CN110840410A - 动物被动恐高行为测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动物被动恐高行为测试装置，包括高台和支撑机构，高台包括用于放置动物的高台底座和围设在高台底座周围的围板，围板可上下翻转地连接在高台底座上，支撑机构设置在高台底座的底部以支撑高台底座。本发明动物被动恐高行为测试装置能快速无打扰地切换动物所处的恐高状态：当围板翻转至朝上状态时，置于高台底座上的动物因处于闭合的高台中而切换至低恐高水平的行为状态中；当围板翻转至朝下状态时，动物因所处高台底座无围板遮挡而切换至高水平的恐高状态中。整个恐高状态切换过程无需对动物本身进行操作，可免除人为因素打扰和避免引入动物其它行为因素，实现精确、纯粹地测试动物的恐高行为，有助于精确解析恐高相关的神经机制。

Description

动物被动恐高行为测试装置
技术领域
本发明涉及动物实验设备技术领域，尤其涉及一种动物被动恐高行为测试装置。
背景技术
现代医学高速发展，其中脑认知与脑疾病科学的发展亦有了长足的发展，然而与其他领域相比，神经精神系统疾病仍然是人类所面临的最复杂最难以解决的问题。近一两年来，各国政府也越来越重视脑科学的研究投入，欧洲共同体、美国、日本、加拿大、澳大利亚等各个国家和区域相继启动了各项脑计划。科学家们和各国政府在脑科学研究的重要性与必要性上达成了如此高度的一致是有其深刻原因：脑疾病严重危害着人类的身心健康，但却至今为止都没有有效的治疗手段，究其原因是人类对大脑的认识以及脑疾病的发生机制都还不清楚。例如，精神分裂症，这种普通人群发病率高达0.8％的神经精神疾病，就有大约10％的患者药物治疗基本无效，而还有很多患者则只能靠药物调节控制，并不能直接治愈。因此脑认知与脑疾病相关的研究亟待进行，而很多科学研究都不是直接在人身上进行的，而是需要通过动物模型来进行。因此，一些国际认可的规范的动物实验范式和方式就必不可少。
啮齿类动物是科学研究、药物开发等动物相关实验最常用的实验动物之一，动物实验包括恐高行为相关的评估测试，比如有些神经精神系统疾病患者会降低甚至缺乏了对高度的恐惧，从而对该患者产生很大的安全威胁。而对高度的恐惧并非人类所独有，生物界中很多动物(例如模式生物之一啮齿类动物)都对高度有强烈的恐惧、回避。目前常用的焦虑测试的行为学范式如高架十字迷宫、O迷宫等都是利用了动物对高度的恐惧，会尽量回避这些危险区域，即减少在这些区域中的活动甚至在行动中会呈现出明显的防卫动作，但是这些都不是专门用来测试对高度恐惧的试验装置。
在实验动物行为学研究中，恐高行为是一个很重要的内容，目前已经有一些对动物恐高行为评估的行为学范式，但是在神经科学中我们最终要研究的并不是动物的行为本身，而是要解析行为背后的神经网络的功能机制。因此，恐高相关的神经功能机制研究需要一个更为纯粹的恐高行为测试装置，以用于神经功能学研究当中，将恐高行为从焦虑行为的神经网络剥离出来进行解析，让研究更有针对性，不至于混为一谈。
在现有技术中，目前恐高行为的测试主要是将动物强制性地放置在一个高台上，观察动物在高台上的行为，但是这种行为学范式缺乏更直接的对照，在记录该恐高行为相关的脑区神经元或神经元集群功能活动时，只能有效记录到动物在恐高水平较高时的活动，而缺乏较低水平恐高时的活动。另外还有一种测试范式是在空旷环境中设置一个具有斜度可攀爬的不规则高台/玩具，观察动物爬上去的表现，但这种方法的弊端在于动物的运动功能、探索欲等都将参与该行为的结果，如此一来该测试相关的功能检测及行为检测的结果都将与多种混杂因素有关，而不是相对纯粹的恐高行为，即该范式不够精确、纯粹，不足以用于精确解析恐高相关的神经机制。
发明内容
本发明的目的在于提出一种动物被动恐高行为测试装置，该动物被动恐高行为测试装置能够精确、纯粹地测试动物的恐高行为。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种动物被动恐高行为测试装置，包括高台和支撑机构，所述高台包括用于放置动物的高台底座和围设在所述高台底座周围的围板，所述围板可上下翻转地连接在所述高台底座上，所述支撑机构设置在所述高台底座的底部以支撑所述高台底座。
在一些实施例中，所述围板通过转动连接件与所述高台底座转动连接。
在一些实施例中，所述转动连接件为铰链。
在一些实施例中，所述围板的数量为多个，相邻的两个所述围板之间可拆卸连接。
在一些实施例中，相邻的两个所述围板之间磁吸连接或者卡扣连接。
在一些实施例中，所述围板的外壁上设有翻转操作件。
在一些实施例中，所述支撑机构包括支撑杆，所述支撑杆竖直设置，所述高台底座设置在所述支撑杆的顶部。
在一些实施例中，所述支撑杆的高度可调。
在一些实施例中，所述支撑机构还包括直线驱动件，所述支撑杆连接在所述直线驱动件的输出端，所述直线驱动件的输出端能伸缩运动以驱动所述支撑杆升降。
在一些实施例中，所述支撑机构还包括支撑底座，所述支撑杆的一端与所述支撑底座连接，另一端与所述高台底座连接。
本发明至少具有以下有益效果：
上述动物被动恐高行为测试装置，支撑机构设置在高台底座的底部以支撑高台底座，使高台底座处于一定的高度，通过将围设在高台底座周围的围板设计成可上下翻转地连接在高台底座上，从而可以快速无打扰地切换动物所处的恐高状态：当围板翻转至朝上状态时，放置于高台底座上的动物因处于闭合的高台中而切换至低恐高水平的行为状态中；当围板翻转至朝下状态时，动物因所处高台底座的四周无围板遮挡而切换至高水平的恐高状态中。整个恐高状态切换过程不需要对动物本身进行操作，可免除人为因素打扰和避免引入动物其它行为因素，实现精确、纯粹地测试动物的恐高行为，有助于精确解析恐高相关的神经机制。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的动物被动恐高行为测试装置切换至低恐高水平状态时的结构示意图；
图2为本发明实施方式提供的动物被动恐高行为测试装置切换至高恐高水平状态时的结构示意图；
附图标号说明：
10-高台；11-高台底座；12-围板；20-支撑机构；21-支撑杆；22-支撑底座；30-转动连接件；40-翻转操作件。
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的实施例。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。
如图1至图2所示，一实施方式的动物被动恐高行为测试装置包括高台10和支撑机构20，高台10包括用于放置动物的高台底座11和围设在高台底座11周围的围板12，围板12可上下翻转地连接在高台底座11上，支撑机构20设置在高台底座11的底部以支撑高台底座11。
上述动物被动恐高行为测试装置，支撑机构20设置在高台底座11的底部以支撑高台底座11，使高台底座11处于一定的高度，通过将围设在高台底座11周围的围板12设计成可上下翻转地连接在高台底座11上，从而可以快速无打扰地切换动物所处的恐高状态：当围板12翻转至朝上状态时，放置于高台底座11上的动物因处于闭合的高台10中而切换至低恐高水平的行为状态中；当围板12翻转至朝下状态时，动物因所处高台底座11的四周无围板12遮挡而切换至高水平的恐高状态中。整个恐高状态切换过程不需要对动物本身进行操作，可免除人为因素打扰和避免引入动物其它行为因素，实现精确、纯粹地测试动物的恐高行为，有助于精确解析恐高相关的神经机制。
为了实现围板12的上下翻转，在一些实施例中，围板12通过转动连接件30与高台底座11转动连接，即由转动连接件30将围板12连接到高台底座11上，转动连接件30实现围板12相对于高台底座11上下转动。可选地，在一些实施例中，转动连接件30为铰链，铰链水平设置，围板12能绕铰链的轴线转动，实现上下翻转转动。当然，在其它实施例中，也可以通过其它方式实现围板12与高台底座11转动连接，例如在围板12和高台底座11两者中一个上设置轴孔，另一个上设置转轴，转轴插设在轴孔中并能相对轴孔转动，从而使围板12可上下翻转。
具体地，围板12的数量为多个，相邻的两个围板12之间可拆卸连接，以允许实验操作人员将所有围板12切换至向上和向下两种不同的状态。可选地，在一些实施例中，相邻的两个围板12之间磁吸连接或者卡扣连接。具体地，如图1所示，当将围板12切换至朝上的状态(即将围板12向上翻转)并使每两个相邻的围板12之间相互连接时，多个围板12与高台底座11共同形成一个闭合的空间，动物置于该闭合的空间中时将不面临高空，因而动物处于低恐高水平的行为状态中；如图2所示，当将相连的围板12分别解除连接，并使围板12切换至朝下的状态(即将围板12向下翻转)时，动物将会因所处高台底座11的四周无围板12遮挡而面临四面高空，因而动物切换至高水平的恐高状态中。整个恐高状态切换过程不需要对动物本身进行操作，可免除人为因素打扰和避免引入动物其它行为因素，实现精确、纯粹地测试动物的恐高行为。
在如图1和图2所示的实施例中，围板12的数量为四个，每个围板12的边上分别设置有连接件(例如磁铁或者卡扣)，相邻的两个围板12之间通过连接件相连接，使得多个围板12围设在高台底座11的周向，与高台底座11共同形成一个闭合的空间。当然，在其它实施例中，围板12的数量也可以根据实际需求进行设置，并不限于上述实施例的四个。
进一步地，在一些实施例中，围板12的外壁上设有翻转操作件40(如图1所示)，该翻转操作件40用于供操作人员翻转围板12，以进行切换操作。可选地，该翻转操作件40可以是拉手或者其它可供操作人员操纵围板12的部件。
如图1所示，支撑机构20包括支撑杆21，支撑杆21竖直设置，高台底座11设置在支撑杆21的顶部。可选地，支撑杆21的数量为一个或多个，支撑杆21的数量越多则支撑稳定性越强。当支撑杆21的数量为多个时，多个支撑杆21间隔设置，例如图1所示两个支撑杆21间隔设置。
可选地，支撑杆21的高度可调，从而可以调节高台底座11的高度，以便对动物进行不同高度的恐高行为测试。为了实现调节支撑杆21的高度，在一些实施例中，支撑机构20还包括直线驱动件，支撑杆21连接在直线驱动件的输出端，直线驱动件的输出端能伸缩运动以驱动支撑杆21升降。具体地，高台底座11连接在支撑杆21的顶部，直线驱动件工作时其输出端伸缩以带动支撑杆21进行升降，以实现调节支撑杆21的高度，进而调节高台底座11的高度。
当然，在其它实施例中，也可以通过其它方式实现调节支撑杆21的高度，例如，支撑机构20可以包括多种长度不同的支撑杆21，支撑杆21可拆卸地连接高台底座11，通过更换不同长度的支撑杆21可以实现调节支撑杆21的高度，进而调节高台底座11的高度。
可选地，直线驱动件可以为电动液压推杆、电缸、液压缸或者气缸之类的驱动件，优选为伺服电缸，伺服电缸采用闭环伺服控制，推力控制精度高，运动平稳，低噪音，很容易与PLC(可编程逻辑控制器)等控制系统连接，实现高精度直线运动控制，且操作维护简单。
在一些实施例中，支撑机构20还包括支撑底座22(如图1和图2所示)，支撑杆21的一端与支撑底座22连接，支撑杆21的另一端与高台底座11连接。通过设计支撑底座22能增大支撑面积，从而提高整个动物被动恐高行为测试装置的稳定性。在上述结构的基础上，直线驱动件固定设置在支撑底座22上，可以随支撑底座22一同移动。
可以理解的是，在支撑机构20包括多种长度不同的支撑杆21的实施例中，支撑杆21的两端分别可拆卸地连接高台底座11与支撑底座22，从而可以通过更换不同长度的支撑杆21实现调节高台底座11的高度。
应当理解的是，高台10的尺寸可以根据被测试动物的体型进行相应设计；支撑底座22不限于附图中示意的板状设计，还可以是三角架等其他结构。
上述动物被动恐高行为测试装置的工作原理如下：进行神经功能检测的动物身体上有线连接或无线连接外部监测装置，将该动物放置于高台10的高台底座11上，当多个围板12翻转至朝上状态且相连接后(如图1)，动物因处于闭合的高台10中而切换至低恐高水平的行为状态中，可以同步监测动物特定脑区或神经环路在低恐高水平的行为状态中的神经元功能；当围板12翻转至朝下状态且相连接后(如图2)，动物因所处高台底座11无围板12的遮挡而切换至高水平的恐高状态中，可以同步监测动物特定脑区或神经环路在高恐高水平的行为状态中的神经元功能。整个切换状态不需要对动物本身进行操作，不影响动物身上的外部连接线或监测装置，可免除对整个动物测试的打扰，免除人为因素打扰对特定脑区或神经环路神经元功能的同步监测。
综上所述，上述动物被动恐高行为测试装置能快速无打扰地切换动物所处的恐高状态，以用于电生理记录、光纤成像、内窥镜成像等功能检测中恐高行为的神经网络功能研究。该动物被动恐高行为测试装置克服了测试实验动物行为学时缺乏有效对照的恐高状态切换不足的问题；此外，该动物被动恐高行为测试装置还解决了现有行为学装置涉及其他因素过多，导致所解析的神经网络功能不够纯粹的弊端。
需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
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使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本发明。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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 (10)

1.一种动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，包括高台(10)和支撑机构(20)，所述高台(10)包括用于放置动物的高台底座(11)和围设在所述高台底座(11)周围的围板(12)，所述围板(12)可上下翻转地连接在所述高台底座(11)上，所述支撑机构(20)设置在所述高台底座(11)的底部以支撑所述高台底座(11)。
2.根据权利要求1所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述围板(12)通过转动连接件(30)与所述高台底座(11)转动连接。
3.根据权利要求2所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述转动连接件(30)为铰链。
4.根据权利要求1所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述围板(12)的数量为多个，相邻的两个所述围板(12)之间可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，相邻的两个所述围板(12)之间磁吸连接或者卡扣连接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述围板(12)的外壁上设有翻转操作件(40)。
7.根据权利要求1所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述支撑机构(20)包括支撑杆(21)，所述支撑杆(21)竖直设置，所述高台底座(11)设置在所述支撑杆(21)的顶部。
8.根据权利要求7所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述支撑杆(21)的高度可调。
9.根据权利要求8所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述支撑机构(20)还包括直线驱动件，所述支撑杆(21)连接在所述直线驱动件的输出端，所述直线驱动件的输出端能伸缩运动以驱动所述支撑杆(21)升降。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的动物被动恐高行为测试装置，其特征在于，所述支撑机构(20)还包括支撑底座(22)，所述支撑杆(21)的一端与所述支撑底座(22)连接，另一端与所述高台底座(11)连接。
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