CN112106688B - 一种用于评价犬认知能力的测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及动物行为学技术领域，公开了一种用于评价犬认知能力的测试装置和方法，该测试装置包括：用于放置实验犬的测试笼，用于放置所述测试笼的测试台，用于认知能力测试的测试用具以及设置在所述测试笼外的摄像机。该评价方对实验犬进行四个认知能力的测试；通过将测试结果量化，来评价犬的认知能力。本发明的测试装置简单，易操作；评价方法简单，易操作；通过测试数据可以直观地评价犬的认知能力。
Description
技术领域
本发明涉及动物行为学技术领域，特别是涉及一种用于评价犬认知能力的测试装置及方法。
背景技术
在家犬的三万多年驯化历史中，与人类在共同环境下生活，亲密交流，成为人类忠诚的伴侣动物。家犬与人类之间在社交和情感上具有趋同进化现象。与模式动物小鼠和非人灵长类猴相比，家犬具有丰富的社交和情感，性格温顺，配合度高，繁殖快，便于遗传操作和克隆，是研究神经系统疾病的理想模式动物。人类的神经系统疾病已经成为威胁人类健康甚至社会稳定的重要因素。以家犬为模式动物去研究神经系统疾病，为研究人类神经系统疾病的发病机制提供巨大潜力和机遇。
为了量化研究大动物的认知水平，之前的研究者们提出了行为学范式，例如灵长类认知测试组合(PCTB)(Esther Herrmann et al.,2007)。这个分析中主要划分为物理认知和社会认知。在这个分析中，灵长类动物对物质世界的认知主要是在觅食的背景下进化而来的。但是灵长类动物的认知能力指标多，评价实验复杂，不适合犬类。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种包括测试笼、测试台、测试用具和摄像机的测试装置，以及一种利用该测试装置评价犬认知能力的方法。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于评价犬认知能力的测试装置，包括：用于放置实验犬的测试笼，用于放置所述测试笼的测试台，用于认知能力测试的测试用具，所述测试用具放置在所述测试台上，所述测试用具用于对所述实验犬进行设定次数的测试；以及设置在所述测试笼外，用于记录测试过程的摄像机。
进一步地，所述测试笼为规则的几何形状。
进一步地，所述测试笼为不锈钢材质。
进一步地，所述测试用具包括：不透明容器、彩色球和食物。
进一步地，所述测试装置设置于室内。
本发明还提供了一种利用上述测试装置评价犬认知能力的方法，包括以下步骤：
S1、对实验犬进行训练，通过所述训练对所述实验犬进行筛选，将筛选出的实验犬用于后续的测试；
S2、在所述测试台上放置若干个所述不透明容器，将一个所述彩色球呈现给所述实验犬后，用一个所述不透明容器将所述彩色球盖住，然后改变每个所述不透明容器的位置，让所述实验犬通过选择动作选出盖住所述彩色球的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S3、在所述测试台上放置若干个所述不透明容器，其中一个所述不透明容器中放置有一个所述彩色球，同时晃动若干个所述不透明容器若干次，使所述彩色球撞击所述不透明容器发出声音，让所述实验犬通过所述选择动作选出装有所述彩色球的不透明的容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S4、将若干个装有相同种类、相同量的食物的所述不透明容器放置在所述测试台上，测试人员的视线在所述实验犬和所述不透明容器之间来回转移若干次，然后盯着其中一个不透明容器，并用手指指向该不透明容器若干秒，然后让所述实验犬通过选择动作选出所述测试人员所指向的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S5、将若干个所述不透明容器放在所述测试台上，在所述每个不透明容器里装入相同种类、不同量的食物，然后，改变每个所述不透明容器的位置，让所述实验犬通过选择动作选出装有食物量最多的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S6、将记录的每个步骤中所述实验犬选对的次数占总测试次数百分比与基准数据相对比，评价所述实验犬的认知能力。
进一步地，所述实验犬的选择动作包括：所述实验犬靠近或嗅闻或伸出爪子触碰所述测试用具。
(三)有益效果
本发明提供的用于评价犬认知能力的测试装置和方法，利用测试笼、测试台和测试用具构成的测试装置，通过实验犬在相关的认知能力测试中实验犬做出正确选择的次数占全部测试次数的百分比，将实验犬的认知能力量化。同时，也简化了测试指标，使得测试易操作，评价数据直观，易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例中的用于评价犬认知能力的测试装置的示意图；
图2为本发明实施例中的评价犬认知能力的方法的流程图；
图3为本发明实施例中的实验犬在训练阶段的达到标准所用的训练次数和训练天数的数据；
图4为本发明实施例中的实验犬在测试的各步骤中选对的百分比的数据。
附图中的附图标记依次为：
1、测试笼，2、测试台，3、摄像机。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。在此，本发明的以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的范围。
如图1所示，本发明的实施例提供一种用于评价犬认知能力的测试装置，包括：用于放置实验犬的测试笼1，用于放置测试笼1的测试台2，用于认知能力测试的测试用具以及设置在测试笼1外的摄像机3。测试笼1为规则的几何形状，用于限制实验犬的活动空间。测试笼1为不锈钢材质的。测试用具包括：不透明容器、彩色球和食物。本发明的测试装置设置在室内，避免过多的环境因素在评价测试过程中干扰实验犬的注意力，对实验犬的行为和判断产生干扰，进而影响评价结果。
本实施例中，如图1所示，测试笼1为尺寸为1.5*1*1m(长*宽*高)的不锈钢材质的笼子。放在由桌子充当的测试台2上，测试笼1前面的桌面用于摆放测试用具。测试用具可以是不透明的杯子，不透明的罐，彩色球，食物，例如熟鸡肉。摄像机3设置在测试笼1和测试台2的上方，在测试过程中能够拍摄实验犬和测试人员的全部活动。摄像机3为海康威视摄像机，并且为广角摄像机。测试笼1和测试台2要清洁、无异味。整个测试装置放置在一个15m2的房间里，房间内无任何家具和杂物，遮蔽自然光源和室内非照明光源，环境噪音在60dB以下。
如图2所示，本发明的实施例还提供了一种利用上述测试装置评价犬认知能力的方法，包括以下步骤：
S1、对实验犬进行训练，通过所述训练对所述实验犬进行筛选，将筛选出的实验犬用于后续的测试；
在进行认知能力的评价测试前，实验犬接受训练(每天10次)以获得一个基础的认知水平。训练的方法是给实验犬看一个橙色球，然后把该橙色球放在两个杯子中的一个下面。让实验犬选择球在哪个杯子里；如果实验犬选对了，则会给其一块熟鸡肉作为奖励；否则，就没有奖励。实验犬在训练阶段中，如果连续两天选择正确率在80％以上或连续三天选择正确率在70％以上时，才有资格进入测试阶段。
S2、在测试台2上放置若干个所述不透明容器，将一个彩色球呈现给实验犬后，用一个不透明容器将彩色球盖住，然后改变每个不透明容器的位置，让实验犬通过选择动作选出盖住彩色球的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用摄像机3记录所述实验犬选对的次数。
实验犬的选择动作包括：实验犬靠近或嗅闻或伸出爪子触碰测试用具。
本实施例中，在测试笼1前面的测试台2上放了三个不透明的杯子。将一个橙色球给实验犬看；然后，三个杯子都倒扣在测试台2上，并将橙色球扣在一个杯子中；接着，改变三个被子的位置，让实验犬通过选择动作选出扣住橙色球的杯子。重复上述过程30次，用摄像机3记录实验犬选对的次数。
S3、在测试台2上放置若干个不透明容器，其中一个不透明容器中放置有一个彩色球，同时摇晃若干个不透明容器若干次，使彩色球撞击所述不透明容器发出声音，让实验犬通过选择动作选出装有彩色球的不透明的容器；重复上述过程设定的次数，利用摄像机3记录实验犬选对的次数。
本实施例中，在测试笼1前面的测试台2上放置两个不透明的杯子，其中一个杯子内放有一个彩色球。实验犬并不知道这个情况。然后同时晃动两个杯子，使得装有彩色球的杯子发出声音，让实验犬通过选择动作选出装有彩色球的杯子。重复上述过程30次，用摄像机3记录实验犬选对的次数。
S4、将若干个装有相同种类、相同量的食物的不透明容器放置在测试台上，测试人员的视线在实验犬和不透明容器之间来回转移若干次，盯着其中一个不透明容器，并用手指指向该不透明容器若干秒，然后让实验犬通过选择动作选出所述测试人员所指的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用摄像机3记录实验犬选对的次数。
本实施例中，测试人员将两个装有相同量的熟鸡肉的罐子放在测试笼1前的测试台2上，测试人员的视线在实验犬和两个罐子之间来回转移三次，然后盯着其中一个罐子，用手指指着该罐子3秒钟；然后让实验犬通过选择动作选出测试人员所指的罐子。重复上述过程30次，用摄像机3记录实验犬选对的次数。
S5、将若干个不透明容器放在测试台上，在每个不透明容器里装入相同种类、不同量的食物，然后，改变每个不透明容器的位置，让实验犬通过选择动作选出装有食物量最多的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用摄像机记录所述实验犬选对的次数。
本实施例中，在测试笼1前面的测试台2上放置两个盘子，每个盘子放入不同量的熟鸡肉；5秒钟后，将两个盘子移到测试台2的两侧，让实验犬通过选择动作选出所放的熟鸡肉量大的盘子；重复上述过程设定的次数，利用摄像机记录所述实验犬选对的次数。
至此，完成对实验犬的评价。上述每个步骤进行30次的测试可以分3天进行，每天10次测试。
S6、将记录的每个步骤中所述实验犬选对的次数占总测试次数百分比与基准数据相对比，评价所述实验犬的认知能力。
通过将上述4个步骤中，每个步骤实验犬选对的次数，或者选对的百分比与基准数据相对比，评价实验犬的认知能力。可以利用通过本发明的评价方法对大量的犬进行评价测试所得到的测试数据来得到基准数据，例如，用全部测试数据的平均值作为基准数据。可以通过将实验犬各项测试数据与对应的各项测试的基准数据进行比较；或者通过将实验犬的各项测试数据进行加权平均，然后与相应的加权平均基准数据进行比较，来评价犬的认知能力。还可以基于基准数据设定犬的认知能力的评价等级。
本实施例使用了14只比格犬作为实验犬，它们的年龄为12-18个月，经过常规的检疫和体检，身体正常，无肢体残损。其中，10只为野生的比格犬(5只母犬，5只公犬)；其余5只为对Shank3基因进行了编辑的自闭症模型犬(参见发明专利申请CN201811577970.2自闭症模型犬的建立方法)。
图3所示为在训练阶段，实验犬达到设定的训练目标所用的实验次数和天数。其中，左侧是训练次数的数据，右侧是所用天数的数据。
从图3可以看出，野生比格犬达到训练目标所用的训练次数和天数都要比自闭症模型犬的低，并且差异很显著。说明野生比格犬的认知能力比自闭症模型犬的要强。
图4所示为评价测试阶段，实验犬在各阶段的评价测试中选对的次的百分比。其中，从左侧到右依次是在步骤S2、S3、S5和S4中，野生比格犬与自闭症模型犬选对的次数占全部测试次数的百分比的数据。
从图4可以看出，经过训练后，自闭症模型犬与野生比格犬在各步骤的评价测试中选对的次数的百分比很相近。结合图3可以看出，自闭症模型犬经过相应的训练后认知能力与野生比格犬接近了。为犬类认知能力的研究提供了启示。
本发明提供的用于评价犬认知能力的测试装置和方法，利用测试笼、测试台和测试用具构成的测试装置，通过实验犬在相关的认知能力测试中实验犬做出正确选择次数占全部测试次数的百分比，将实验犬的认知能力量化。同时，也简化了测试指标，使得测试易操作，评价数据直观，易懂。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种利用用于评价犬认知能力的测试装置评价犬认知能力的方法，其特征在于，
所述测试装置包括：
用于放置实验犬的测试笼；
用于放置所述测试笼的测试台；
用于认知能力测试的测试用具，所述测试用具包括：不透明容器、彩色球和食物，所述测试用具放置在所述测试台上，所述测试用具用于对所述实验犬进行设定次数的测试；以及
设置在所述测试笼外，用于记录测试过程的摄像机；
所述方法包括以下步骤：
S1、对实验犬进行训练，通过所述训练对所述实验犬进行筛选，将筛选出的实验犬用于后续的测试；
S2、在所述测试台上放置若干个所述不透明容器，将一个所述彩色球呈现给所述实验犬后，用一个所述不透明容器将所述彩色球盖住，然后改变每个所述不透明容器的位置，让所述实验犬通过选择动作选出盖住所述彩色球的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S3、在所述测试台上放置若干个所述不透明容器，其中一个所述不透明容器中放置有一个所述彩色球，同时晃动若干个所述不透明容器若干次，使所述彩色球撞击所述不透明容器发出声音，让所述实验犬通过所述选择动作选出装有所述彩色球的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S4、将若干个装有相同种类、相同量的食物的所述不透明容器放置在所述测试台上，测试人员的视线在所述实验犬和所述不透明容器之间来回转移若干次，然后盯着其中一个不透明容器，并用手指指向该不透明容器若干秒，然后让所述实验犬通过选择动作选出所述测试人员所指向的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S5、将若干个所述不透明容器放在所述测试台上，在每个所述不透明容器里装入相同种类、不同量的食物，然后，改变每个所述不透明容器的位置，让所述实验犬通过选择动作选出装有食物量最多的不透明容器；重复上述过程设定的次数，利用所述摄像机记录所述实验犬选对的次数；
S6、将记录的每个步骤中所述实验犬选对的次数占总测试次数百分比与基准数据相对比，评价所述实验犬的认知能力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实验犬的选择动作包括：所述实验犬靠近或嗅闻或伸出爪子触碰所述测试用具。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试笼为规则的几何形状。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试笼为不锈钢材质。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试装置设置于室内。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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