一种动物行为监测系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种动物行为监测系统，该系统包括：监测平台、图像采集装置、光遗传学调控装置、脑电光纤耦合采集装置以及生物反馈装置；其中，监测平台包括三个容置空间和触碰开关，中间容置空间分别与两侧容置空间相邻，相邻处设置连通孔和阻挡件，各阻挡件移动使对应的连通孔被打开/封闭，连通孔处放置放食器，供对应相邻容置空间内的动物取食，触碰开关安装在中间容置空间中的一个放食器处，触碰开关被触碰后对应的阻挡件移动使连通孔被打开，通过本发明专利技术的技术方案，以实现通过与同伴进行竞争性高奖赏以及低奖赏的食物奖励来选择决策的策略。

An animal behavior monitoring system

The embodiment of the invention discloses an animal behavior monitoring system, which comprises a monitoring platform, an image acquisition device, an optogenetic control device, an EEG optical fiber coupling acquisition device and a biofeedback device; wherein, the monitoring platform comprises three accommodation spaces and touch switches, wherein the middle accommodation space is adjacent to the accommodation spaces on both sides respectively, and the adjacent parts are provided with connecting holes and barriers The corresponding connecting hole is opened / closed due to the movement of each blocking member, and the feeding device is placed at the connecting hole for feeding animals in the corresponding adjacent holding space. The touch switch is installed at a feeding device in the middle holding space, and the corresponding blocking member moves after the touch switch is touched to open the connecting hole, so as to realize competition with peers through the technical scheme of the invention Sexual high reward and low reward of food reward to choose the strategy of decision-making.

【技术实现步骤摘要】
一种动物行为监测系统
本专利技术实施例涉及医学研究设备技术，尤其涉及一种动物行为监测系统。
技术介绍
决策是基于决策执行者自我评价的价值、偏好在众多可供选择的条件之间的利益和代价的经济学平衡。决策是大脑的一种高级认知功能，一般认为涉及的大脑皮层有前额叶皮层、扣带回、眶额皮层。决策行为的脑机制和相关神经环路的研究对于揭示脑的认知功能有重要意义，同时为因脑功能失调导致的决策行为紊乱的精神疾病(重症抑郁、多动症、精神分裂等)的治疗有一定的提示作用。竞争性决策是参与竞争的各方考虑对方可能采取的策略基础上如何选择最优决策的过程。对于竞争性决策的皮层参与的神经机制目前研究较少。光遗传技术是通过光学与遗传学相结合，通过基因工程手段将携带有特异性的光敏感基因病毒转入特定细胞类型表达，如兴奋型通道蛋白基因为Channelrhodopsin-2(ChR2)，抑制型通道蛋白基因为Helorhodopsin(NpHR)，光感基因离子通道在不同波长，如蓝光波长λ＝473nm能够激活ChR2，从而选择让阳离子特异性通过，引起细胞去极化作用，从而兴奋细胞；相反黄光波长λ＝593nm能够激活NpHR，从而选择让阴离子特异性通过，引起细胞的超极化，从而抑制细胞活动。光遗传学的电生理记录是通过给予外源性的具有细胞选择性的光刺激取代传统的电刺激，记录和分析大脑神经元的放电特性的技术。现有的用于研究决策的行为学装置主要有奖赏刺激T迷宫和主动操作箱。主动操作箱密闭，动物的行为不易观察，动物的行为受到局限；主动操作箱的使用不便于对动物采取后期的药物或是光、电、光遗传学干预；动物自然的状态下，一般不偏向主动去操作实验；主动操作箱只能通过分析两次按踏板的时间判断动物的反应潜伏期，但是对于两次选择之间动物的状态、时间无法做出正确的判断，即动物选择去吃好吃的粮食与选择吃粗糙的粮食间的反应潜伏期无法判定；比较动物两者之间的决策行为，需要对于动物消耗粗粮与精粮的量进行比较，因此需要称量实验前后粗粮与精粮的重量，往往实验中由于动物将食物吃得较碎，常零星散落，因此操作比较麻烦，浪费了实验人员的时间。传统的T迷宫只以对于位置的左右条件的不同来进行选择，达到一定正确率后进行其他的分子、药理或是遗传操作，需要进行长期的训练过程。
技术实现思路
本专利技术提供一种动物行为监测系统，以实现通过与同伴进行竞争性高奖赏以及低奖赏的食物奖励来选择决策的策略。第一方面，本专利技术实施例提供了一种动物行为监测系统，该系统包括：监测平台、图像采集装置、光遗传学调控装置、脑电光纤耦合采集装置以及生物反馈装置；其中，所述监测平台包括三个容置空间和触碰开关，中间容置空间分别与两侧容置空间相邻，相邻处设置连通孔和阻挡件，各阻挡件移动使对应的连通孔被打开/封闭，所述连通孔处放置放食器，供对应相邻容置空间内的动物取食，所述触碰开关安装在所述中间容置空间中的一个放食器处，所述触碰开关被触碰后对应的阻挡件移动使连通孔被打开；所述图像采集装置安装在所述监测平台中，所述图像采集装置与所述生物反馈装置相连，所述生物反馈装置通过所述光遗传学调控装置与所述脑电光纤耦合采集装置相连，所述脑电光纤耦合采集装置安装在所述三个容置空间内的待测试动物的测试部位上；所述图像采集装置采集容置空间内的图像信息；所述生物反馈装置根据所述图像信息生成测试信号；所述光遗传学调控装置根据所述测试信号生成光刺激信号并通过所述脑电光纤耦合采集装置发送到所述测试部位；所述脑电光纤耦合采集装置采集待测试动物的脑电信号并通过所述光遗传学调控装置发送给所述生物反馈装置；所述生物反馈装置根据所述图像信息和所述脑电信号得到待测试动物的行为监测结果。进一步的，所述两侧容置空间包括第一容置空间和第二容置空间，其中，所述第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件固定于预设位置，以使得所述第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔处于打开状态。进一步的，所述第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔处放置第一放食器，所述第二容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔处放置第二放食器；其中，所述第一放食器的优先级小于所述第二放食器的优先级。进一步的，所述第二容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件当所述触碰开关处于按压状态时所述第二容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件移动使对应的连通孔被打开。进一步的，所述中间容置空间的面积大于所述第一容置空间的面积，且所述中间容置空间的面积大于所述第二容置空间的面积。进一步的，所述第一容置空间的大小与所述第二容置空间的大小相同。进一步的，所述第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔与所述第二容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔相对设置。进一步的，所述中间容置空间内设置有第一障碍物和第二障碍物；其中，所述第一障碍物和所述第二障碍物大小相同均小于所述中间容置空间的宽度，以使得处于所述第一障碍物和所述第二障碍物中间的待测试动物能够绕过所述第一障碍物和/或所述第二障碍物抵达所述第一容置空间和/或所述第二容置空间，且所述第一障碍物距离所述第一容置空间的距离和所述第二障碍物距离所述第二容置空间的距离相同，所述第一障碍物和所述第二障碍物距离所述中间容置空间的距离相同。进一步的，所述第一容置空间内放置有所述待测试动物的第一竞争动物；所述第二容置空间内放置有所述待测试动物的第二竞争性动物。进一步的，所述光刺激信号为激光信号；相应的，所述光遗传学调控装置包括：激光器和波形发生器；其中，所述波形发生器与所述生物反馈装置相连，所述波形发生器根据所述测试信号确定光刺激波形信号并将所述光刺激波形信号发送给所述激光器；所述激光器与所述波形发生器和所述脑电光纤耦合采集装置相连，所述激光器根据所述光刺激波形信号生成激光信号，并通过所述脑电光纤耦合采集装置将所述激光信号发送到所述测试部位。本专利技术实施例通过监测平台、图像采集装置、光遗传学调控装置、脑电光纤耦合采集装置以及生物反馈装置；其中，监测平台包括三个容置空间和触碰开关，中间容置空间分别与两侧容置空间相邻，相邻处设置连通孔和阻挡件，各阻挡件移动使对应的连通孔被打开/封闭，连通孔处放置放食器，供对应相邻容置空间内的动物取食，触碰开关安装在中间容置空间中的一个放食器处，触碰开关被触碰后对应的阻挡件移动使连通孔被打开，以实现通过与同伴进行竞争性高奖赏以及低奖赏的食物奖励来选择决策的策略。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例一中的一种动物行为监测系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例二中的一种动物行为监测系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例三中的一种动物行为监测系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动物行为监测系统，其特征在于，包括：监测平台、图像采集装置、光遗传学调控装置、脑电光纤耦合采集装置以及生物反馈装置；其中，所述监测平台包括三个容置空间和触碰开关，中间容置空间分别与两侧容置空间相邻，相邻处设置连通孔和阻挡件，各阻挡件移动使对应的连通孔被打开/封闭，所述连通孔处放置放食器，供对应相邻容置空间内的动物取食，所述触碰开关安装在所述中间容置空间中的一个放食器处，所述触碰开关被触碰后对应的阻挡件移动使连通孔被打开；/n所述图像采集装置安装在所述监测平台中，所述图像采集装置与所述生物反馈装置相连，所述生物反馈装置通过所述光遗传学调控装置与所述脑电光纤耦合采集装置相连，所述脑电光纤耦合采集装置安装在所述三个容置空间内的待测试动物的测试部位上；/n所述图像采集装置采集容置空间内的图像信息；所述生物反馈装置根据所述图像信息生成测试信号；所述光遗传学调控装置根据所述测试信号生成光刺激信号并通过所述脑电光纤耦合采集装置发送到所述测试部位；所述脑电光纤耦合采集装置采集待测试动物的脑电信号并通过所述光遗传学调控装置发送给所述生物反馈装置；所述生物反馈装置根据所述图像信息和所述脑电信号得到待测试动物的行为监测结果。/n...

【技术特征摘要】
1.一种动物行为监测系统，其特征在于，包括：监测平台、图像采集装置、光遗传学调控装置、脑电光纤耦合采集装置以及生物反馈装置；其中，所述监测平台包括三个容置空间和触碰开关，中间容置空间分别与两侧容置空间相邻，相邻处设置连通孔和阻挡件，各阻挡件移动使对应的连通孔被打开/封闭，所述连通孔处放置放食器，供对应相邻容置空间内的动物取食，所述触碰开关安装在所述中间容置空间中的一个放食器处，所述触碰开关被触碰后对应的阻挡件移动使连通孔被打开；
所述图像采集装置安装在所述监测平台中，所述图像采集装置与所述生物反馈装置相连，所述生物反馈装置通过所述光遗传学调控装置与所述脑电光纤耦合采集装置相连，所述脑电光纤耦合采集装置安装在所述三个容置空间内的待测试动物的测试部位上；
所述图像采集装置采集容置空间内的图像信息；所述生物反馈装置根据所述图像信息生成测试信号；所述光遗传学调控装置根据所述测试信号生成光刺激信号并通过所述脑电光纤耦合采集装置发送到所述测试部位；所述脑电光纤耦合采集装置采集待测试动物的脑电信号并通过所述光遗传学调控装置发送给所述生物反馈装置；所述生物反馈装置根据所述图像信息和所述脑电信号得到待测试动物的行为监测结果。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述两侧容置空间包括第一容置空间和第二容置空间，其中，所述第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件固定于预设位置，以使得所述第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔处于打开状态。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔处放置第一放食器，所述第二容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的连通孔处放置第二放食器；其中，所述第一放食器的优先级小于所述第二放食器的优先级。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第二容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件当所述触碰开关处于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪梅，杨琴，钟成，陈晨，曾鹏宇，刘远明，王立平，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44