CN110521617B - 一种动物行为监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种动物行为监测系统

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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是本发明实施例一中的一种动物行为监测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种动物行为监测系统的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的一种动物行为监测系统的图示；

图4是本发明实施例三中的监测平台的部分图示。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

图1为本发明实施例一中的一种动物行为监测系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括：监测平台110、图像采集装置120、光遗传学调控装置130、脑电光纤耦合采集装置140以及生物反馈装置150；

其中，所述监测平台110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120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待测试动物的测试部位上；

所述图像采集装置120采集容置空间内的图像信息；所述生物反馈装置150根据所述图像信息生成测试信号；所述光遗传学调控装置130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140发送到所述测试部位；所述脑电光纤耦合采集装置140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130发送给所述生物反馈装置150；所述生物反馈装置150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。

其中，所述触碰开关为用于移动所述阻挡件以使得对应的连通孔被打开/封闭的开关，所述触碰开关可以为踏板，也可以为触控板，例如可以是，若触碰开关为踏板，则当小鼠踩到踏板时，阻挡件移动，对应的连通孔被打开；若触碰开关为触控板，则当小鼠的肢体部位碰到触控板时，阻挡件移动，对应的连通孔被打开。

其中，所述图像采集装置设置在监测平台中，可以设置在每个容置空间的上部位置，所述监测平台为不封口设置，即三个容置空间中的状况可以在监测平台上方俯视观看，更加直观。

其中，所述图像采集装置可以为摄像头，具体可以为针孔摄像头，本发明实施例对此不进行限制。所述图像采集装置可以设置于监测平台的上方，以便于拍摄到监测平台内与待测试动物相关的图像信息，所述图像采集装置也可以设置于监测平台的下方，若图像采集装置设置于监测平台的下方，则对监测平台底面的材质有要求，例如可以是单侧透光玻璃，既不能影响对于待测试动物的测试，又可以满足将摄像头设置在底部采集到待测试动物相关的图像信息。需要说明的是，若监测平台整体采用单侧透光玻璃材质，则不需要限定图像采集装置的设置位置，图像采集装置的设置位置以能够拍摄到待测试动物在监测平台内所有动作或者尽可能多的动作为基准设置。所述图像采集装置可以为一个摄像头也可以为多个设置在不同位置的摄像头，本发明实施例对此不进行限制。

可选的，所述监测平台还可以是封闭的，若监测平台是封闭的，则需要设置监测平台的材质为单侧透光玻璃，以便于对监测平台的观察，也无需限定图像采集装置设置的位置。且，若监测平台是封闭的，则需要留有通风孔，以及一些试验必须的通孔。

其中，所述三个容置空间中的中间容置空间的面积大于两侧容置空间的面积，中间容置空间的形状可以为长方形，也可以为正方形，还可以为圆形，优选的，中间容置空间的形状为长方形。两侧容置空间的形状和面积相同，且两侧容置空间的面积小于中间容置空间，两侧容置空间和中间容置空间的形状可能相同，两侧容置空间和中间容置空间的形状也可能不同，本发明实施例对此不进行限制。

其中，所述放食器为用于放置有食物颗粒的的食盒，待测试动物可以吃掉放食器中的食物颗粒。

其中，所述阻挡件可以为升降闸门，升降闸门可以处于常开状态，也可以受触碰开关控制，触碰开关控制升降闸门移动以使对应的连通孔被打开/封闭。

可选的，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。

其中，激光器中的激光光源主要有蓝光和黄光激光光源，其中蓝光波长λ＝473nm能够激活动物脑内光敏感基因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。

现有技术中，主动操作箱主要由隔音箱和踏板系统组成，通过训练动物通过按压踏板以获得食物奖赏，可以选择设置动物按压踏板的次数来建立动物需要付出努力才能获得食物奖赏，比如可以通过让动物按压5次时才给一粒好吃的粮食。隔音箱里放置了不用需要付出努力就能获取的粗糙的粮食，测试动物在面对两种选择时的决策行为。由于操作箱具有密闭、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、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等缺陷，针对这些缺陷，本发明实施例的目的是建立一种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。

本发明实施例在监测过程中，待测试动物的初始位置为中间容置空间中距离第一容置空间和第二容置空间的距离相等的位置处，为了保证待测试动物处于中间容置空间中距离第一容置空间和第二容置空间的距离相等的位置处可以通过放置障碍物阻挡动物来实现将待测试控制于中间容置空间的中心位置，也可以在中间容置空间内设置一个容置空间用于防止待测试动物，以使得待测试动物处于中间容置空间中距离第一容置空间和第二容置空间的距离相等的位置处，中间容置空间内设置的容置空间具备一个常开的通孔，以便于待测试动物从中间容置空间内设置的容置空间走出去往第一容置空间或者第二容置空间。

本发明实施例通过一种动物行为监测系统实现了对啮齿类动物竞争性决策的行为学记录、光遗传学调控特定脑区实现竞争性决策的转换以及通过脑电数据与光遗传刺激系统的闭合回路刺激，可以实现特定脑区靶点的电生理记录给予特定脑区光刺激实现自动生物反馈。

本发明实施例中的动物行为监测系统包括监测平台、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。其中生物反馈装置主要由计算机组成；光遗传学调控装置主要由激光器和波形发生器；脑电光纤耦合采集装置包括脑电信号的电极与光纤集合采集器。生物反馈装置对光遗传学调控装置中的波形发生器进行控制，决定输出的激光的波形、波长、强度、时程、间隔等函数信息，生物反馈装置同时对于脑电进行实时分析确定实验动物决策时特定脑区的放电水平并给予一定频率的光刺激干扰。

本发明实施例中的脑电光纤耦合采集装置包含电极与光纤耦合器；生物反馈装置可通过脑电光纤耦合采集装置采集的信号设置决定输出光遗传刺激的频率，时间间隔，波形等参数。结合具有细胞选择性和高时空分辨率的光遗传技术，可以选择特定神经元进行兴奋或是抑制从而干预动物正常或是异常的竞争性决策行为，从而实现毫秒级时空精确性。

本实施例的技术方案，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。

实施例二

图2为本发明实施例二中的一种动物行为监测系统的结构示意图，如图2所示，该系统包括：第一容置空间210、中间容置空间220、第二容置空间230、触碰开关240、图像采集装置250、光遗传学调控装置260、脑电光纤耦合采集装置270以及生物反馈装置280；

其中，所述两侧容置空间包括第一容置空间210和第二容置空间230，其中，所述第一容置空间210与所述中间容置空间220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210与所述中间容置空间220相邻处设置的连通孔处于打开状态。

其中，所述预设位置为能够保证连通孔处于打开状态的位置，例如可以是连通孔的正上方。

可选的，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。

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，可以为所述第二放食器中放置的食物的数量大于所述第一放食器中放置的食物的数量；也可以为所述第二放食器中放置的食物的品质好于所述第一放食器中放置的食物的品质。例如可以是，所述第一放食器为低奖赏食盒，所述第二放食器为高奖赏食盒。

可选的，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。

其中，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与第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件不同，第二容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件是受触碰开关控制的，而第一容置空间与所述中间容置空间相邻处设置的阻挡件是一直处于预设位置的。

可选的，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。

其中，所述中间容置空间大于第一容置空间的面积，且中间容置空间大于第二容置空间的面积，所述容置空间可以为房间，相应的，容置空间的侧面就相当于房间的墙壁。例如可以是，第一容置空间处于中间容置空间的左侧，第二容置空间处于中间容置空间的右侧，第一容置空间的右侧的墙壁共用中间容置空间的左侧墙壁，第一容置空间的右侧的墙壁的大小小于中间容置空间的左侧墙壁，且第一容置空间与中间容置空间共用的墙壁上设置有连通孔，以使得中间容置空间中的待测试动物能够通过连通孔进入第一容置空间。同理，第二容置空间处于中间容置空间的右侧，第二容置空间的左侧的墙壁共用中间容置空间的右侧墙壁，第二容置空间的左侧的墙壁的大小小于中间容置空间的右侧墙壁，且第二容置空间与中间容置空间共用的墙壁上设置有连通孔，以使得中间容置空间中的待测试动物能够通过连通孔进入第二容置空间。

可选的，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。

可选的，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。

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连通孔处于中间容置空间的左侧墙壁处，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于中间容置空间的右侧墙壁处，且中间容置空间的左侧墙壁处的连通孔和中间容置空间的右侧墙壁处的连通孔相对设置。也就是说，中间容置空间的左侧墙壁处的连通孔与中间容置空间的右侧墙壁处的连通孔是对称设置的。

可选的，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。

其中，所述障碍物用于将待测试动物的初始位置限制在中间容置空间中心位置，以增加测试结果的准确度。由于待测试动物是不受控的，因此若不防止障碍物则很难保证待测试动物处于中间容置空间的中心位置。

可选的，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。

其中，若所述待测试动物为小鼠，则所述第一竞争动物也为同一种类的小鼠，第二竞争性动物同样为同一种类的小鼠。

本实施例的技术方案，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。

实施例三

图3为本发明实施例三中的一种动物行为监测系统的图示，如图3所示，本发明实施例针对啮齿类动物，对其进行竞争性决策行为学分析，提出了一种动物行为监测系统，动物行为监测系统包括：第一容置空间350、第二容置空间360、中间容置空间340、触碰开关370、图像采集装置、光遗传学调控装置、脑电光纤耦合采集装置380以及生物反馈装置330，第一容置空间350内放置有第一竞争动物420，第二容置空间360内放置有第二竞争性动物430，中间容置空间340内放置有待测试动物410，且将待测试动物410通过障碍物341阻挡在中间容置空间340中间位置。第一容置空间350和中间容置空间340相邻处设置第一连通孔和第一阻挡件352，第一连通孔处放置第一放食器351，第二容置空间360和中间容置空间340相邻处设置第二连通孔和第二阻挡件362，第二连通孔处放置第二放食器361，其中，第一阻挡件352一直保持开启不需要付出努力，即可以获得第一放食器351中的食物颗粒3511；第二阻挡件362需要待测试动物按压触碰开关370才可以移动阻挡件以使得对应的连通孔被打开/封闭，并且要与第二竞争性动物430共同获取第二放食器361中的食物颗粒，光遗传学调控装置主要包括图3所示的激光器310和波形发生器320，生物反馈装置330通过光遗传学调控装置与脑电光纤耦合采集装置380相连，脑电光纤耦合采集装置380安装在中间容置空间340内的待测试动物410的测试部位上。

在一个具体的例子中，监测平台包括：第一房间、第二房间和第三房间；其中，第一房间为第一容置空间，第二房间为第二容置空间，第三房间为中间容置空间，第三房间处于第一房间和第二房间中间位置，且第一房间与第三房相连的墙壁设置有第一闸门，第二房间与第三房间相连的墙壁设置有第二闸门，第一闸门与第二闸门相对，第一闸门入口处设置有第一食盒，第二闸门入口处设置有第二食盒，第一食盒为低奖赏食盒，第二食盒为高奖赏食盒，第三房间内与第二房间相连的墙壁附近区域设置有踏板，第一闸门为常开闸门，第二闸门于踏板处于按压状态时开启。

在另一个具体的例子中，如图4所示，图4为监测平台的部分图示，其中，由于第一阻挡件352一直保持开启不需要付出努力，第一连通孔353处于常开状态，待测试动物410可以绕过障碍物到达第一容置空间，与第一容置空间内放置的第一竞争动物420竞争食物颗粒，待测试动物410也可以通过按压触碰开关370，第二阻挡件362移动，使得对应的第二连通孔被打开，待测试动物410与第二容置空间内放置的第二竞争动物430竞争食物颗粒。

本实施例的技术方案，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。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

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；

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；

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；

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；

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。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一容置空间的大小与所述第二容置空间的大小相同。

4.根据权利要求1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。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。

Images