[实用新型]一种自动化行为学训练刺激装置

说明书

技术领域

 本实用新型属于医疗器械技术领域，特别涉及一种自动化行为学训练刺激装置。

背景技术

目前，动物行为实验是研究脑高级功能及其他神经科学的不可缺少的重要手段，尤其在神经生理学、神经药理学等行为医学研究方面具有更重要地位。其中迷宫实验是行为实验的经典项目，是研究大鼠(或小鼠)学习记忆功能最常用的实验之一，也是认知药物筛选常用的动物模型。迷宫装置的种类较多，但都包含三个基本组成部分：训练区——放置动物；目的区——系安全区或食物放置区；通道——有长有短，有一个以上通道交叉口，供动物选择到达目的区的正确行动方向。

现有Y型迷宫，即为三等分辐射式迷宫，由三个支臂和一个连接区组成，三臂相互夹角为120°，每臂底部铺以细铜棒。铜棒可与刺激电源相通。各臂未端装有信号灯，信号灯开启指示该臂为安全区，即该臂底部不通电。安全区的方位可随机变换，当某臂为安全区时，另两臂和连接区均带电，可训练动物学会主动逃避反应，逃向安全区。在实验中，如动物在信号灯亮后或遭受到电击后直接逃避至安全区者为正确反应，反之为错误反应。一般将动物经训练而达到学会的标准定为连续10次测试中有9次正确者。记录每一动物迷路分辨学习达到学会标准所需的训练数，以此作为评价动物学习能力好坏的客观指标。

现有水迷宫，则是一个在其通道中注入一定深度水的迷宫。内部通道形状多为T形、F形或Π形，其中有一个或多个盲端而出口端只有一个。将动物放在训练区内，训练它学习选择出口、顺利游至目的区的能力。实验过程中逐渐增加盲端个数，观察、记录动物进入盲端次数(即错误次数)及游泳所用的时间，以评价其学习成绩、记忆获得和长时间记忆功能。

实际应用表明，目前的迷宫实验，特别是Y型迷宫受其结构限制无法形成封闭的循环回路，水迷宫只能强迫动物游泳，不能自主运动。因此，训练时无论是过程控制，还是数据采集、处理，都是由实验者手动操作，人工操作比较烦琐，人工记录相应数据主观因素较多，既费人力，同时主观误差也大，影响其准确性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种自动化行为学训练刺激装置。该刺激装置基于申请号为2006100458706的专利名称为鼠的路径训练模型及智能化行为检测装置的实用新型专利。

该装置包括直角坐标机器人定位单元、PLC控制单元、老鼠位置检测单元和刺激单元；

直角坐标机器人定位单元采用德国BAHR的快速直线定位机构，分为X/Y/Z三个运动方向，可以实现在空间内任意一点的准确定位；直角坐标机器人定位单元位于鼠的路径训练模型及智能化行为检测装置的实用新型专利箱体外，快速直线定位机构的中心与鼠的路径训练模型及智能化行为检测装置中心重合；

老鼠位置检测单元包括光电对射传感器，两个光电对射传感器组成光电对射检测模块，在光电对射检测模块中两个光电对射传感器上下排列，以‘或’的形式输出，在鼠的路径训练模型及智能化行为检测装置每个单向门的两侧分别设置光电对射检测模块，这样就能防止白鼠跳过去或者趴着过去而出现漏识别。两个光电对射传感器前后放置，检测白鼠的通过的方向的正反。

PLC控制单元包括CPU模块和运动控制模块，其中CPU模块和运动控制模块连接；CPU模块会根据位置检测装置提供的位置信号判断出老鼠的当前位置，并与直角坐标机器人单元的当前位置进行比对，并得到出两者之间的运行路径，由运动控制模块发出运动指令给伺服驱动装置，伺服装置驱动直角坐标机器人的末端刺激机构运行到相应的位置。

刺激单元包括水刺激、气体刺激和食物刺激，水刺激、气体刺激和食物刺激分别放置在快速直线定位机构的机械臂上附带的3个管道内，当定位到鼠的位置后，按照PLC控制单元发送的开关信号，打开电磁阀，释放相应水、气体和食物刺激；

本实用新型的优点：通过该装置，能够实现实验者自动操作，记录数据误差小，准确性高。

附图说明：

图1本实用新型直角坐标机器人定位单元结构示意图；

图2本实用新型老鼠位置检测单元结构示意图；

图3本实用新型刺激单元结构示意图；

图4是图3右视图；

图5是图3的俯视图；

图中：1.水通道  2.气通道  3.食物通道  4.电磁阀   5.移动液晶屏。 

具体实施方式：

本实用新型结合实施例和附图加以说明。

该装置包括直角坐标机器人定位单元、PLC控制单元、老鼠位置检测单元和刺激单元；