CN113875617A - 一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，该可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置包括箱体、环境箱、伸缩机构和显示屏，环境箱位于箱体内，且上端敞开设置，伸缩机构的一端连接在箱体的顶壁上，显示屏可转动地连接在伸缩机构的另一端上，且显示屏位于环境箱的上方。该行为学实验装置能够调整显示屏的高度以及水平程度，节约了实验前期搭建装置的时间，提升了参数校调的精度，同时为研究者探究不同视觉危险刺激强度及箱体对实验动物视觉本能恐惧行为的影响提供了条件，满足更多的实验需求。

Description

一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置

技术领域

本发明涉及行为学实验技术领域，尤其涉及一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置。

背景技术

恐惧情感是最基本且最不可或缺的情感表征之一。恐惧情感对于感知外界环境中潜在的危险信息、躲避天敌、做出快速防御反应是至关重要的，对于维持物种繁衍与生存是首要的必需的情感。引起本能恐惧行为的线索一般来自于天敌、攻击性同类、疼痛刺激等。相比于嗅觉、触觉、本体感觉，视觉系统对于防御天敌具有更快速更高效的优势，并且表现出极强的跨物种保守性。因此，解析视觉诱发的本能恐惧行为的神经生物学机制是神经科学领域近年的研究热点。

啮齿类动物感受到来自上视野的不断迫近的阴影刺激后，在无处可逃的情况下会产生冻结样的行为，而有窝时则会优先选择逃跑。研究视觉本能恐惧行为的技术方法是通过模拟来自天空、不断迫近的阴影刺激来诱发啮齿类动物产生视觉本能恐惧行为。所用的行为学设备是由两部分组成：一部分作为小鼠的探索活动区域，另一部分作为小鼠的安全活动区域。液晶显示屏放置在装置顶端，用以呈现刺激。

但是在实际搭建使用的过程中，目前的行为学实验装置存在着以下缺点：

第一，现有的行为学实验装置在前期搭建过程中，需要不断尝试液晶显示屏在不同的高度时对小鼠刺激反应的影响，这个过程需要结合理论计算值以及经验进行测试。在实际操作过程中就需要实验人员手动抬着显示屏进行测试，由于液晶显示屏尺寸和重量原因，在人工调整过程中控制显示屏的高度以及水平程度非常困难。由此可见，目前使用的行为学实验用装置在装置搭建过程中非常复杂。

第二，从研究者角度来说，探究视觉危险刺激的神经环路机制需考虑不同因素产生的影响，但是目前使用的行为学实验装置对视觉刺激强度保持为一个固定值。这就限制了研究者缺少一个环境影响变量来探究啮齿类动物视觉本能恐惧行为神经环路机制。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，该行为学实验装置能够调整显示屏的高度以及水平程度，节约了实验前期搭建装置的时间，提升了参数校调的精度，同时为研究者探究不同视觉危险刺激强度对实验动物动物本能恐惧行为的影响提供了条件，满足更多的实验需求。

为实现上述技术效果，本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，包括：箱体；环境箱，所述环境箱位于所述箱体内，且上端敞开设置；伸缩机构，所述伸缩机构的一端连接在所述箱体的顶壁上；显示屏，所述显示屏可转动地连接在所述伸缩机构的另一端上，且所述显示屏位于所述环境箱的上方。

在一些实施例中，所述环境箱包括旷场部和窝穴部，所述窝穴部的一端与所述旷场部连通设置。

在一些实施例中，所述伸缩机构包括：安装板，所述安装板为相对设置的两个，其中一个所述安装板与所述箱体的顶壁相连，另一个所述安装板与所述显示屏转动相连；伸缩组件，所述伸缩组件的两端的分别与两个所述安装板相连。

在一些具体的实施例中，所述伸缩组件包括多个转动连接的交叉杆，每个所述交叉杆包括两个转动连接的杆件。

在一些可选的实施例中，所述伸缩组件为多个，多个所述伸缩组件沿所述安装板的长度方向间隔设置。

在一些实施例中，所述显示屏通过万向锁扣连接在所述伸缩机构远离所述箱体顶壁的一端上。

在一些具体的实施例中，所述万向锁扣包括：转动座，所述转动座上设有转动球槽，所述转动座连接在所述伸缩机构上；转动球，所述转动球可转动地配合在所述转动球槽内，且连接在所述显示屏上；锁紧件，所述锁紧件穿设在所述转动座上且用于锁紧所述转动球。

在一些更具的实施例中，所述万向锁扣还包括两个固定座，其中一个所述固定座的相对设置的两个侧壁分别连接在所述转动球和所述显示屏上，另一个所述固定座的相对设置的两个侧壁分别连接在所述转动座和所述伸缩机构上。

在一些可选的实施例中，所述可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置还包括水平固定杆，所述水平固定杆的一端与所述显示屏相连，另一端可拆卸地设在所述箱体的侧壁上。

在一些可选的实施例中，所述可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置还包括驱动件，所述驱动件连接在所述箱体上，所述驱动件的输出端连接在所述显示屏上。

本发明可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的有益效果为：由于显示屏可转动地连接在伸缩机构上，显示屏的高度以及偏转角度就可以通过调整伸缩机构的长度以及转动显示屏进行调整，就可以便捷地实现视觉危险刺激强度的改变，节约了实验前期搭建装置的时间，提升了参数校调的精度，同时为研究者探究不同视觉危险刺激强度对啮齿类动物本能恐惧行为的影响提供了条件，满足更多的实验需求

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是本发明实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的结构示意图。

图2是本发明实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的环境箱的结构示意图；

图3是本发明实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的伸缩机构的结构示意图；

图4是本发明实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的万向锁扣的结构示意图。

附图标记：

1、箱体；

2、环境箱；21、旷场部；22、窝穴部；

3、伸缩机构；31、安装板；32、伸缩组件；321、交叉杆；

4、显示屏；

5、万向锁扣；51、转动座；511、转动球槽；52、转动球；53、锁紧件；54、固定座。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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。

下面参考图1-图4描述本发明实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的具体结构。

本发明公开了一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，该可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置包括箱体1、环境箱2、伸缩机构3和显示屏4，环境箱2位于箱体1内，且上端敞开设置，伸缩机构3的一端连接在箱体1的顶壁上，显示屏4可转动地连接在伸缩机构3的另一端上，且显示屏4位于环境箱2的上方。

可以理解的是，在实际使用过程中，由于显示屏4可转动地连接在伸缩机构3上，显示屏4的高度以及偏转角度就可以通过调整伸缩机构3的长度以及转动显示屏4进行调整，就可以便捷地实现视觉危险刺激强度的改变，节约了实验前期搭建装置的时间，提升了参数校调的精度，同时为研究者探究不同视觉危险刺激强度对啮齿类动物本能恐惧行为的影响提供了条件，满足更多的实验需求。

在一些实施例中，环境箱2包括旷场部21和窝穴部22，窝穴部22的一端与旷场部21连通设置。可以理解的是，在实际实验过程中，显示屏4正对旷场部21的部分能够显示图案对实验动物形成视觉危险刺激，窝穴部22则给实验动物提供了安全区域，这样在实验过程中能够非常清晰的观察到实验动物在视觉危险刺激的情况的应激反应。在本发明的实施例中，旷场部21和窝穴部22的形状可以根据实际需要选择，在此不对旷场部21和窝穴部22的形状做出具体限定。

在一些实施例中，如图3所示，伸缩机构3包括安装板31和伸缩组件32，安装板31为相对设置的两个，其中一个安装板31与箱体1的顶壁相连，另一个安装板31与显示屏4转动相连，伸缩组件32的两端的分别与两个安装板31相连。可以理解的是，伸缩组件32确保了在实际使用过程中显示屏4能够稳定的升降，而安装板31确保了伸缩组件32与箱体1以及显示屏4的连接稳定性，避免了显示屏4掉落的现象发生。

在一些具体的实施例中，如图3所示，伸缩组件32包括多个转动连接的交叉杆321，每个交叉杆321包括两个转动连接的杆件。可以理解的是，由于伸缩组件32包括多个转动连接交叉杆321，整个伸缩组件32形成为剪式伸缩架，剪式伸缩架是一种非常稳定的伸缩机构3，由平行四连杆机构组成，利用平行四边形对角线的长度变化实现伸缩，这种结构最大的好处就是折叠后占用空间小，而展开后行程大，从而使得了显示屏4具有较大的升降行程，使得本实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置能够适应更多实验动物的行为学实验，提升了可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的兼容性。

优选的，杆件采用不锈钢杆。不锈钢杆的强度较好，采用不锈钢杆作为杆件能够提升伸缩组件32的强度，从而提升显示屏4的稳定性。当然，在本发明的其他实施例中，杆件的材料可以根据实际需要选择，并不限于不锈钢。

在一些可选的实施例中，伸缩组件32为多个，多个伸缩组件32沿安装板31的长度方向间隔设置。可以理解的是，当显示屏4的体积较大时，采用一个伸缩组件32支撑显示屏4容易造成显示屏4掉落的现象，在本实施例中伸缩组件32沿安装板31的长度方向设置有多个，这样能够较为稳定地支撑显示屏4，避免显示屏4跌落的现象，提升了可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的使用可靠性。

这里需要说明的是，伸缩组件32可以根据实际需要选择个数，在此不对伸缩组件32的具体数量做出限定。

这里需要额外补充的是，在本发明的其他实施例中，伸缩组件32还可以直接形成为伸缩杆或者其他伸缩结构，也就是说伸缩组件32并不限于上述限定。

在一些实施例中，如图1所示，显示屏4通过万向锁扣5连接在伸缩机构3远离箱体1顶壁的一端上。可以理解的是，采用万向锁扣5将显示屏4安装在伸缩机构3上，能够使得显示屏4非常方便地相对伸缩机构3转动，从而方便操作人员在实验准备阶段调整显示屏4的水平度，使得整个可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的使用非常方便，提升了用户使用满意度。

在一些具体的实施例中，如图4所示，万向锁扣5包括转动座51、转动球52和锁紧件53，转动座51上设有转动球槽511，转动座51连接在伸缩机构3上，转动球52可转动地配合在转动球槽511内，且连接在显示屏4上，锁紧件53穿设在转动座51上且用于锁紧转动球52。可以理解的是，在实际操作过程中，由于转动球52连接在显示屏4上，转动显示屏4时，转动球52能够在转动球槽511内转动，从而使得显示屏4能够相对伸缩机构3转动。由此，在实验准备阶段以及实验进行阶段，操作人员可以非常容易转动显示屏4进行水平度的调整。为了避免在调整完成后显示屏4发生意外转动，本实施例的万向锁扣5增设了用于锁紧转动球52的锁紧件53，在实际操作过程中，需要调整显示屏4的角度时，松开锁紧件53使其释放转动球52，操作人员就能够转动显示屏4。调整完成后拧紧锁紧件53使其锁紧转动球52，转动球52不能在转动球槽511内转动，从而使得显示屏4固定在调整位置，避免了显示屏4发生意外转动的现象。

在一些更具的实施例中，万向锁扣5还包括两个固定座54，其中一个固定座54的相对设置的两个侧壁分别连接在转动球52和显示屏4上，另一个固定座54的相对设置的两个侧壁分别连接在转动座51和伸缩机构3上。可以理解的是，采用固定座54将万向锁扣5固定在显示屏4和伸缩机构3之间，能够确保万向锁扣5与转动座51以及伸缩机构3的连接稳定性和可靠性，从而确保显示屏4能够稳定地相对伸缩机构3转动。

这里需要额外说明的是，在本发明的其他实施例中，伸缩机构3和显示屏4的转动结构还可以是平面铰链等其他结构，也就是说，在本发明的实施例中，显示屏4的转动角度并不限制于360°，也可以是其他度数，具体可以根据实际需要选择。

在一些可选的实施例中，可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置还包括水平固定杆(图未示出)，水平固定杆的一端与显示屏4相连，另一端可拆卸地设在箱体1的侧壁上。可以理解的是，当显示屏4的重量过大时，仅仅依靠伸缩机构3不能很好的支撑，在本实施例中，增设的水平固定杆能够辅助支撑显示屏4，从而避免显示屏4掉落的现象发生。此外，为了避免水平固定杆对显示屏4的转动产生不良影响，水平固定杆的一端可拆卸地设在箱体1的侧壁上，需要调整显示屏4的角度时，将水平固定杆的一端从箱体1的侧壁上拆卸，调整完成后再将水平固定杆安装在箱体1上即可。

这里需要说明的是，水平固定杆和箱体1的侧壁可以通过卡扣结构实现可拆卸连接，也可以采用螺钉等连接结构进行连接，具体可以根据实际需要选择。

在一些可选的实施例中，可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置还包括驱动件(图未示出)，驱动件连接在箱体1上，驱动件的输出端连接在显示屏4上。由此，在实际调整显示屏4时只需要启动驱动件即可，无需操作人员操作伸缩机构3，进一步简化了可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的操作流程，提升了用户使用满意度。

这里需要额外说明的是，在本发明的实施例中，驱动件可以根据实际需要选择电动推杆、气缸等结构，在此并不对驱动件的类型做出限定。此外，为了确保显示屏4能够稳定地升降，驱动件可以设置为多个。

实施例：

下面参考图1-图4描述本发明一个具体实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的具体结构。

如图1所示，该可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置包括箱体1、环境箱2、伸缩机构3、显示屏4和万向锁扣5，环境箱2位于箱体1内，且上端敞开设置。如图2所示，环境箱2包括旷场部21和窝穴部22，窝穴部22的一端与旷场部21连通设置。旷场部21的截面为圆形，且圆形的直径为500mm，窝穴部22的截面为长方形，长方形的长度为500mm，宽度为100mm。整个环境箱2的高度为300mm。

如图3所示，伸缩机构3包括安装板31和两个伸缩组件32，安装板31为相对设置的两个，其中一个安装板31与箱体1的顶壁相连，另一个安装板31与显示屏4通过万向锁扣5相连，两个伸缩组件32沿安装板31的长度方向间隔设置，且每个伸缩组件32的两端的分别与两个安装板31相连。每个伸缩组件32包括两个转动连接的交叉杆321，每个交叉杆321包括两个转动连接的杆件。

如图4所示，万向锁扣5包括转动座51、转动球52、锁紧件53和两个固定座54，转动座51上设有转动球槽511，转动球52可转动地配合在转动球槽511内，锁紧件53穿设在转动座51上且用于锁紧转动球52。其中一个固定座54的相对设置的两个侧壁分别连接在转动座51和显示屏4上，另一个固定座54的相对设置的两个侧壁分别连接在转动球52和伸缩机构3上。

本发明的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置实验过程如下：实验过程为让小鼠在环境箱2中自由探索5分钟，以适应实验环境。在这段时间内，即使小鼠进入旷场部21，也不会触发任何刺激。5分钟以后，小鼠进入旷场部21，便可控制显示屏4触发视觉危险刺激。触发视觉危险以后，小鼠则需等待一个3分钟的刺激间隔阶段。同样，在这段时间内，即使小鼠进入旷场部21，也不会触发任何刺激。3分钟以后，又可触发视觉危险刺激。如此反复当小鼠触发了5次视觉危险刺激，或者训练或测试过程分别到达20分钟或30分钟，该过程结束。

实验结果表明，当视觉危险刺激突然出现时候，几乎所有的小鼠都会出现逃跑反应，迅速逃回窝穴部22。

本实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的优点如下：

第一：利用剪式结构的伸缩组件32调晶显示屏4的位置，从源头上减少搭建实验设施占用的空间和时间，使得该行为学实验装置操作简单且实用性强；

第二，用的剪式结构的伸缩组件32以及万向锁扣5可以改变给予视觉危险刺激显示屏4的高度和角度以此来改变视觉危险刺激的强度，这为研究者探究视觉危险刺激强度对啮齿类动物的本能恐惧行为影响提供了基础，减轻了研究者的操作负担，同时为研究者探究不同视觉危险刺激强度对啮齿类动物本能恐惧行为的影响提供了条件，满足更多的实验需求。

需要补充说明的是，本实施例的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置的实验对象不仅限于小鼠、大鼠等啮齿类动物的实验，实际上，还可以用于蜥蜴、鸽子等其他小型模式动物的视觉危险刺激实验，只需要针对不同的需求设计不同尺寸的伸缩机构3以及万向锁扣5即可。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，包括：

箱体(1)；

环境箱(2)，所述环境箱(2)位于所述箱体(1)内，且上端敞开设置；

伸缩机构(3)，所述伸缩机构(3)的一端连接在所述箱体(1)的顶壁上；

显示屏(4)，所述显示屏(4)可转动地连接在所述伸缩机构(3)的另一端上，且所述显示屏(4)位于所述环境箱(2)的上方。

2.根据权利要求1所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述环境箱(2)包括旷场部(21)和窝穴部(22)，所述窝穴部(22)的一端与所述旷场部(21)连通设置。

3.根据权利要求1所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述伸缩机构(3)包括：

安装板(31)，所述安装板(31)为相对设置的两个，其中一个所述安装板(31)与所述箱体(1)的顶壁相连，另一个所述安装板(31)与所述显示屏(4)转动相连；

伸缩组件(32)，所述伸缩组件(32)的两端的分别与两个所述安装板(31)相连。

4.根据权利要求3所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述伸缩组件(32)包括多个转动连接的交叉杆(321)，每个所述交叉杆(321)包括两个转动连接的杆件。

5.根据权利要求3所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述伸缩组件(32)为多个，多个所述伸缩组件(32)沿所述安装板(31)的长度方向间隔设置。

6.根据权利要求1所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述显示屏(4)通过万向锁扣(5)连接在所述伸缩机构(3)远离所述箱体(1)顶壁的一端上。

7.根据权利要求6所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述万向锁扣(5)包括：

转动座(51)，所述转动座(51)上设有转动球槽(511)，所述转动座(51)连接在所述伸缩机构(3)上；

转动球(52)，所述转动球(52)可转动地配合在所述转动球槽(511)内，且连接在所述显示屏(4)上；

锁紧件(53)，所述锁紧件(53)穿设在所述转动座(51)上且用于锁紧所述转动球(52)。

8.根据权利要求7所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述万向锁扣(5)还包括两个固定座(54)，其中一个所述固定座(54)的相对设置的两个侧壁分别连接在所述转动球(52)和所述显示屏(4)上，另一个所述固定座(54)的相对设置的两个侧壁分别连接在所述转动座(51)和所述伸缩机构(3)上。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置还包括水平固定杆，所述水平固定杆的一端与所述显示屏(4)相连，另一端可拆卸地设在所述箱体(1)的侧壁上。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置，其特征在于，所述可调节视觉危险刺激强度的行为学实验装置还包括驱动件，所述驱动件连接在所述箱体(1)上，所述驱动件的输出端连接在所述显示屏(4)上。

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