一套評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動物視覺認知能力的評估領(lǐng)域，涉及短期視覺記憶評價自動化裝置，特別涉及一套評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]視覺是動物感知外界環(huán)境的最主要渠道，對于揭示腦的工作機制具有重要意義，因此越來越多的研宄者關(guān)注動物視覺學習記憶功能的研宄，通過開發(fā)設(shè)計各種實驗裝置及實驗方案，并把這些實驗裝置和實施方案用于篩選影響認知行為的藥物以及探討藥物對認知行為的作用機理等研宄中。動物視覺學習認知實驗系統(tǒng)的基本設(shè)計原理是利用動物覓食求生、逃避傷害等本性對動物進行行為訓練，通過建立視覺刺激和動物行為之間的關(guān)系來研宄和訓練動物的視覺學習記憶功能，并通過建立行為學指標對動物的視覺學習認知能力進行評估和篩選?，F(xiàn)有的短期記憶測試方法WGTA (Wisconsin General Test Apparatus)所進行的認知任務(wù)測試，是一種實驗者和動物直接交互而完成實驗任務(wù)的交互模式，在這種交互模式下，雖然動物能適應(yīng)實驗任務(wù)，但實驗者效應(yīng)會給動物認知能力的評估造成一定的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一套評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置，本裝置利用計算機智能化特點，結(jié)合靈長類動物行為、生理特征和心理特點，改變互動式的認知檢測，通過觸摸顯示屏和動物進行交互操作，實現(xiàn)自動化的認知記憶評估，避免了實驗人員和動物的直接交互操作，對動物認知能力的評估更為客觀，且可不受人為干擾地量化評估動物反應(yīng)時間等數(shù)據(jù)，通過此裝置可根據(jù)測試者做出的判斷對大腦功能予以客觀地評價，而現(xiàn)有的設(shè)備是不能做到，本發(fā)明的自動裝置，特別適用于評價靈長類動物，尤其是老年非人靈長類實驗動物和疾病模型非人靈長類實驗動物的認知記憶，具有易于訓練、獎賞食物獲取便利、食物可控、操作界面簡便、能真實反映動物認知能力的優(yōu)勢。
[0004]本發(fā)明裝置主要由5部分構(gòu)成:主控電腦、紅外線感應(yīng)自動獎勵食物分配器、可移動調(diào)節(jié)觸摸顯示屏、水平展臺、實驗操作籠。主控電腦主要用于控制和運行YCB軟件，該軟件包含注意、記憶、執(zhí)行功能等認知任務(wù)，為各認知任務(wù)測試提供了相應(yīng)程序模塊，用戶可以根據(jù)自己的需要靈活選擇實驗刺激(視覺圖片)與時間、實驗要求等，根據(jù)動物反應(yīng)給予獎勵亦或者懲罰，獎勵通常是食物伴隨滴滴的歡悅聲音，懲罰是取消食物獎勵并施以爆炸的轟鳴聲。觸摸顯示屏用于呈現(xiàn)實驗內(nèi)容并且接收動物反應(yīng)，該觸摸顯示屏與主控電腦連接，顯示內(nèi)容與主控電腦相同并且接收、傳遞反應(yīng)數(shù)據(jù)給主控電腦。紅外線感應(yīng)自動食物分配器與主控電腦連接，當動物通過觸摸屏做出正確的行為，軟件則啟動紅外線感應(yīng)自動食物分配器給動物食物，給食盒通過紅外線控制給食的數(shù)量，當紅外線感受到有食物給出則停止給食，即一次只獎勵一顆或一塊食物。實驗操作籠內(nèi)含照明、通風、監(jiān)控器裝置，實驗操作籠一側(cè)面開窗，將觸摸顯示屏活動式固定或放置其上，觸摸顯示屏兩側(cè)前方各設(shè)有滑道，滑道中設(shè)有上下拉門；實驗操作籠中設(shè)置隔層，以不銹鋼管排置，上層供動物活動，下層為動物排放排泄物拉抽格。在觸摸顯示屏中后方開設(shè)有進食口，在其中下方開設(shè)有給食滑道，并在給食滑道前端設(shè)有給食臺。監(jiān)控電腦全程掌握實驗動物的在封閉實驗操作籠內(nèi)的活動情況，防止因?qū)嶒瀯游锟赡艹霈F(xiàn)的暴力動作對實驗設(shè)備的損壞，也可以通過錄像核對測試結(jié)果。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:
[0006]一套評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置，該裝置包括實驗操作籠、觸摸顯示屏、水平展臺、紅外線感應(yīng)自動獎勵食物分配器和主控電腦，所述水平展臺設(shè)置在所述實驗操作籠的側(cè)面并與側(cè)面垂直連接，所述觸摸顯示屏設(shè)置在所述實驗操作籠的側(cè)面并位于水平展臺的上方，所述紅外線感應(yīng)自動獎勵食物分配器設(shè)置在所述水平展臺上；所述觸摸顯示屏、紅外線感應(yīng)自動獎勵食物分配器均與主控電腦連接。
[0007]以上所述評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置，所述水平展臺的正中位置設(shè)有進食口，所述紅外線感應(yīng)自動獎勵食物分配器的食物下落管道插入進食口中；在水平展臺下方設(shè)有給食滑道，所述給食滑道一端開口與進食口對應(yīng)，另一端開口于實驗操作籠內(nèi)部，且位于觸摸屏窗口的正中下方，并在該開口處設(shè)有給食臺。
[0008]以上所述評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置，所述實驗操作籠側(cè)面設(shè)有觸摸顯示屏窗口，在觸摸屏示屏窗口兩側(cè)各設(shè)有豎直分布的拉門滑道，在拉門滑道中設(shè)有相應(yīng)的能上下推拉的拉門，所述拉門一側(cè)開有固定孔，實驗操作籠頂部設(shè)有插銷對其進行固定，緊貼所述拉門滑道7的前方還設(shè)有觸摸屏固定槽，觸摸屏固定槽后方設(shè)有分布在觸摸屏固定槽四角的旋轉(zhuǎn)固定鍵，所述觸摸顯示屏窗口下方設(shè)有水平展臺，所述水平展臺與實驗操作籠側(cè)面的面板結(jié)合；所述觸摸顯示屏插入觸摸屏固定槽中，并由水平展臺支撐以及旋轉(zhuǎn)固定鍵固定。
[0009]以上所述評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置，所述操作籠內(nèi)部設(shè)有由不銹鋼管水平排列的用于支撐動物運動的隔層，所述隔層的水平位置分布在操作籠的底面與給食臺之間，所述隔層下方還設(shè)有用于收集動物排泄物的拉抽格，所述操作籠I側(cè)面設(shè)有旋轉(zhuǎn)門，所述操作籠底部四角還設(shè)有萬向輪；所述實驗操作籠頂部設(shè)有兩個照明燈插口、一個監(jiān)控器插口以及一個通風口。
[0010]以上所述評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置，所述自動裝置還包括監(jiān)控器和監(jiān)控電腦，所述監(jiān)控器安裝在監(jiān)控器插口上，所述監(jiān)控電腦與監(jiān)控器連接。
[0011]以上所述評價靈長類實驗動物記憶功能的自動裝置，所述主控電腦包括:用于選擇實驗動物所要進行的訓練模式或測定模式并傳送給所述主控電腦的模式選擇裝置；用于設(shè)置訓練或測定參數(shù)并傳送給所述主控電腦的參數(shù)設(shè)置裝置；用于觸摸顯示屏上給實驗動物顯示食物圖形的界面裝置；用于接受實驗動物發(fā)送的動作狀態(tài)并傳送給主控電腦的發(fā)送數(shù)據(jù)裝置；用于對實驗動物的動作狀態(tài)進行判斷的狀態(tài)判斷裝置；用于給紅外線感應(yīng)自動獎勵食物分配器發(fā)送給食物命令的發(fā)送數(shù)據(jù)裝置；用于給實驗動物發(fā)送設(shè)定聲音的音頻輸出裝置；用于記錄實驗過程的文件記錄裝置。
[0012]以上所述自動裝置的YCB軟件設(shè)計圖形簡潔易識別，操作界面簡便，食物獲取便利、可控，易于訓練、獎賞食物。軟件的主要操作流程為:運行YCB軟件，通過下拉菜單選擇所要測試的項目；輸入測試動物的ID號，輸入測試員英文名；設(shè)置文件保存路徑，設(shè)置加載圖片文件夾路徑；以及操作正確、操作錯誤的音頻加載路徑；輸入需要進行測試的次數(shù)；設(shè)定實驗動物在前一次測試中操作錯誤后至下一次測試開始的延遲時間；設(shè)定在進行測試時限定實驗動物在多長時間內(nèi)做出反應(yīng)操作，即超出該時間未作出任何觸摸操作被視為錯誤；設(shè)定實驗動物在測試中，前一次測試操作正確后至下一次測試開始時的延遲時間；設(shè)定一個或多個圖形目標顯示結(jié)束后至目標圖形連同干擾圖形一同顯示出現(xiàn)時的延遲時間；設(shè)定實驗動物做出何種操作后才給予食物獎勵。以上主要操作設(shè)定完成后，可選擇保存文件名及路徑的保存操作，保存操作會對以上所有的選項進行保存，下次啟動時只需要進行該文件的導入操作即可重現(xiàn)之前的所有設(shè)定；確認各選項無誤后點擊start按鈕即可開始測定所要進行測試的項目。
[0013]未馴化的靈長類實驗動物的馴化分為觸摸馴化以及認知記憶馴化兩個階段。觸摸訓練旨在使靈長類實驗動物懂得觸摸操作，使其最終產(chǎn)生觸摸圖形即可獲取食物，該馴化階段主要為認知記憶馴化打下基礎(chǔ)，在一定次數(shù)的連續(xù)訓練中，實驗動物的正確率達到95%以上，則馴化成功。一般情況下只有先經(jīng)過觸摸馴化成功，才能進入認知記憶馴化階段，在該階段旨在馴化實驗動物了解測試原理、測定目的，即相對實驗動物而言明白如何操作選擇性觸摸才能獲取獎勵食物，而怎樣的操作觸摸無法獲取獎勵食物，一旦實驗動物在該類項目的一定次數(shù)的測試中，正確率達到85%以上，則認為馴化成功。經(jīng)認知記憶馴化成功的靈長類實驗動物，再對靈長類實驗動物進行疾病造?；蛟谒幬镉绊懴虏捎猛环N認知記憶測定項目檢測其對實驗動物的認知功能影響情況而進行評價。在認知記憶測定功能下，只有對該步驟下的正確圖形進行觸碰才算正確，觸碰到非正確圖形或在設(shè)定的時間內(nèi)不觸碰到正確圖形都算錯誤。
[0014]一種采用以上所述自動裝置的靈長類實驗動物觸摸操作馴化方法，包括以下步驟：
[0015]I.將食物裝入紅外線感應(yīng)自動獎勵食物分配器內(nèi)；
[0016]2.將