CN104523232B - 一种小型动物恐惧行为检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及医疗技术领域，公开了一种小型动物恐惧行为检测系统。该系统包括光刺激装置、行为测试箱以及视频装置，其中：光刺激装置包括植入式光纤插芯、光纤以及激光发生器；植入式光纤插芯安装于位于行为测试箱内的被测动物头部；激光发生器通过光纤与植入式光纤插芯连接，用于在被测动物具有觅食行为时发出激光信号以使植入式光纤插芯将该激光信号导入预先被注入携带光感基因病毒的被测动物头部，对被测动物进行光遗传刺激；视频装置，用于采集被测动物的行为，并得到被测动物的行为信息，该行为信息被用于分析被测动物的恐惧行为。通过本发明实施例，能够提高检测动物的恐惧行为的准确度。

Description

一种小型动物恐惧行为检测系统
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种小型动物恐惧行为检测系统。
背景技术
恐惧行为作为六种基本情感行为中的一种，对于动物的生存有着至关重要的作用，例如，动物会对其所处的环境、天敌、以及其他危险因素进行快速判断而产生一定的恐惧行为，从而使得动物能够躲避危险获得更多生存的可能。因此，对动物的恐惧行为进行分析对于脑认知科学的发展有重要意义，同时也对精神系统类疾病如抑郁症、精神分裂症以及双向情感障碍等疾病的治疗有一定的推动作用。现有技术中对动物的恐惧行为的检测主要是利用捕食者来进行，这种检测方式只是简单的检测动物的恐惧行为，检测的准确度比较低。
发明内容
本发明实施例公开了一种小型动物恐惧行为检测系统，能够提高检测动物的恐惧行为的准确度。
本发明实施例公开了一种小型动物恐惧行为检测系统，包括光刺激装置、行为测试箱以及视频装置，其中：
所述光刺激装置包括植入式光纤插芯以及激光发生器；
所述植入式光纤插芯安装于位于所述行为测试箱内的被测动物头部；
所述激光发生器通过光纤与所述植入式光纤插芯连接，用于在所述被测动物具有觅食行为时发出激光信号以使所述植入式光纤插芯将所述激光信号导入预先被注入携带光感基因病毒的所述被测动物头部，对所述被测动物进行光遗传刺激；
所述视频装置，用于采集所述被测动物的行为，并得到所述被测动物的行为信息，所述行为信息被用于分析所述被测动物的恐惧行为。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明实施例中，将植入式光纤插芯安装于被测动物头部，当被测动物在行为测试箱内具有觅食行为时，利用激光发生器通过植入式光纤插芯将激光信号导入预先被注入携带有光感基因病毒的被测动物头部，从而对被测动物进行光遗传刺激，从而使被测动物产生恐惧情感；同时，视频装置可以记录被测动物进行光遗传刺激前后的觅食行为变化，得到被测动物的行为参数，从而能够具体实现由光遗传刺激引起小型模式动物的恐惧行为的研究，提高了检测的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明实施例公开的一种小型动物恐惧行为检测系统的结构示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种小型动物恐惧行为检测系统的结构示意图；
图3是本发明实施例公开的行为测试箱的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种小型动物恐惧行为检测系统，能够提高检测动物的恐惧行为的准确度，以下分别进行详细说明。
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种小型动物恐惧行为检测系统的结构示意图。如图1所示，该小型动物恐惧行为检测系统100可以包括光刺激装置101、行为测试箱102以及视频装置103，其中：
所述光刺激装置101包括植入式光纤插芯1012以及激光发生器1011。
植入式光纤插芯1012安装于位于行为测试箱102内的被测动物头部。
激光发生器1011通过光纤与植入式光纤插芯1012连接，用于在被测动物具有觅食行为时发出激光信号，以使该植入式光纤插芯1012将该激光信号导入至预先被注入携带光感基因病毒的被测动物头部，对该被测动物进行光遗传刺激。
视频装置103，用于采集被测动物的行为，并得到该被测动物的行为信息，该行为信息被用于分析该被测动物的恐惧行为。
本发明实施例中，被测动物可以为小型啮齿类动物，如大、小鼠，本发明实施例不做限定。在进行恐惧行为检测之前，用户首先会对被测动物进行饥饿处理，并在被测动物头部的特定区域注入携带有光感基因的病毒，然后对被测动物进行恐惧行为检测，检测的起始时刻，首先会将被测动物放置于行为测试箱102内，当被测动物具有觅食行为时，激光发生器1011发射激光以对被测动物进行光遗传刺激。其中，激光发生器1011可以是用户手动操作控制其运作，也可以是激光发生器1011自动识别出该被测动物具有觅食行为，从而发射出激光以对被测动物进行光遗传刺激，本发明实施例不做限定。与此同时，视频装置用于采集被测动物进行光遗传刺激前后的整个过程中的觅食行为的变化，并且可以得到该被测动物的行为信息，用户可以根据得到的这些行为信息分析被测动物进行光遗传刺激之后的恐惧情感而产生的觅食行为的变化。
本发明实施例中，植入式光纤插芯1012通过露在被测动物头部外侧的光纤接头与激光发生器1011进行连接。该激光发生器1011为激光类发射装置，可以发射出不同类型的激光，如蓝光激光或黄光激光等，本发明实施例不做限定。当被测动物头部的特定区域被注入携带一定光感基因的病毒时，动物可以感知到激光发生器1011通过被插在头部的特定区域的植入式光纤插芯发出的激光信号，从而产生恐惧情感。此时，植入式光纤插芯插入的头部位置与注入有携带光感基因病毒的头部位置之间会形成一个特定的神经环路，因此该激光信号可以刺激这个特定的神经环路，以达到光遗传刺激的作用。
本发明实施例中，当激光发生器1011发出的激光为蓝色激光时，该蓝色激光可以激活兴奋型通道蛋白基因(ChR2)，让阳离子可以选择性通过，因此可以引起被测动物头部细胞去极化作用，从而兴奋细胞；当激光发生器1011发出的激光为黄色激光时，该黄色激光可以激活抑制型通道蛋白基因(NpHR)，让阴离子可以选择性通过，因此可以引起被测动物头部细胞的超极化作用，从而抑制细胞活动。
本发明实施例中，将植入式光纤插芯安装于被测动物头部，当被测动物在行为测试箱内具有觅食行为时，利用激光发生器通过植入式光纤插芯将激光信号导入预先被注入携带有光感基因病毒的被测动物头部，从而对被测动物进行光遗传刺激，从而使被测动物产生恐惧情感；同时，视频装置可以记录被测动物进行光遗传刺激前后的觅食行为变化，得到被测动物的行为参数，从而能够具体实现由光遗传刺激引起小型模式动物的恐惧行为的研究，提高了检测的准确度。
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种小型动物恐惧行为检测系统的结构示意图。如图2所示，该小型动物恐惧行为检测系统200可以包括光刺激装置201、行为测试箱202以及视频装置203，其中：
所述光刺激装置201包括植入式光纤插芯2013以及激光发生器2012。
植入式光纤插芯2013安装于位于行为测试箱202内的被测动物头部。
激光发生器2012通过光纤与植入式光纤插芯2013连接，用于在被测动物具有觅食行为时发出激光信号，以使该植入式光纤插芯2013将该激光信号导入至预先被注入携带光感基因病毒的被测动物头部，对该被测动物进行光遗传刺激。
视频装置203，用于采集被测动物的行为，并得到该被测动物的行为信息，该行为信息被用于分析该被测动物的恐惧行为。
可选的，光刺激装置201还可以包括控制单元2011，该控制单元2011与激光发生器2012连接，用于控制该激光发生器2012所发射的激光的参数信息。
本发明实施例中，参数信息可以包括但不限于激光的波长、波形、激光的光强度值以及占空比等。控制单元2011可以包括波形发生器、示波器等，本发明实施例不做限定。该控制单元2011可以决定激光发生器2012发射出来的激光的波形、波长、强度、占空比等信息，以使激光发生器2012发射出不同模式的激光从而精确调控神经元细胞活性，能够达到解析不同神经环路功能的目的。
可选的，被测动物的行为包括运动轨迹，视频装置203可以包括视频单元2031以及计算单元2032。
视频单元3021安装在行为测试箱202内，用于记录被测动物的运动轨迹。
计算单元2032，用于通过预先获取的计算轨迹计算视频单元2031记录下的被测动物的运动轨迹的运动信息。
本发明实施例中，视频单元2031用于记录被测动物在进行光遗传刺激前后觅食行为的运动轨迹，然后计算单元2032可以根据视频单元2031记录下来的视频信息计算出该被测动物各个时刻的运动信息，该运动信息包括距离、速度、加速度以及时间等，本发明实施例不做限定。该计算单元2032可以通过特定的函数或者方程式，如MATLAB函数，计算出这些运动信息本发明实施例不做限定。
可选的，该小型动物恐惧行为检测系统还可以包括供电装置204，用于为光刺激装置201以及视频装置203提供电源。
可选的，行为测试箱202可以包括窝巢区以及行为测试区。请一并参阅图3，图3是本发明实施例公开的行为测试箱的结构示意图。如图3所示，该行为测试箱的窝巢区域行为测试区之间设置有活动门栅；在行为测试区外表面距活动门栅处，每隔一段预设距离会设置一个圆孔，用户可以通过该圆孔向该行为测试区内放置被测动物的食物。
本发明实施例中，行为测试箱202的长度可以为90厘米，宽20厘米以及高60厘米，其中该行为测试箱202的窝巢区长度20厘米，行为测试区70厘米，本发明实施例不做限定。其中，预设距离可以为10厘米、20厘米，设置的圆孔可以为两个或者两个以上，本发明实施例不做限定。
本发明实施例中，在进行恐惧行为检测之前，用户首先会对被测动物进行饥饿处理，并在被测动物头部的特定区域注入携带有光感基因的病毒，然后对被测动物进行恐惧行为检测。检测的起始时刻，首先会将被测动物放置于行为测试箱202中的窝巢区内，活动门栅关闭，然后从在距离活动门栅的一定位置处的圆孔处向行为测试区内放置食物，然后打开活动门栅，此时被测动物会有先天性的觅食行为。当发现被测动物具有觅食行为即在食物旁边准备吃食物时，控制激光发生器2012发射激光信号至被测动物头部，给予光遗传刺激，以引起被测动物的恐惧情感，然后移动食物至另一圆孔处，在整个行为测试过程中，视频装置203的视频单元2031全程记录被测动物的觅食行为，其计算单元2032并计算出被测动物在觅食过程中的速度、加速度、距离以及时间等运动信息，以便后期对整个恐惧行为测试结果进行分析。
可选的，植入式光纤插芯可以为陶瓷插芯，也可以为中空的插管。
本发明实施例中，被测动物头部插入的植入式光纤插芯可以为陶瓷插芯，用于通过光纤将激光发生器2012发射出的激光导入被测动物头部；该植入式光纤插芯也可以为中空插管，既可以通过光纤将激光发生器2012发射出的激光导入被测动物头部，又可以通过注入药物刺激被测动物，本发明实施例不做限定。
本发明实施例中，将植入式光纤插芯安装于被测动物头部，当被测动物在行为测试箱内具有觅食行为时，利用激光发生器通过植入式光纤插芯将激光信号导入预先被注入携带有光感基因病毒的被测动物头部，从而对被测动物进行光遗传刺激，从而使被测动物产生恐惧情感；同时，视频装置可以记录被测动物进行光遗传刺激前后的觅食行为变化，得到被测动物的行为参数，从而能够具体实现由光遗传刺激引起小型模式动物的恐惧行为的研究，提高了检测的准确度。进一步的，通过在光刺激装置中加入控制单元，能够精确调整激光发生器发射出不同模式的激光，从而能够精确调控被测动物神经元细胞活性，使检测被测动物的恐惧行为更加精确。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种小型动物恐惧行为检测系统，其特征在于，包括光刺激装置、行为测试箱以及视频装置，其中：
所述光刺激装置包括植入式光纤插芯以及激光发生器；
所述植入式光纤插芯安装于位于所述行为测试箱内的被测动物头部；
所述激光发生器通过光纤与所述植入式光纤插芯连接，用于在所述被测动物具有觅食行为时发出激光信号以使所述植入式光纤插芯将所述激光信号导入预先被注入携带光感基因病毒的所述被测动物头部，对所述被测动物进行光遗传刺激；
所述视频装置，用于采集所述被测动物的行为，并得到所述被测动物的行为信息，所述行为信息被用于分析所述被测动物的恐惧行为；
其中，所述被测动物的行为包括运动轨迹，所述视频装置包括视频单元以及计算单元；
所述视频单元安装于所述行为测试箱内，用于记录所述被测动物的运动轨迹；
所述计算单元，用于通过预先获取的计算规则计算所述视频单元记录下的所述被测动物的运动轨迹的运动信息；
其中，所述行为测试箱包括窝巢区以及行为测试区，所述行为测试区为被测动物恐惧行为测试的活动区域，其中，
所述窝巢区域与所述行为测试区之间设置活动门栅；
所述行为测试区外表面距所述活动门栅处，每隔一个预设距离设置一个圆孔，所述圆孔用于向所述行为测试区内放置所述被测动物的食物。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光刺激装置还包括控制单元，其中：
所述控制单元与所述激光发生器连接，用于控制所述激光发生器所发射的激光的参数信息。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
供电装置，用于为所述光刺激装置以及视频装置提供电源。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光发生器所发射的激光包括蓝光激光或黄光激光，所述参数信息包括所述激光的波长、波形以及光强度。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述运动信息包括距离、速度、加速度以及时间。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述植入式光纤插芯为陶瓷插芯。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述植入式光纤插芯为中空插管。
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