[发明专利]一种用于猕猴拉杆取食行为训练的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验训练装置，特别涉及一种用于猕猴拉杆取食行为训练的装置及方法。

背景技术

在神经学科研究中，非人灵长类动物通常被用于开展一些生理、行为和认知等方面的科研研究，相比于其他非灵长类动物而言，具有进化阶段高，其功能、结构和反应也跟接近人类，是一种非常适宜于实验的理想动物。在神经学科研究中，为了研究某些功能的相关神经元的功能，通常需要非人灵长类动物完成一些规定的动作，如伸抓、推、拉和触摸等。然而，非人灵长类具有野性，非常容易出现慌乱、害怕甚至愤怒等情绪。所以普通的强迫性、诱导性、刺激性甚至是惩罚性的训练方法，往往效果不好，另外这些方法通常需要人陪伴在动物周围，不仅影响动物训练，也花费人力物力。

以奖励做为鼓励措施的训练方法，是一种目前领域内较为流行的方法。奖励通常包括食物、果汁和水等。为了实现较好的训练效果，在进行动物训练前需要进行断食或者断水处理。然而，这些方法都存在缺陷。在食物奖励方面，动物容易满足，不易长期开展实验；在果汁奖励方面，动物对多次使用的果汁产生厌烦感，并且长期给予果汁容易使得动物患上糖尿病等方面的疾病；给水奖励方面，因为需要限制饮水，限水量控制不好的话容易使得动物出现健康问题。多种奖励训练方法的结合就可以避免上述情况出现。

因此，需要一套完整的系统，来实现自动的、可以进行多种类型奖励的训练方法。该系统使得动物承受最少的影响，来获得较好的训练效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于猕猴拉杆取食行为训练的装置及方法。

一种用于猕猴拉杆取食行为训练的装置，第一计算机1内设有数据采集卡2，所述数据采集卡2与采集控制板5相连,所述采集控制板5分别与电磁阀给水装置6和第二计算机7相连,所述第二计算机7与所述眼动仪8相连和采集控制板5相连,所述第一计算机1还与步进电机驱动板3相连，所述步进电机驱动板3与所述步进电机驱动装置4相连。

所述第一计算机1还分别与第一显示器9和第二显示器10相连。

所述步进电机驱动装置4的结构为：步进电机驱动板3的数据线与控制电路板相连，控制电路板与步进电机相连，步进电机与食物推杆相连，食物推杆与食物导轨相连，食物导轨与食物槽相连。

所述步进电机驱动装置4的控制电路板结构如下：步进电机控制接口11与电瓶12相连，所述电瓶12与单片机13相连，所述单片机13分别与指示灯14和RS232串口15。

所述电磁阀给水装置6的结构为：采集控制板5与电磁阀相连，电磁阀分别与导管A和导管B相连，所述导管A与水嘴相连，所述导管B与水瓶相连。

所述数据采集卡2还与拉杆和DA卡相连。

所述装置还包括视觉反馈与检测系统，包括：摄像头，三脚架，视频采集卡，DA卡和第二计算机7；其中视频采集卡和DA卡安装在第二计算机7中，摄像头安置在三脚架上，并和视频采集卡相连接。

所述数据采集卡2为NI数据采集卡。

一种用于猕猴拉杆取食行为训练的方法，按照如下步骤进行：

(1)训练线程开启后，开始猴子试验过程，每一轮试验首先准本本轮试验的参数，即初始化随即变量，初始化屏幕；

(2)屏幕处于黑屏状态，等待猴子拉杆；

(3)猴子拉杆后，出现一个彩点，保持一段时间后消失；

(4)屏幕出现白点，颜色逐渐变暗，在此过程中，若猴子松杆，则作为训练成功，进入训练刺激环节；

(5)训练刺激包括：给水奖励、步进机运动、给图片刺激；

(6)统计数据，包括试验训练次数、本轮试验参数、结果，猴子拉杆松杆时间；

(7)判断训练是否结束，若未结束，则进行下一轮试验。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：(1)操作简单，可以设计高效的训练范式；(2)无痛苦、无负面影响、无人工干扰影响；(3)能实现自动化训练；(4)拥有多种奖励选择；(4)可以进行实验数据的记录，用于后续分析；(5)关键参数可以进行修改，便于自定义实验范式。

附图说明

图1是本发明训练装置的结构示意图；

图2是本发明步进电机驱动电路的原理图；

图3是本发明采集控制板的原理图；

图4是利用本发明训练装置设计的一个训练范式；

图5是步进电机驱动装置结构示意图；

图6是电磁阀给水装置结构示意图；

结合附图在其上标记以下附图标记：