[发明专利]一种动物认知行为测试方法

说明书

一种基于多模态刺激的动物认知行为测试装置和测试方法，所述装置包括：多臂迷宫，包括多个作为迷宫臂的通道，从迷宫中心区向不同方向延伸，其中一个或多个所述通道的入口设置有显示屏和声源，所述通道的末端封闭；摄像装置，位于所述多臂迷宫的上方，用于获取动物在所述多臂迷宫中的图像；控制器，与所述显示屏、所述声源和所述摄像装置相连，用于控制所述显示屏显示的图像和所述声源发出的声音，并记录和统计所述摄像装置获得的图像数据。本发明可以满足更为复杂的动物学习和记忆实验需求。

技术领域

本发明属于用于动物行为学实验的科研仪器领域，具体涉及一种通过给予多种感官刺激(多模态刺激)来测试动物认知行为的装置以及基于该装置的动物认知行为测试方法。

背景技术

行为是大脑活动的最终输出。因此如果想了解在药物作用或大脑受损状态下，动物的学习和记忆方面的表现，就需要观察其在特定任务中的行为。而科学实验需要排除环境中各种无关因素对行为的影响，以及将行为定量化，就需要将动物放入行为学装置中。所以设计优良的行为学装置往往是相关实验是否能顺利开展的关键。

目前通行的一类检测动物学习和记忆的行为学装置是多臂迷宫。迷宫由六个或八个等长的臂组成，这些臂从一个中央平台向外辐射出来，其尽头往往有食物提供装置。根据分析小动物(如小鼠)取食的策略，即进入每臂的次数、时间、正确次数、错误次数、路线等参数，就可以反映出实验动物的空间记忆能力。

CN103390193A介绍了一种由经典八臂迷宫改良的自动训练装置。其八条通道均为单向通道，在各通道的尽头设有动物回转区。大鼠背部固定有电刺激背包，电刺激背包通过蓝牙方式接收来自所述计算机的指令。当大鼠进入通道时，迷宫上方的摄像头会有所记录并把图像传到计算机中，通过程序分析决定是否给大鼠电刺激。这样实现了对大鼠的自动行为训练。

CN202722231U公开了一种更复杂的八臂迷宫训练装置。在其中一些臂的末端放入食饵对进入该臂的动物进行奖赏；或将一些臂加电，对进入的动物施以电击等惩罚。并且通过声、光、电等刺激-应答模块建立完整的各种条件、非条件刺激环境，训练动物对奖赏或惩罚区域的记忆能力。这样的多种刺激模式使得该装置具有较强的实验功能。

然而，上述训练装置所给的一系列刺激具有局限性。因为刺激元件比较简单，导致了刺激模式过于单一。上面提到的第一个专利的刺激模式仅仅只是电流的强弱；第二个专利的刺激模式较多，但也只是停留在食物有无以及点声源(喇叭)和点光源(灯泡)的开关、电刺激强弱上，刺激模式单调且无法编程来实现其变化。上述二者在实验动物选择迷宫的一臂，准备进入时，所给刺激没有空间上与时间上的规律变化，无法通过程序来控制，因而无法研究实验动物的高级认知功能。因此，为了满足更为复杂的动物学习和记忆实验需求，需要开发新型的迷宫类训练装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于多模态刺激的动物认知行为测试装置和测试方法，用来满足更为复杂的动物学习和记忆实验需求。

为了达到上述目的，一方面，本发明提出了一种基于多模态刺激的动物认知行为测试装置，包括：

多臂迷宫，包括多个作为迷宫臂的通道，从迷宫中心区向不同方向延伸，其中一个或多个所述通道的入口设置有显示屏和声源，所述通道的末端封闭；

摄像装置，位于所述多臂迷宫的上方，用于获取动物在所述多臂迷宫中的图像；

控制器，与所述显示屏、所述声源和所述摄像装置相连，用于控制所述显示屏显示的图像和所述声源发出的声音，并记录和统计所述摄像装置获得的图像数据。

在一些实施例中，所述多臂迷宫的通道不少于4个，优选为6-8个。

在一些实施例中，所述动物认知行为测试装置还包括集成隔板，所述集成隔板上设置在所述通道的入口，所述显示屏和所述声源设置在所述集成隔板上。