CN103445788B - 行为学监测装置及行为学监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种行为学监测装置，用于监测实验动物的行为变化，包括用于容置实验动物的本体。本体的底壁为触摸板。触摸板用于记录实验动物的运动轨迹。本发明还提供一种包含上述行为学监测装置的行为学监测系统。上述行为学监测系统在对实验动物进行行为学监测时，监测结果具有较高的准确率，能实现客观且精确定量分析。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种行为学监测装置及行为学监测系统。
背景技术
全球约有6亿人正在被包括癫痫、帕金森症、精神分裂症、抑郁症、老年痴呆症、脑中风、药物成瘾等在内的众多中枢神经系统和精神疾病所困扰，并且随着人口老龄化速度的加快以及经济、社会、环境等多因素的影响，这些疾病的患者数量有逐年增加的趋势，对社会和经济的发展造成了巨大的障碍。
多年来，神经科学家和神经医学家们一直在探求对于包括癫痫在内的神经系统和精神疾病的新的研究工具和治疗手段。为了研究神经系统和精神疾病与动物行为之间的关系，通常需要对特定条件下模型动物的行为学进行监测。通过比较实验条件和模型动物的行为变化来分析疾病或认知活动与行为之间的关系。目前常用的行为学监测方法是通过摄像机拍摄和人工或者软件分析的方法得到模型动物的行为变化。
通过人工分析的方法需要耗费大量的人力，可能引入主观的干扰，并且无法实现精确定量分析。虽然通过控制系统软件分析能够客观和定量地对模型动物的行为进行分析，但是在模型动物与背景反差较小（如黑鼠在黑色旷场实验中的记录）或者拍摄效果不佳（如光线较暗）的时候，常常会产生错误，进而导致结果的准确率低。
发明内容
基于此，有必要提供一种能实现精确定量分析且具有较高准确率的行为学监测装置及行为学监测系统。
一种行为学监测装置，用于监测实验动物的行为变化，包括用于容置实验动物的本体，所述本体的底壁为触摸板，所述触摸板用于记录实验动物的运动轨迹。
在其中一个实施例中，所述触摸板包括多块相互独立的通过呈现出多种图片或多种动画来模拟不同的实验场景的触摸屏。
在其中一个实施例中，所述本体包括多个侧壁，多个侧壁中的至少一个侧壁为触摸板。
在其中一个实施例中，所述侧壁不透光。
在其中一个实施例中，所述本体为旷场反应箱、穿梭箱或多臂迷宫箱。
在其中一个实施例中，所述触摸板为电容式触摸板。
一种行为学监测系统，包括控制系统以及上述行为学监测装置，所述控制系统控制所述触摸板记录实验动物的运动轨迹，并接收、存储、分析所述运动轨迹。
在其中一个实施例中，所述行为学监测系统还包括用于对所述运动轨迹进行初步处理的数据处理装置，所述运动轨迹经初步处理后，再传输至所述控制系统中。
在其中一个实施例中，所述行为学监测系统还包括用于采集实验动物行为变化的图像的摄像装置，所述控制系统控制所述摄像装置采集实验动物行为变化的图像，并接收、存储、分析所述图像。
使用上述行为学监测系统监测实验动物的行为变化时，先将实验动物放入至行为学监测装置内，实验动物在行为学监测装置内运动。控制系统控制触摸板记录实验动物的运动轨迹，并接收、存储、分析触摸板记录的实验动物的运动轨迹。
上述行为学监测系统通过触摸板记录实验动物的运动轨迹，控制系统根据实验动物的运动轨迹在触摸板的不同位置上出现次数的多少来实现对实验动物的行为变化（位置偏好）的精确定量的分析。而传统的实验动物的行为变化采取摄像的方式，再通过人工分析图像或控制系统软件分析图像的方式来确定实验动物在某个位置出现次数的多少来确定实验动物的行为变化（位置偏好）。人工分析的方法需要耗费大量的人力，可能引入主观的干扰，并且无法实现精确定量分析；而控制系统软件分析容易受实验条件的限制，实验条件不佳时，容易出现错误的分析结果。因此，上述行为学监测系统在对实验动物进行行为学监测时，监测结果具有较高的准确率，能实现客观且精确定量分析。
附图说明
图1为一实施方式的行为学监测系统的结构示意图；
图2为行为学监测装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1及图2所示，一实施方式的行为学监测系统10，包括行为学监测装置100、控制系统200、数据处理装置300以及摄像装置400。其中，行为学监测装置100用于监测实验动物20的行为变化，包括用于容置实验动物20的本体110。本体110的底壁为触摸板112。触摸板112用于记录实验动物20的运动轨迹22。
在本实施方式中，实验动物20为小鼠。本体110为旷场反应箱。触摸板112为电容式触摸板。可以理解，在其他实施方式中，实验动物20也可以为兔子、豚鼠等。本体110也可以为穿梭箱、多臂迷宫箱等。触摸板112也可以为电阻式触摸板。
本体110包括多个侧壁，用于限定实验动物20的运动空间。为了排除外界对实验动物20的干扰，侧壁优选为不透光的侧壁。在本实施方式中，本体110（旷场反应箱）的内侧壁上涂覆有黑色颜料。可以理解，本体110的侧壁也可以为触摸板，可以只有一个侧壁为触摸板，也可以所有的侧壁均为触摸板。当所有的侧壁均为触摸板时，行为学监测系统还可以用来研究实验动物的爬壁情况。
在本实施方式中，多个侧壁放置于触摸板112上，从而方便触摸板112与控制系统200建立通讯及电连接。
控制系统200控制触摸板112记录实验动物20的运动轨迹22，并接收、存储、分析触摸板112记录的实验动物20的运动轨迹22。在本实施方式中，控制系统200为计算机。进一步，控制系统200还用来设定触摸板112的参数。
为了减少控制系统200的工作量及存储空间，在本实施方式中，在将运动轨迹22传输至控制系统200中前，先采用数据处理装置300对运动轨迹22进行初步处理，去除一些无价值的信息。可以理解，在其他实施方式中，数据处理装置300可以缺省。
进一步，为了使得实验动物20的行为学监测结果更准确，在本实施方式中，在使用触摸板112记录实验动物20的运动轨迹22的同时，还使用摄像装置400采集实验动物20行为变化的图像。控制系统200控制摄像装置400采集实验动物20行为变化的图像，并接收、存储、分析摄像装置400采集的实验动物20行为变化的图像。可以理解，在其他实施方式中，可以只单独记录运动轨迹22。摄像装置400可以缺省。
在本实施方式中，触摸板112为一块具有显示功能的触摸屏。可以理解，在其他实施方式中，为了模拟不同的实验场景，触摸板112可以包括多块相互独立且具有显示功能的小块触摸屏，可以使多个触摸屏分别呈现出多种不同的图片或多种不同的动画，进而得到多种不同的实验场景。从而可以在对实验动物20进行偏置偏好研究的同时，还可以对实验动物20进行空间记忆等研究。
使用上述行为学监测系统10监测实验动物20的行为变化时，先将实验动物20放入至行为学监测装置100内，实验动物20在行为学监测装置100内运动。控制系统200控制触摸板112记录实验动物20的运动轨迹22，并接收、存储、分析触摸板112记录的实验动物20的运动轨迹22。
控制系统200通过实验动物20在触摸板112上触摸位点的时间先后来确定实验动物20的运动轨迹22。控制系统200通过行为学分析软件来对运动轨迹22进行分析。目前商用的行为学分析软件均可以实现对运动轨迹22的分析。
上述行为学监测系统10通过触摸板112记录实验动物20的运动轨迹22，控制系统200根据实验动物20的运动轨迹22在触摸板112的不同位置上出现次数的多少来实现对实验动物20的行为变化（位置偏好）的精确定量的分析。而传统的实验动物的行为变化采取摄像的方式，再通过人工分析图像或控制系统软件分析图像的方式来确定实验动物在某个位置出现次数的多少来确定实验动物的行为变化（位置偏好）。人工分析的方法需要耗费大量的人力，可能引入主观的干扰，并且无法实现精确定量分析；而控制系统软件分析容易受实验条件的限制，实验条件不佳时，容易出现错误的分析结果。因此，上述行为学监测系统10在对实验动物20进行行为学监测时，监测结果具有较高的准确率，能实现客观且精确定量分析。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种行为学监测装置，用于监测实验动物的行为变化，包括用于容置实验动物的本体，其特征在于，所述本体包括底壁及多个侧壁，所述多个侧壁放置于所述底壁上，所述底壁为触摸板，所述多个侧壁中的至少一个侧壁为触摸板，所述触摸板用于记录实验动物的运动轨迹；
其中，所述底壁包括多块相互独立的通过呈现出多种图片或多种动画来模拟不同的实验场景的触摸屏。
2.根据权利要求1所述的行为学监测装置，其特征在于，所述侧壁不透光。
3.根据权利要求1所述的行为学监测装置，其特征在于，所述本体为旷场反应箱、穿梭箱或多臂迷宫箱。
4.根据权利要求1所述的行为学监测装置，其特征在于，所述触摸板为电容式触摸板。
5.一种行为学监测系统，其特征在于，包括控制系统以及如权利要求1-4中任一项所述的行为学监测装置，所述控制系统控制所述触摸板记录实验动物的运动轨迹，并接收、存储、分析所述运动轨迹。
6.根据权利要求5所述的行为学监测系统，其特征在于，所述行为学监测系统还包括用于对所述运动轨迹进行初步处理的数据处理装置，所述运动轨迹经初步处理后，再传输至所述控制系统中。
7.根据权利要求5所述的行为学监测系统，其特征在于，所述行为学监测系统还包括用于采集实验动物行为变化的图像的摄像装置，所述控制系统控制所述摄像装置采集实验动物行为变化的图像，并接收、存储、分析所述图像。
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