[发明专利]一种全自动鼠迷宫行为训练系统

说明书

技术领域

本发明属于动物行为学及神经电生理学实验领域，具体涉及一种全自动鼠迷宫行为训练系统。

背景技术

迷宫(如十字迷宫，Y/T迷宫，回形迷宫，八臂迷宫)训练是研究啃齿类动物学习与记忆能力的基本手段。也在其他一些领域常用，如对经基因操作动物进行认知功能鉴定，认知药物筛选等。

以往在对动物进行这类迷宫训练时，多采用人工训练的方法。如基于迷宫模型的小鼠智力与记忆力训练是一个很常见的训练项目。但在人工条件下训练时，实验者需要做很多工作，比如要不停地记录实验结果，还比如实验者有时要手持一挡板先将大鼠限制在起始区域内及在规定的延缓期后撤去挡板等，如果要改变实验的奖励量及风险概率还要重新对整个实验环境进行大量更改工作。因此做一个训练实验往往需要多人协同完成。这种方法要求实验者有较高的实验技巧以尽可能避免对动物造成过度应激。显然，这种实验过程会的很大程度地影响结果的客观性。

此外，随着行为电生理学等方法的不断进步，简单的行为学观察已不能满足研究者的需求。当对处于任务操作中的动物进行电生理观察和记录时，对动物进行人为接触将对观测造成极大的干扰。行为训练的自动化和程控化是对自由活动动物进行电生理记录时的必然要求。

发明内容

本发明的目的在于在传统迷宫基础上的迷宫通道门上加装程控标识（LED灯）、程控奖励量控制阀、多对红收发传感器及上位机控制软件，采用软硬件结合的方式，实现行为训练的自动化，解决上述背景技术中所提到的问题，实现大/小鼠的形为训练实验的自动化。

本发明采用的技术方案为；一种全自动鼠迷宫行为训练系统，主要由迷宫主体、迷宫内室、迷宫控制电路、电源、PC1接口数据采集卡和电脑组成；其特征在于；迷宫主体为四个迷宫单室组成的回型迷宫，回型迷宫中间为迷宫内室，迷宫内室内置有迷宫控制电路和电源，迷宫控制电路通过PC1接口数据采集卡和电脑连接，电脑内置有上位机控制软件模块。

本发明所述迷宫单室有二道室门，内置有二道通道指示门，在二道通道指示门中间设置一块通道间隔板，在通道间隔板不远处设置有一个奖励释放点。

本发明所述迷宫单室室内有三个红外发光二极管和三个红外接收管，分别安装于两个通道入口处的通道指示门正上方及奖励释放点左右二侧的位置。

本发明所述通道指示门安装有多个LED发光二极管，电脑内的上位机控制软件模块可控制各个LED发光二极管的亮与灭，大/小鼠选择不同亮灯数的门通过将得到事先设定好的奖励规则对应的奖励量，并记录训练结果。通道指示门是可拆卸可更换，可以针对不同的训练项目安装不能的门，通道门通过卡槽安装于通道入口处。

本发明所述迷宫单室设置若干红外探头，用于检测鼠在迷宫中的所在位置及鼠实际行走的通道。

本发明所述奖励释放点附近设置奖励量控制阀，由电脑内的上位机控制软件模块控制用于给予鼠相应于其行为的奖励。

本发明所述迷宫内室用于安装迷宫控制电路与架设奖励及一个高清网络摄像头。

本发明所述上位机控制软件模块的界面主要有训练模式设置区、奖励规则设置区、系统其它参数设置区、按钮区和训练结果记录区；训练模式设置区用于设置系统的具体训练模式，不同的模式对不同的行为会有不同的奖励规则;奖励规则设置区用于设定当对应模式下的最小奖励量及风险概率等；系统其它参数设置区用于设定系统的其它参数，比如要训练的实验次数/时间；按钮区用于开始/暂停训练实验及保存实验结果为EXCEL文件；训练结果记录区用于临时存储并显示当前实验的结果记录。