CN207269596U - 一种大鼠二通道t迷宫装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大鼠二通道T迷宫装置，包括二通道训练箱、控制电路系统、监测设备、计算机，所述控制电路系统分别与二通道训练箱、计算机电性相连，所述检测设备设于二通道训练箱上方并将拍摄到的大鼠行为视频信号通过有线传输给计算机；所述二通道训练箱是由有底无盖的槽状的起始臂(1)、左右臂(2)、返回臂(3)组成的三角形结构，所述起始臂(1)的终端垂直连接在左右臂(2)的中点上，所述返回臂(3)对称连接在左右臂(2)的左端、右端与起始臂(1)的起始端之间。本实用新型能更好的利用大鼠的操作动机，最大程度实现全自动化；可节约大量的人力、物力和时间成本，任务学习快速、高效，避免时间效应。
Description
技术领域
本实用新型属于行为学研究领域，可用于多通道电生理学研究，具体涉及一种大鼠二通道T迷宫装置。
背景技术
T迷宫广泛用于研究空间学习、交替行为、条件识别学习、参考记忆和工作记忆等任务测试。T迷宫由三个臂组成，每个臂尽头有食物提供装置，根据分析动物取食的策略即进入各臂的次数、时间、正确次数、错误次数、路线等参数来反映出实验动物的空间记忆能力。T迷宫属于食物奖赏型迷宫，利用了啮齿类动物对新异环境天然探究的自然习性，不需要动物学习任何规则来趋利避害，就能够有效地反映出动物对新异环境的识别记忆能力，能够检测啮齿类动物的海马和前额叶脑区相关的空间参考记忆和空间工作记忆。当动物在T迷宫中寻找食物时，动物可根据迷宫周围的视觉标示，记住它已搜寻过的迷宫臂，以避免重复进入同一个臂，从而有效地获得食物。这种类型的记忆能指导进行中的行为，被称为工作记忆。
现有的T迷宫装置，是属于食物奖赏型迷宫，对于食物的奖赏需要人为的给予食物；在进行行为训练时，每一个trial都需要人为的将动物放入和取出两次。这两点不仅增加了科研人员的工作量，而且不能很好的减少人为的干扰因素。对于得到的实验数据有很大的干扰，数据的准确性会大大减小。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服现有技术的缺陷，特提供一种大鼠二通道T迷宫装置，解决人为因素的干扰，能采用自动化训练模式解放人力，便于研究人员更高效地对动物行为进行监测。
技术方案：一种大鼠二通道T迷宫装置，包括二通道训练箱、控制电路系统、监测设备、计算机，所述控制电路系统分别与二通道训练箱、计算机电性相连，所述检测设备设于二通道训练箱上方并将拍摄到的大鼠行为视频信号通过有线传输给计算机。
所述二通道训练箱是由有底无盖的槽状的起始臂、左右臂、返回臂组成的三角形结构，所述起始臂的终端垂直连接在左右臂的中点上，所述返回臂为对称的两个，分别连接在左右臂的左端、右端与起始臂的起始端之间；所述二通道训练箱内部通道又分为起始区、选择区、饮水区和返回区，所述起始臂的起始口与设于起始臂中部的第一升降门之间的通道为起始区，所述第一升降门与设于所述左右臂中部的两个第二升降门之间的“T型”通道为选择区，所述左右臂的左部、右部通道分别为饮水区，在饮水区的底部处各设有一出水口，其下方接有一由电磁阀开关控制的水管，当电磁阀开关打开时，即可将水打出，供大鼠饮用；两个所述返回臂的整个通道为返回区，在两个所述返回区与起始区交界处还设有两个对称的第三升降门；所述第一升降门上某处开有半圆形探鼻孔，在所述探鼻孔内侧两旁设置一对探鼻监测红外装置；所述起始区某处设有一对起始行为监测红外装置；所述选择区某处设有一对选择行为监测红外装置；所述饮水区某处设有一对寻求奖励行为监测红外装置。
行为训练开始时，将大鼠放入起始区，大鼠来到所述第一升降门，伸入探鼻孔探鼻，触动探鼻监测红外装置，第一升降门自动升起，大鼠进入选择区，触动选择区的选择行为监测红外装置，使第一升降门下降、同时两个第二升降门上升；大鼠进入饮水区，触动寻求奖励行为监测红外装置，使两个第二升降门下降、两个第三升降门升起，并通过电磁阀开关控制出水口的出水；大鼠通过返回区进入到了起始区，然后触动起始区的起始行为监测红外装置，使第三升降门下降关闭。之后进入下一轮重复动作。
本实用新型的有益效果：本实用新型采用控水的方法进行水奖赏，更好的利用大鼠的操作动机，在最大程度上实现全自动化；训练过程中大鼠采取自主触发模式启动行为任务；训练任务设有纠错环节，便于大鼠对任务的学习；可节约大量的人力、物力和时间成本，任务学习快速、高效，避免时间效应。
附图说明
图1是本实用新型所述大鼠二通道T迷宫装置俯视示意图；
图2是本实用新型所述大鼠二通道T迷宫装置中第一升降门的正面示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
一种大鼠二通道T迷宫装置，包括二通道训练箱、控制电路系统、监测设备、计算机，所述控制电路系统分别与二通道训练箱、计算机电性相连，所述检测设备设于二通道训练箱上方并将拍摄到的大鼠行为视频信号通过有线传输给计算机。
图1～2所示，所述二通道训练箱是由有底无盖的槽状的起始臂1、左右臂2、返回臂3组成的三角形结构，所述起始臂1的终端垂直连接在左右臂2的中点上，所述返回臂3为对称的两个，分别连接在左右臂2的左端、右端与起始臂1的起始端之间；所述二通道训练箱内部通道又分为起始区A、选择区B、饮水区C和返回区D，所述起始臂1的起始口与设于起始臂1中部的第一升降门4之间的通道为起始区A，所述第一升降门4与设于所述左右臂中部的两个第二升降门5之间的“T型”通道为选择区B，所述左右臂2的左部、右部通道分别为饮水区C，在饮水区C的底部处各设有一出水口6，其下方接有一由电磁阀开关7控制的水管，当电磁阀开关7打开时，即可将水打出，供大鼠饮用；两个所述返回臂3的整个通道为返回区D，在两个所述返回区D与起始区A的交界处还设有两个对称的第三升降门8；所述第一升降门4上某处开有半圆形探鼻孔9，在所述探鼻孔9内侧两旁设置一对探鼻监测红外装置10；所述起始区A某处设有一对起始行为监测红外装置11；所述选择区B某处设有一对选择行为监测红外装置12；所述饮水区C某处设有一对寻求奖励行为监测红外装置13。
本实施例中具体尺寸如下：
二通道训练箱俯视图见图1所示，箱体外围周长：390cm；左右臂长度：130cm(50+10+10+50+10)；起始臂长度：80cm；臂宽度：10cm；箱壁高度：30cm；探鼻孔距离底面的高度：10cm；探鼻孔半圆直径：3.5cm；
起始行为监测红外装置11距第一升降门25cm，高度距底部4.5cm；选择行为监测红外装置12置于左右臂的内侧，距转角15cm，距第二升降门内侧10cm，高度距底部4.5cm；寻求奖励行为监测红外装置13距离第二升降门外侧10cm处，高度距底部4.5cm。
行为训练开始时，将大鼠放入起始区A，大鼠来到所述第一升降门4，伸入探鼻孔9探鼻，触动探鼻监测红外装置10，第一升降门4自动升起，大鼠进入选择区B，触动选择区B的选择行为监测红外装置12，使第一升降门4下降、同时两个第二升降门5上升；大鼠进入饮水区C，触动寻求奖励行为监测红外装置13，使两个第二升降门5下降、两个第三升降门8升起，并通过电磁阀开关7控制出水口6的出水；大鼠通过返回区D进入到了起始区A，然后触动起始区A的起始行为监测红外装置11，使第三升降门8下降关闭。之后进入下一轮重复动作。
所述控制电路系统包括电源、电路板、数据采集卡，所述电路板由控制电路组成，二通道训练箱上的探鼻监测红外装置10、起始行为监测红外装置11、选择行为监测红外装置12、寻求奖励行为监测红外装置13的通断信号经电路板上的控制电路接入所述数据采集卡，并与外部的计算机及其上的控制芯片连接；所述电磁阀开关7由所述数据采集卡的数字输出口控制。
所述监测设备为设在二通道训练箱垂直上方的监视摄像头，其拍摄到的小鼠行为视频信号经有线传输至计算机，实验者可以实时观察大鼠而又不对大鼠的行为任务操作造成干扰，视频信号数据可保存后供离线分析使用。
控制电路系统与回形训练箱连接原理和工艺参数如下：
根据回形训练箱各元件的工作电压要求，设计相关元件加入到控制电路系统中，起到分压和控制开关等作用，电路板中的元件包括电阻、三极管、继电器等；数据采集卡使用UA201型A/D数据采集卡作为PCI总线数据采集产品，该卡采用美国新型低功耗12位A/D转换芯片，带有大容量FIFO缓冲存储器；UA201型A/D数据采集卡可使用各种WINDOWS编程工具编程，其附带的动态连接库UA200.DLL提供的采集和控制函数可方便用户调用以完成各种数据采集工作。
其具体技术指标如下：
分辨率：12bit；
精度：由于0.05％(满量程)；
最高实用采样频率：125KHz；
模入通道：16或32单端，可选16差动；
模入范围：±5V；
程控增益：1、2、4、8、16倍(可扩充为：1、10、100、1000)；
输入阻抗：>100MΩ；触发方式：定时器触发，软件触发；FIFO存储器：16KB；
数字量I/O：48路；
可编程输入或输出；
TTL电平兼容；
3通道可编程定时计数起器(8254)；
字长：16bit；
卡上时钟：4MHz。
控制芯片(或软件程序)根据实验需求自主制做，使用microsoft visual studio编写其程序，可在安装WINDOWS系统的计算机上运行。
监测设备使用小蚁公司生产的智能摄像机，型号为YHS-113，720P高清分辨率，具有红外夜视功能，便于实验进程的监测。
以上所述仅为本实用新型的较佳实例而已，并不用以限制本实用新型，在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的系统结构之内。
Claims (3)
1.一种大鼠二通道T迷宫装置，其特征在于，包括二通道训练箱、控制电路系统、监测设备、计算机，所述控制电路系统分别与二通道训练箱、计算机电性相连，所述监测设备设于二通道训练箱上方并将拍摄到的大鼠行为视频信号通过有线传输给计算机；
所述二通道训练箱是由有底无盖的槽状的起始臂(1)、左右臂(2)、返回臂(3)组成的三角形结构，所述起始臂(1)的终端垂直连接在左右臂(2)的中点上，所述返回臂(3)为对称的两个，分别连接在左右臂(2)的左端、右端与起始臂(1)的起始端之间；所述二通道训练箱内部通道又分为起始区(A)、选择区(B)、饮水区(C)和返回区(D)，所述起始臂(1)的起始口与设于起始臂(1)中部的第一升降门(4)之间的通道为起始区(A)，所述第一升降门(4)与设于所述左右臂(2)中部的两个第二升降门(5)之间的“T型”通道为选择区(B)，所述左右臂(2)的左部、右部通道分别为饮水区(C)，在饮水区(C)的底部处各设有一出水口(6)，其下方接有一由电磁阀开关(7)控制的水管；两个所述返回臂(3)的整个通道为返回区(D)，在两个所述返回区(D)与起始区(A)的交界处还设有两个对称的第三升降门(8)；所述第一升降门(4)上某处开有半圆形探鼻孔(9)，在所述探鼻孔(9)内侧两旁设置一对探鼻监测红外装置(10)；所述起始区(A)某处设有一对起始行为监测红外装置(11)；所述选择区(B)某处设有一对选择行为监测红外装置(12)；所述饮水区(C)某处设有一对寻求奖励行为监测红外装置(13)。
2.根据权利要求1所述的一种大鼠二通道T迷宫装置，其特征在于，所述控制电路系统包括电源、电路板、数据采集卡，所述电路板由控制电路组成，二通道训练箱上的探鼻监测红外装置(10)、起始行为监测红外装置(11)、选择行为监测红外装置(12)、寻求奖励行为监测红外装置(13)的通断信号经电路板上的控制电路接入所述数据采集卡，并与外部的计算机及其上的控制芯片连接；所述电磁阀开关(7)由所述数据采集卡的数字输出口控制。
3.根据权利要求1所述的一种大鼠二通道T迷宫装置，其特征在于，所述监测设备为设在二通道训练箱垂直上方的监视摄像头，其拍摄到的小鼠行为视频信号经有线传输至计算机。
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