CN110915669B - 动物进食行为与神经元功能监测同步化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，包括：箱体，箱体内设置有盛放食物的食槽；称重机构，称量食槽内的所有物体的重量并显示称量结果，食槽放置在称重机构的顶部；监控机构，实时监控箱体内的动物的行为活动和称重机构的称量结果；神经元功能监测设备，实时监测动物的神经元功能，神经元功能监测设备连接在动物身上。本发明动物进食行为与神经元功能监测同步化装置能实现同步化监测动物进食行为以及与进食行为相关的神经元功能，该装置克服了不能实时地监测动物的觅食与进食行为、不能配合神经元功能监测设备进行相关行为的神经元功能解析的问题，同时还解决了对动物进食量的监测不准确和动物进食起止时间监控困难的问题。

Description

动物进食行为与神经元功能监测同步化装置

技术领域

本发明涉及动物实验设备技术领域，尤其涉及一种动物进食行为与神经元功能监测同步化装置。

背景技术

现代生活水平提高，生活物质极大丰富，肥胖已经成为一个全球性问题。而肥胖对于个体健康的危害是巨大的，它增加心血管疾病的危险，影响消化系统的功能和内分泌系统的功能，增加癌症发生的危险性和关节软组织损伤，导致生殖能力下降以及其他问题包括心理障碍、心脏病、糖尿病、动脉粥样硬化、脂肪肝、胆结石、水肿和痛风等。

饮食过量是引起肥胖的一个重要原因，因此，理解进食相关的生物学基础对于从源头上预防或治疗肥胖有着重要意义。而个体的很多行为都是通过大脑来发出指令并最终实施的，因此进食相关的神经生物学机制研究对于理解进食及进食异常行为有着至关重要的意义。近年来，进食相关的神经生物学机制研究呈现越来越热门的趋势，进食相关的研究手段也在得到不断的完善。

在进食的神经生物学机制研究当中，动物行为学研究以及同步化的神经生理功能研究是一个非常重要的内容。现有技术中应用相对广泛的是代谢笼，它主要监测实验动物的日常进食量、代谢相关参数、排泄等参数。但是需要指出的是，该代谢笼不能实时地监测动物的觅食与进食行为，不能配合神经元功能监测装置进行相应行为的神经功能解析。在国际顶级期刊《自然》杂志上发表的关于觅食行为的研究中，使用了一种动物觅食监测的行为学范式，它能够在一定程度上实现上述需求。但是，它仍然存在以下明显的不足：(1)主要偏重觅食行为的监测；(2)对于动物进食量的监测不准确；(3)对于动物进食起止时间监测困难。

发明内容

本发明的目的在于提出一种动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，该动物进食行为与神经元功能监测同步化装置可以实现准确地同步监测动物的进食行为、进食量以及与进食行为相关的神经元功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，包括：

箱体，所述箱体内设置有用于盛放食物的食槽；

称重机构，用于称量所述食槽内的所有物体的重量并显示称量结果，所述食槽放置在所述称重机构的顶部；

监控机构，用于实时监控所述箱体内的动物的行为活动和所述称重机构的所述称量结果；以及，

神经元功能监测设备，用于实时监测所述动物的神经元功能，所述神经元功能监测设备连接在所述动物身上。

在一些实施例中，所述称重机构包括称重台和显示器，所述食槽放置在所述称重台顶部，所述称重台能称量所述食槽内的所有物体的重量，所述显示器与所述称重台电连接并实时显示所述称重台的称重结果。

在一些实施例中，所述动物进食行为与神经元功能监测同步化装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括多个支撑件，多个所述支撑件间隔设置在所述箱体的底部以支撑所述箱体。

在一些实施例中，所述箱体的底部设置有通孔，所述称重台设置在所述箱体外并位于所述通孔的下方，所述食槽位于所述通孔中，且所述食槽的上表面与所述箱体的内底面平齐。

在一些实施例中，所述监控机构包括用于实时监控所述食槽的第一摄像头以及用于实时监控整个所述箱体和所述称重结果的第二摄像头。

在一些实施例中，所述箱体为透明箱体，所述第一摄像头设置在所述箱体的侧面，所述第二摄像头设置在所述箱体的上方。

在一些实施例中，所述动物进食行为与神经元功能监测同步化装置还包括终端，所述终端分别与所述称重机构、所述监控机构和所述神经元功能监测设备通信连接。

在一些实施例中，所述箱体的内部空间通过隔板分隔为第一区域和第二区域，所述隔板上开设有连通所述第一区域和所述第二区域的开口。

在一些实施例中，所述第一区域放置有所述食槽，所述第二区域放置有水槽。

在一些实施例中，所述箱体为顶部敞口的箱体。

本发明至少具有以下有益效果：

上述动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，通过称重机构称量食槽内的所有物体的重量并显示称量结果，监控机构实时监控箱体内的动物的行为活动和称重机构的称量结果，神经元功能监测设备实时监测动物的神经元功能，从而实现同步化监测动物进食行为以及与进食行为相关的神经元功能，有助于研究分析动物的进食行为以及与进食相关的同步化神经生理功能。该装置克服了不能够实时地监测动物的觅食与进食行为、不能配合神经元功能监测设备进行相关行为的神经元功能解析的问题，同时还解决了对动物进食量的监测不准确和对动物进食起止时间监控困难的问题。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的动物进食行为与神经元功能监测同步化装置的结构示意图；

附图标号说明：

箱体10，食槽20，称重台31，显示器32，第一摄像头41，第二摄像头42，支撑件50，终端60，隔板70，开口71，水槽80，动物90，食物100。

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。

本实施方式提供了一种动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，如图1所示，该动物进食行为与神经元功能监测同步化装置包括箱体10、称重机构、监控机构和神经元功能监测设备。其中，箱体10用于放置动物90，该箱体10内设置有用于盛放食物100的食槽20；称重机构用于称量食槽20内的所有物体的重量并显示称量结果，食槽20放置在称重机构的顶部；监控机构用于实时监控箱体10内的动物90的行为活动和称重机构的称量结果；神经元功能监测设备用于实时监测动物90的神经元功能，神经元功能监测设备连接在动物90身上。

上述动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，通过称重机构称量食槽20内的所有物体的重量并显示称量结果，监控机构实时监控箱体10内的动物90的行为活动和称重机构的称量结果，神经元功能监测设备实时监测动物90的神经元功能，从而实现同步化监测动物进食行为以及与进食行为相关的神经元功能，有助于研究分析动物90的进食行为以及与进食相关的同步化神经生理功能。该装置克服了不能够实时地监测动物90的觅食与进食行为、不能配合神经元功能监测设备进行相关行为的神经元功能解析的问题，同时还解决了对动物进食量的监测不准确和对动物进食起止时间监控困难的问题。

其中，实验中使用的食物100放置于食槽20中，动物90可在整个箱体10内自由活动，包括对整个箱体10的探索、进入食槽20外围区域进行觅食和进入食槽区域(即食槽20内)进行试探和进食。

在一些实施例中，箱体10的内部空间通过隔板70分隔为第一区域和第二区域，隔板70上开设有连通第一区域和第二区域的开口71，也就是说，箱体10为双箱结构，从而动物90可以在第一区域和第二区域之间穿梭，以便更好地进行分区域统计，方便研究觅食行为。可选地，在第一区域放置有食槽20，第二区域放置有水槽80，通过将水槽80和食槽20分区域放置可以避免动物90的饮水行为对进食行为造成干扰，以便更准确地研究分析动物90的觅食行为和进食行为。

当然，在其它实施例中，箱体10也可以是一个内部贯通的大箱子，即箱体10可以为单箱结构，此时可将食槽20和水槽80放置在箱体10的不同角落(例如将食槽20和水槽80分别放置在箱体10的斜对角)，以避免动物90的饮水行为对进食行为造成干扰，以便更准确地研究分析动物90的觅食行为和进食行为。

在一些实施例中，称重机构包括称重台31和显示器32，食槽20放置在称重台31顶部，称重台31能称量食槽20内的所有物体的重量，显示器32与称重台31电连接并实时显示称重台31的称重结果，即通过显示器32实时显示称重台31监测到的食槽20内的物体重量。优选地，称重台31为高精度称重装置，以实现食槽20内所有物体的高精度实时称量。

在一些实施例中，动物进食行为与神经元功能监测同步化装置还包括支撑机构，支撑机构包括多个支撑件50，多个支撑件50间隔设置在箱体10的底部以支撑箱体10。

在上述支撑机构的结构基础上，箱体10的底部设置有通孔，称重台31设置在箱体10外并位于通孔的下方，食槽20位于通孔中，且食槽20的上表面与箱体10的内底面平齐，从而使动物90能更方便地进入食槽20中进食。具体地，通过多个支撑件50间隔设置在箱体10的底部以支撑箱体10，使得箱体10悬空从而下方形成一定的空间，以便称重台31能设置于箱体10下方的空间，实现食槽20放置在称重台31顶部时食槽20的上表面与箱体10的内底面平齐。

在一些实施例中，监控机构包括用于实时监控食槽20的第一摄像头41以及用于实时监控整个箱体10和称重结果的第二摄像头42。具体地，动物90进入食槽20所在第一区域后的进食行为将被第一摄像头41实时监控，同时显示器32将实时显示称重台31监测到的食槽20内的物体重量；第二摄像头42监控动物90在整个箱体10中的行为活动，同时还监控显示器32以便同步化拍摄食槽20中的物体重量。

在一些实施例中，箱体10为透明箱体，第一摄像头41设置在箱体10的侧面，第一摄像头41从箱体10的侧面对准食槽20以对食槽20进行实时视频监控；第二摄像头42设置在箱体10的上方，监控视角范围更大，以便更好地监控动物90在整个箱体10中的行为活动和监控显示器32的显示结果。

在一些实施例中，动物进食行为与神经元功能监测同步化装置还包括终端60，终端60分别与称重机构、监控机构和神经元功能监测设备通信连接。具体地，监控机构、称重机构和神经元功能监测设备等所监控或监测得到的数据将同步化传输至终端60，以便进行数据储存和数据分析。可选地，终端60可以为但不限于为手机、电脑等能进行数据储存和数据分析的终端；终端60可以通过有线连接方式或者无线连接方式分别与称重机构、监控机构和神经元功能监测设备通信连接。

在一些实施例中，箱体10为顶部敞口的箱体，当终端60通过有线连接方式分别与称重机构、监控机构和神经元功能监测设备通信连接，连接线可以从箱体10的敞口处伸出，悬垂于整个动物进食行为与神经元功能监测同步化装置的上方，同时不会影响动物90的自由活动。

图1所示动物进食行为与神经元功能监测同步化装置的工作原理如下：

进行神经功能检测的动物90身体上有线连接或无线连接神经元功能监测设备，将该动物90放置于箱体10中，动物90将在整个箱体10中自由活动，包括对整个箱体10的探索和自由移动、进入食槽20外围区域进行觅食、进入食槽区域(即进入食槽20内)进行试探和进食；动物90进入食槽20后的进食行为将被第一摄像头41实时监控，显示器32将实时显示称重台31监测到的食槽20内的动物及食物重量(即食槽20内的动物90和食物100的总重量)；当动物90离开食槽20后，显示器32将实时显示称重台31监测到的食物100重量，以此佐证动物进食情况；在整个实验过程中，位于箱体10上方的第二摄像头42实时监控动物90在整个箱体10中的行为活动，该第二摄像头42同时还监控显示器32以便同步化拍摄食槽20中的物体重量；以上所有监控和监测所得数据同步化传输至终端60。

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 (7)

1.一种动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，其特征在于，包括：

箱体(10)，所述箱体(10)内设置有用于盛放食物(100)的食槽(20)；

称重机构，用于称量所述食槽(20)内的所有物体的重量并显示称量结果，所述食槽(20)放置在所述称重机构的顶部；

监控机构，用于实时监控所述箱体(10)内的动物(90)的行为活动和所述称重机构的所述称量结果；以及，

神经元功能监测设备，用于实时监测所述动物(90)的神经元功能，所述神经元功能监测设备连接在所述动物(90)身上；

所述称重机构包括称重台(31)和显示器(32)，所述食槽(20)放置在所述称重台(31)顶部，所述称重台(31)能称量所述食槽(20)内的所有物体的重量，所述显示器(32)与所述称重台(31)电连接并实时显示所述称重台(31)的称重结果；

所述动物进食行为与神经元功能监测同步化装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括多个支撑件(50)，多个所述支撑件(50)间隔设置在所述箱体(10)的底部以支撑所述箱体(10)；

所述箱体(10)的底部设置有通孔，所述称重台(31)设置在所述箱体(10)外并位于所述通孔的下方，所述食槽(20)位于所述通孔中，且所述食槽(20)的上表面与所述箱体(10)的内底面平齐。

2.根据权利要求1所述的动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，其特征在于，所述监控机构包括用于实时监控所述食槽(20)的第一摄像头(41)以及用于实时监控整个所述箱体(10)和所述称重结果的第二摄像头(42)。

3.根据权利要求2所述的动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，其特征在于，所述箱体(10)为透明箱体，所述第一摄像头(41)设置在所述箱体(10)的侧面，所述第二摄像头(42)设置在所述箱体(10)的上方。

4.根据权利要求1所述的动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，其特征在于，所述动物进食行为与神经元功能监测同步化装置还包括终端(60)，所述终端(60)分别与所述称重机构、所述监控机构和所述神经元功能监测设备通信连接。

5.根据权利要求1所述的动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，其特征在于，所述箱体(10)的内部空间通过隔板(70)分隔为第一区域和第二区域，所述隔板(70)上开设有连通所述第一区域和所述第二区域的开口(71)。

6.根据权利要求5所述的动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，其特征在于，所述第一区域放置有所述食槽(20)，所述第二区域放置有水槽(80)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的动物进食行为与神经元功能监测同步化装置，其特征在于，所述箱体(10)为顶部敞口的箱体。

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