用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台及其控制方法.pdf

本发明公开了一种用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台及其控制方法，该环形平台包括有支架(1)、工作平台(2)、摄像机(5)、音箱(6)、信息采集控制器(7)、计算机(8)等，计算机(8)按设计的实验方案输出控制信号，并将检测数据和图像显示于操作界面上。本发明所采用的技术和方法具有良好的通用性和可扩展性，它不仅可以用于环形平台的程序化控制和检测，经过相应的变形，在其它行为学仪器也可以使用，如水迷宫、自主活动仪、探索运动试验仪等。

权利要求书
1、  一种用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台，其特征在于该环形平台包括有支架(1)、工作平台(2)、摄像机(5)、音箱(6)、信息采集控制器(7)、计算机(8)；工作平台(2)安装于支架(1)上，工作平台(2)周边开有多个开孔(9)，开孔(9)下方安装有逃跑隧洞(11)，开孔(9)和逃跑隧洞(11)内侧安装有红外线检测组件，工作平台(2)上镶嵌有电极刺激栅(12)和设有活动探头(13)，在工作平台(2)上方的支架(1)上设光源(3、4)、摄像机(5)、音箱(6)；电极刺激栅(12)、活动探头(13)、红外检测组件、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)、摄像机(5)与计算机(8)相连接，计算机(8)按设计的实验方案输出控制信号，并将检测数据和图像显示于操作界面上。

2、  根据权利要求1所述的用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台，其特征在于所述的电极剌激栅(12)是在工作平台(2)表面等间距镶嵌的铜方线，所述的红外线检测组件由能生成多路不同频率的平行红外光的红外线接收与发射组件并排布置而成。

3、  权利要求1所述的用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台的控制方法，其特征在于在计算机(8)的统一指挥调度下，分成输出控制部分、输入控制部分二条线并行工作；在输出控制部分，计算机(8)按照通过程序设置的实验方案驱动音箱(6)和信息采集控制器(7)工作；信息采集控制器(7)接收计算机(8)发出的灯光、电刺激控制信号的时序与强度数据后，通过内电路变换，送入光源(3、4)和电极刺激栅(12)；在输入控制部分，摄像机(5)所采集的图像信号通过采集卡进入计算机(8)，并显示在操作界面上；活动探头(13)、红外检测组件的输出信号首先进入信息采集控制器(7)，编码后传输至计算机(8)，最终显示在操作界面上，显示在操作界面上的数据和图像可以保存、回放、分析。

说明书用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台及其控制方法
技术领域
本发明是一种对小鼠的学习记忆能力进行测试的行为学仪器，涉及一种能够对小鼠提供电刺激和红外检测功能的环形平台装置及其控制方法，用于医学生物学和药学领域的研究。
背景技术
小鼠有厌恶强光的特性。在明亮环境下，小鼠要寻找暗处躲藏。而要正确找到躲藏处，必须利用环境中的线索来进行空间定位。接受不同处理如药物或衰老作用的小鼠空间学习记忆的能力会发生变化。
环形平台(circular platform，CP)由Barnes在1979年首次用于大鼠空间学习记忆能力的检测，故又称Barnes迷宫。它用于小鼠空间学习记忆能力的研究尚少。
环形平台装置在平台直径和开孔数等参数上各不相同，如Bach小组的装置是直径122cm的白色圆台，周边有40个均匀分布的直径5cm的孔洞，其中的一孔下有一逃跑隧道可用于小鼠躲藏。但Pompl小组的装置是直径69cm的白色圆台围以15cm高的黑墙，平台的周边均匀分布的是16个直径为4.5cm的小孔。
传统的环形平台程序采用人工记录。记录的指标仅仅是错误数和潜伏期。错误数是指搜索无隧道孔的次数。潜伏期是小鼠找到正确平台孔道前所耗的时间。
人工记录的效率低、指标少、数据精度低。此时的试验手段单一，如不能提供电刺激的试验手段、不能测定联合性学习记忆能力、不能准确评价小鼠的活跃程度，也不能记录图像等。在进行老年鼠学习记忆能力的研究时，由于老年小鼠的恐惧和焦虑性水平增加，雌鼠若缺乏电刺激的手段，往往导致试验时间过长。因此，研制一种实用性强，检测精度高，能检测多种性质的学习记忆能力且提供更多的试验手段和数据的自动化环形平台有重要的实际意义和应用价值。
发明内容
为解决现有的环形平台存在的问题，本发明提供一种用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台及其控制方法，该环形平台解决了平台的自动检测记录问题，并可提供电刺激和红外检测功能。
本发明的技术方案如下：
一种用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台，其特征在于该环形平台包括有支架(1)、工作平台(2)、摄像机(5)、音箱(6)、信息采集控制器(7)、计算机(8)；工作平台(2)安装于支架(1)上，工作平台(2)周边开有多个开孔(9)，开孔(9)下方安装有逃跑隧洞(11)，开孔(9)和逃跑隧洞(11)内侧安装有红外线检测组件，工作平台(2)上镶嵌有电极剌激栅(12)和设有活动探头(13)，在工作平台(2)上方的支架(1)上设光源(3、4)、摄像机(5)、音箱(6)；电极剌激栅(12)、活动探头(13)、红外检测组件、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)、摄像机(5)与计算机(8)相连接，计算机(8)按设计的实验方案输出控制信号，并将检测数据和图像显示于操作界面上。
所述的用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台，其特征在于所述的电极剌激栅(12)是在工作平台(2)表面等间距镶嵌的铜方线，所述的红外线检测组件由能生成多路不同频率的平行红外光的红外线接收与发射组件并排布置而成。
所述的用于对小鼠的学习记忆能力进行测试的环形平台的控制方法，其特征在于在计算机(8)的统一指挥调度下，分成输出控制部分、输入控制部分二条线并行工作；在输出控制部分，计算机(8)按照通过程序设置的实验方案驱动音箱(6)和信息采集控制器(7)工作；信息采集控制器(7)接收计算机(8)发出的灯光、电剌激控制信号的时序与强度数据后，通过内电路变换，送入光源(3、4)和电极剌激栅(12)；在输入控制部分，摄像机(5)所采集的图像信号通过采集卡进入计算机(8)，并显示在操作界面上；活动探头(13)、红外检测组件的输出信号首先进入信息采集控制器(7)，编码后传输至计算机(8)，最终显示在操作界面上，显示在操作界面上的数据和图像可以保存、回放、分析。
逃跑隧洞是可抽取下来的活动部件，安装于平台的某几个孔的下方。在平台表面的中央设有用于探测动物进入的活动探头。
所述的活动探头用于检测动物是否进入工作平台，作为实验程序自动开始的标志。
本发明的优点是：
(1)、本发明的时序控制，故障检测，数据采集，图像识别等功能由计算机完成，具有很高的精度，并可建立数据库档案和统计分析，不需要繁琐的人工记录和统计，具有很高的工作效率。
(2)、本发明采用组件式结构，易于维护，具有良好的工程实用性。
(3)、本发明可以对实验的开始和结束自动识别，提高了实验的效率，并可以设计人工条件下难以达到的各种试验条件的复杂组合。
(4)、在环形平台上实现了电剌激这一重要的实验手段，并且在保证剌激的有效性和人身安全性的前提下，可以实现复杂要求的电脉冲剌激。
(5)、本发明所采用的技术和方法具有良好的通用性和可扩展性，它不仅可以用于环形平台的程序化控制和检测，经过相应的变形，在其它行为学仪器也可以使用，如水迷宫、自主活动仪、探索运动试验仪等。
附图说明
图1是本发明用于小鼠的学习记忆能力测试的环形平台系统结构示意图。
具体实施方式
图1中有：支架1、工作平台2、光源3、4、摄像机5、音箱6、信息采集控制器7、计算机8、开孔9、轨道10、逃跑隧洞11、电极刺激栅12、动物活动探头13。
参见图1。用于小鼠的学习记忆能力测试的环形平台，包括安装于支架1上的工作平台2；为平台2提供声、光信号的音箱6和光源3、4；用于图像记录的摄像机5；完成平台控制和信息采集的信息采集控制器7；以及用于指挥与调度整个工作平台协调工作的计算机8和它的操作界面。
所述工作平台2，周边均匀开有开孔9，在某几个开孔9的下方，安装有供小鼠躲藏的逃跑隧洞11，逃跑隧洞11是可以抽取下来的活动部件；开孔9和逃跑隧洞11的内侧面均安装有红外检测组件；所述工作平台2的表面镶嵌有用于对实验动物提供刺激的电极刺激栅12和用于检测实验开始时间点的动物活动探头13，在工作平台2上方的支架1上设有摄像机5、音箱6和光源3、4；所述电极刺激栅12、动物活动探头13、红外检测组件、光源3、4均接入信息采集控制器7；所述音箱6、摄像机5、信息采集控制器7与计算机8相连接，计算机8按设计的实验程序输出控制信号，并将检测数据和图像实时在操作界面上显示。
所述的电极刺激栅12是在绝缘、耐水的平台材料表面，按槽间距3mm刨3mm×3mm的方槽，嵌入3mm×3mm尺寸的铜方线，表面磨平构成；栅间距可以调整，以试验小鼠在平台上能受到有效的电刺激为准；通过平台中的过孔，将电极刺激栅的引线引出于平台的下方。
在输出部分，计算机8的总控模块读取方案库中的实验参数，通过通讯接口模块，驱动音箱和采集控制器7工作；采集控制器7接收到灯光、电刺激信号的时序、强度数据后，通过内电路变换，送入光源3、4和电极刺激栅12。在输入部分，摄像机5所采集的图像信号通过采集卡进入计算机8，并显示在操作界面上；动物活动探头13、平台各开孔9、逃跑隧洞11的红外检测信号首先进入采集控制器7，编码后传输至计算机8的总控模块，最终显示在操作界面上。显示在操作界面上的数据和图像可以保存，回放、分析。