏期。錯誤 數(shù)是指搜索無隧道孔的次數(shù)。潛伏期是小鼠找到正確平臺孔道前所耗的時間。人工記錄的效率低、指標少、數(shù)據(jù)精度低。此時的試驗手段單一，如不能提供 電刺激的試驗手段、不能測定聯(lián)合性學習記憶能力、不能準確評價小鼠的活躍程 度，也不能記錄圖像等。在進行老年鼠學習記憶能力的研究時，由于老年小鼠的 恐懼和焦慮性水平增加，雌鼠若缺乏電刺激的手段，往往導(dǎo)致試驗時間過長。因 此，研制一種實用性強，檢測精度高，能檢測多種性質(zhì)的學習記憶能力且提供更 多的試驗手段和數(shù)據(jù)的自動化環(huán)形平臺有重要的實際意義和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有的環(huán)形平臺存在的問題，本發(fā)明提供一種用于對小鼠的學習記憶 能力進行測試的環(huán)形平臺及其控制方法，該環(huán)形平臺解決了平臺的自動檢測記錄 問題，并可提供電刺激和紅外檢測功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平臺，其特征在于該環(huán)形平 臺包括有支架(1)、工作平臺(2)、攝像機(5)、音箱(6)、信息采集控制器(7)、 計算機(8);工作平臺(2)安裝于支架(1)上，工作平臺(2)周邊開有多個開 孔(9)，開孔(9)下方安裝有逃跑隧洞(11)，開孔(9)和逃跑隧洞(11)內(nèi)側(cè) 安裝有紅外線檢測組件，工作平臺(2)上鑲嵌有電極剌激柵(12)和設(shè)有活動探 頭(13)，在工作平臺(2)上方的支架(1)上設(shè)光源(3、 4)、攝像機(5)、音 箱(6);電極剌激柵(12)、活動探頭(13)、紅外檢測組件、光源(3、 4) 一起 接入信息采集控制器(7)，信息采集控制器(7)、音箱(6)、攝像機(5)與計算 機(8)相連接，計算機(8)按設(shè)計的實驗方案輸出控制信號，并將檢測數(shù)據(jù)和 圖像顯示于操作界面上。
所述的用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平臺，其特征在于所述的 電極剌激柵(12)是在工作平臺(2)表面等間距鑲嵌的銅方線，所述的紅外線檢 測組件由能生成多路不同頻率的平行紅外光的紅外線接收與發(fā)射組件并排布置而 成。
所述的用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平臺的控制方法，其特征 在于在計算機(8)的統(tǒng)一指揮調(diào)度下，分成輸出控制部分、輸入控制部分二條線 并行工作；在輸出控制部分，計算機(8)按照通過程序設(shè)置的實驗方案驅(qū)動音箱 (6)和信息采集控制器(7)工作；信息采集控制器(7)接收計算機(8)發(fā)出 的燈光、電剌激控制信號的時序與強度數(shù)據(jù)后，通過內(nèi)電路變換，送入光源(3、 4)和電極剌激柵(12);在輸入控制部分，攝像機(5)所采集的圖像信號通過釆 集卡進入計算機(8)，并顯示在操作界面上；活動探頭(13)、紅外檢測組件的輸
出信號首先進入信息采集控制器(7)，編碼后傳輸至計算機(8)，最終顯示在操 作界面上，顯示在操作界面上的數(shù)據(jù)和圖像可以保存、回放、分析。
逃跑隧洞是可抽取下來的活動部件，安裝于平臺的某幾個孔的下方。在平臺表面的中央設(shè)有用于探測動物進入的活動探頭。
所述的活動探頭用于檢測動物是否進入工作平臺，作為實驗程序自動開始的
標志o
本發(fā)明的優(yōu)點是
(1) 、本發(fā)明的時序控制，故障檢測，數(shù)據(jù)采集，圖像識別等功能由計算機 完成，具有很高的精度，并可建立數(shù)據(jù)庫檔案和統(tǒng)計分析，不需要繁瑣的人工記 錄和統(tǒng)計，具有很高的工作效率。
(2) 、本發(fā)明采用組件式結(jié)構(gòu)，易于維護，具有良好的工程實用性。
(3) 、本發(fā)明可以對實驗的開始和結(jié)束自動識別，提高了實驗的效率，并可
以設(shè)計人工條件下難以達到的各種試驗條件的復(fù)雜組合。
(4) 、在環(huán)形平臺上實現(xiàn)了電剌激這一重要的實驗手段，并且在保證剌激的
有效性和人身安全性的前提下，可以實現(xiàn)復(fù)雜要求的電脈沖剌激。
(5) 、本發(fā)明所采用的技術(shù)和方法具有良好的通用性和可擴展性，它不僅可 以用于環(huán)形平臺的程序化控制和檢測，經(jīng)過相應(yīng)的變形，在其它行為學儀器也可 以使用，如水迷宮、自主活動儀、探索運動試驗儀等。


圖1是本發(fā)明用于小鼠的學習記憶能力測試的環(huán)形平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
圖1中有支架1、工作平臺2、光源3、 4、攝像機5、音箱6、信息采集控 制器7、計算機8、開孔9、軌道IO、逃跑隧洞ll、電極刺激柵12、動物活動探 頭13。
參見圖1。用于小鼠的學習記憶能力測試的環(huán)形平臺，包括安裝于支架1上的 工作平臺2;為平臺2提供聲、光信號的音箱6和光源3、 4;用于圖像記錄的攝
像機5;完成平臺控制和信息采集的信息采集控制器7;以及用于指揮與調(diào)度整個
工作平臺協(xié)調(diào)工作的計算機8和它的操作界面。
所述工作平臺2，周邊均勻開有開孔9，在某幾個開孔9的下方，安裝有供小 鼠躲藏的逃跑隧洞ll，逃跑隧洞ll是可以抽取下來的活動部件；開孔9和逃跑隧 洞11的內(nèi)側(cè)面均安裝有紅外檢測組件；所述工作平臺2的表面鑲嵌有用于對實驗 動物提供刺激的電極刺激柵12和用于檢測實驗開始時間點的動物活動探頭13，在工作平臺2上方的支架1上設(shè)有攝像機5、音箱6和光源3、 4;所述電極刺激柵 12、動物活動探頭13、紅外檢測組件、光源3、 4均接入信息采集控制器7;所述 音箱6、攝像機5、信息采集控制器7與計算機8相連接，計算機8按設(shè)計的實驗 程序輸出控制信號，并將檢測數(shù)據(jù)和圖像實時在操作界面上顯示。
所述的電極刺激柵12是在絕緣、耐水的平臺材料表面，按槽間距3mm刨3mm X3mm的方槽，嵌入3mmX3mm尺寸的銅方線，表面磨平構(gòu)成；柵間距可以調(diào)整， 以試驗小鼠在平臺上能受到有效的電刺激為準；通過平臺中的過孔，將電極刺激 柵的引線引出于平臺的下方。
在輸出部分，計算機8的總控模塊讀取方案庫中的實驗參數(shù)，通過通訊接口 模塊，驅(qū)動音箱和采集控制器7工作；采集控制器7接收到燈光、電刺激信號的 時序、強度數(shù)據(jù)后，通過內(nèi)電路變換，送入光源3、 4和電極刺激柵12。在輸入部 分，攝像機5所采集的圖像信號通過采集卡進入計算機8，并顯示在操作界面上； 動物活動探頭13、平臺各開孔9、逃跑隧洞ll的紅外檢測信號首先進入采集控制 器7，編碼后傳輸至計算機8的總控模塊，最終顯示在操作界面上。顯示在操作界 面上的數(shù)據(jù)和圖像可以保存，回放、分析。
權(quán)利要求
1、一種用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平臺，其特征在于該環(huán)形平臺包括有支架(1)、工作平臺(2)、攝像機(5)、音箱(6)、信息采集控制器(7)、計算機(8)；工作平臺(2)安裝于支架(1)上，工作平臺(2)周邊開有多個開孔(9)，開孔(9)下方安裝有逃跑隧洞(11)，開孔(9)和逃跑隧洞(11)內(nèi)側(cè)安裝有紅外線檢測組件，工作平臺(2)上鑲嵌有電極刺激柵(12)和設(shè)有活動探頭(13)，在工作平臺(2)上方的支架(1)上設(shè)光源(3、4)、攝像機(5)、音箱(6)；電極刺激柵(12)、活動探頭(13)、紅外檢測組件、光源(3、4)一起接入信息采集控制器(7)，信息采集控制器(7)、音箱(6)、攝像機(5)與計算機(8)相連接，計算機(8)按設(shè)計的實驗方案輸出控制信號，并將檢測數(shù)據(jù)和圖像顯示于操作界面上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平 臺，其特征在于所述的電極剌激柵(12)是在工作平臺(2)表面等 間距鑲嵌的銅方線，所述的紅外線檢測組件由能生成多路不同頻率的 平行紅外光的紅外線接收與發(fā)射組件并排布置而成。
3、 權(quán)利要求1所述的用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平臺的 控制方法，其特征在于在計算機(8)的統(tǒng)一指揮調(diào)度下，分成輸出 控制部分、輸入控制部分二條線并行工作；在輸出控制部分，計算機(8)按照通過程序設(shè)置的實驗方案驅(qū)動音箱(6)和信息采集控制器(7) 工作；信息采集控制器(7)接收計算機(8)發(fā)出的燈光、電 剌激控制信號的時序與強度數(shù)據(jù)后，通過內(nèi)電路變換，送入光源(3、 4)和電極剌激柵(12);在輸入控制部分，攝像機(5)所采集的圖 像信號通過采集卡進入計算機(8)，并顯示在操作界面上；活動探頭(13)、紅外檢測組件的輸出信號首先進入信息采集控制器(7)，編 碼后傳輸至計算機(8)，最終顯示在操作界面上，顯示在操作界面上 的數(shù)據(jù)和圖像可以保存、回放、分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于對小鼠的學習記憶能力進行測試的環(huán)形平臺及其控制方法，該環(huán)形平臺包括有支架(1)、工作平臺(2)、攝像機(5)、音箱(6)、信息采集控制器(7)、計算機(8)等，計算機(8)按設(shè)計的實驗方案輸出控制信號，并將檢測數(shù)據(jù)和圖像顯示于操作界面上。本發(fā)明所采用的技術(shù)和方法具有良好的通用性和可擴展性，它不僅可以用于環(huán)形平臺的程序化控制和檢測，經(jīng)過相應(yīng)的變形，在其它行為學儀器也可以使用，如水迷宮、自主活動儀、探索運動試驗儀等。
文檔編號G05B15/00GK101313846SQ200810025018
公開日2008年12月3日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者旭 吳, 周江寧, 陳貴海 申請人:中國科學技術(shù)大學