一种老鼠记忆行为检测及训练装置

1.本发明涉及一种老鼠记忆行为检测及训练装置，属于动物实验设备技术领域。


背景技术：

2.操作行为训练和测试在神经生物学研究中应用非常广泛，可以研究学习、记忆、奖赏、焦虑、药物成瘾和动机等问题。目前，关于老鼠的操作行为的实验设备主要有斯金纳箱，将斯金纳箱内食物及水的投放与其内设置的杠杆或按键关联，从而训练老鼠形成压杠杆或按键取食的条件反射，但这种条件反射仅能体现对取食行为的记忆，难以实现对更复杂的记忆模式的训练和检测。
3.现有技术中，有y迷宫、t迷宫、水迷宫等检测装置，用于检测小鼠空间认知能力，但这种针对路径选择和障碍物方位的空间认知能力往往伴随着其在相应环境下的生存压力，难以在相对平和的环境下实现对其记忆行为的检测和训练。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种老鼠记忆行为检测及训练装置。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种老鼠记忆行为检测及训练装置，包括：箱笼，所述箱笼内设置用于对老鼠训练和检测的组件；记忆训练组件，所述记忆训练组件包括至少两个位于箱笼侧壁上的展示区；检测组件，所述检测组件包括与所述展示区对应的检测单元；喂食组件，所述喂食组件包括与所述展示区对应的食槽，所述食槽上连接有自动投料机构；控制中心，所述控制中心分别和记忆训练组件、检测组件、自动投料机构信号连接。
6.进一步的，所述自动投料机构包括食物箱、水箱和储料件，所述储料件内包括食物腔和水腔，所述食物箱和食物腔之间、水箱和水腔之间均设置有送料管，所述储料件上开设有与食槽对应的投料口，所述投料口处设置有控制投料口开放的启闭机构，所述启闭机构与控制中心信号连接。
7.进一步的，所述启闭机构包括第一阀板和第二阀板，所述第一阀板位于储料件内，所述第二阀板位于第一阀板和储料件侧壁之间，所述第一阀板的启闭由控制中心输出的信号控制，所述第二阀板与检测组件连接。
8.进一步的，所述记忆训练组件还包括展示板，所述展示板滑动连接于箱笼侧壁内与展示区对应的位置，所述展示板上设置有与展示区对应的展示单元，所述展示单元包括目标记忆单元和混淆单元，所述展示板上展示单元的数量多于展示区的数量，所述展示板与第二阀板连接，所述第二阀板上与目标记忆单元对应的位置开设有阀口。
9.进一步的，所述展示区和食槽的数量为三个，所述展示板上相应设置有三种展示单元，三种所述展示单元分别为目标记忆单元、第一混淆单元和第二混淆单元。
10.进一步的，所述箱笼的侧壁内设置有信号灯，所述信号灯位于展示板朝向箱笼外的一侧，所述目标记忆单元为空白单元，所述展示板上的展示单元有五个，包括一个目标记忆单元、两个第一混淆单元和两个第二混淆单元，所述目标记忆单元位于展示板的中央，所述目标记忆单元的两侧各设置有一个第一混淆单元和一个第二混淆单元，所述展示板两端的两个展示单元分别为第一混淆单元和第二混淆单元。
11.进一步的，所述启闭机构还包括密封件，所述投料口在封闭状态下，所述密封件套设在第一阀板和第二阀板外周，所述密封件包括第一部分和第二部分，所述第二部分为密封件上与第一阀板滑动方向对应的一侧，所述第一部分固定连接于第二阀板上，所述第二部分固定连接于第一阀板上。
12.进一步的，所述第二阀板和展示板之间设置有连接件，所述连接件的一端连接于第二阀板远离第二部分的一端，另一端连接于展示板上，所述储料件和箱笼侧壁上开设有容连接件通过的滑槽。
13.进一步的，所述检测单元包括称重件，所述称重件位于箱笼底板上与展示区对应的位置。
14.进一步的，所述检测单元包括按钮，所述按钮位于箱笼侧壁上与展示区对应的位置。
15.本发明的有益效果是：1）本发明通过在箱笼内设置多个展示区，通过在展示区展示不同的图案或颜色，训练老鼠对目标图案或颜色的认知和记忆，当老鼠对目标图案或颜色做出对应行为，如移动至目标图案或颜色跟前、或触碰目标图案所在展示区对应的检测单元等，检测单元向控制中心发出相应信号，控制中心收到信号后则向与目标图案或颜色所在展示区对应的自动投料机构发出指令，该自动投料机构向食槽内投放食物和水，对老鼠进行奖励，以促进和激励老鼠的记忆行为，实现平和环境下对老鼠记忆行为的检测和训练。
16.2）通过在自动投料机构处设置控制投料的启闭机构，并在该启闭机构内设置两道阀板，其中，记忆训练组件控制第二阀板的位置，使第二阀板的开启位置与目标记忆图案或颜色所在展示区对应，第一阀板的启闭则由控制中心控制，这样在训练阶段的前期，可通过程序设定，使老鼠移动至任意一个展示区处时，均可开启第一阀板，但食物和水仅落入与目标记忆图案或颜色所对应的展示区，从而引导老鼠对目标记忆图案或单元进行记忆，缩短老鼠学习摸索阶段的耗时，快速完成训练。在训练的后期，即前期程序完成几次循环后，进入后期程序，需要老鼠移动的展示区与目标记忆图案或单元对应才能开启第一阀板，投喂老鼠食物。这样通过一套启闭机构即可实现对所有自动投料机构的投料的灵活控制，有利于简化装置结构，通过设定控制中心的程序即可实现不同难度和方式的训练，方便实验人员研究和控制。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图。
18.图2为本发明启闭机构关闭状态下的结构示意图。
19.图3为本发明启闭机构开启状态下的结构示意图。
20.图4为本发明第二阀板、连接件和展示板连接的结构示意图。
21.图中，1、箱笼；11、展示区；12、检测单元；121、称重件；122、按钮；13、食槽；14、控制中心；2、自动投料机构；21、食物箱；22、水箱；23、储料件；231、食物腔；232、水腔；24、送料管；3、启闭机构；31、第一阀板；32、第二阀板；321、阀口；33、密封件；331、第一部分；332、第二部分；4、展示板；41、目标记忆单元；42、第一混淆单元；43、第二混淆单元；44、连接件；5、信号灯。
具体实施方式
22.下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.如图1和图2所示，本发明提供一种技术方案：一种老鼠记忆行为检测及训练装置，包括：箱笼1，在箱笼1内设置有用于对老鼠训练和检测的组件，这些组件主要包括记忆训练组件、检测组件和喂食组件，同时设置与这些组件信号连接的控制中心14，从而控制这些组件训练和检测老鼠的记忆行为，这里的控制中心采用电脑，电脑内装有设定实验程序及分析和统计实验数据的软件。其中，记忆训练组件包括至少两个位于箱笼1侧壁上的展示区11，该展示区11用于向老鼠展示需要其记忆的目标图案或颜色。本实施例的展示区11有三个，其中一个用于展示目标记忆单元41，另外两个分别用于展示第一混淆单元42和第二混淆单元43，三个单元与展示区11的对应位置可在控制中心14的控制下随机调整。
24.如图1和图2所示，为方便调整和更换展示区11所展示的图案或颜色，本实施例的展示区11为开设在箱笼1侧壁上的凹槽，且三个展示区11的凹槽内部是连通的，在凹槽内滑动连接有用于显示各展示单元的展示板4，为了突出展示区11所展示的内容，可在凹槽内设置信号灯5，且信号灯5位于展示板4朝向箱笼1外的一侧，即信号灯位于凹槽内部，在训练老鼠记忆目标记忆单元41时，打开信号灯5，使各展示区11更加醒目。这里设定目标记忆单元41及混淆单元的方式有多种，如该展示板4可以由多块不同颜色的透光板拼接组成，也可以由相同颜色但印有不同图案的透光板组成，本实施例的展示板4由不同颜色的透光板组成，其中，目标记忆单元41为完全透明的透光板，第一混淆单元42为红色的透光板，在图1中用三角符号代表红色，第二混淆单元43为蓝色的透光板，在图1中用圆形符号代表蓝色。因此，本实施例的展示板4上仅需五个展示单元（参见图4），即中央为目标记忆单元41，目标记忆单元41的两侧各设置有一个第一混淆单元42和一个第二混淆单元43，且展示板4两端的两个展示单元分别为第一混淆单元42和第二混淆单元43，箱笼1侧壁上的凹槽通长则相当于七个展示单元连起来的总长，使展示板4在该凹槽内能够左右各移动一个展示单元的距离，以调换各个展示单元相对展示区11的位置，从而实现训练老鼠记忆目标记忆单元41颜色的目的。
25.如图1和图2所示，本实施例的检测组件包括与展示区11对应的检测单元12，即每个展示区11对应设置有一个检测单元12，用于检测当目标记忆单元41移动至该展示区11时，老鼠是否做出了相应的记忆行为。这里的检测单元12可根据训练老鼠的目的行为设置，
如，目的行为是老鼠根据展示单元的变换，能够主动移动至目标记忆单元41所在的展示区11时，检测单元12包括称重件121，该称重件121位于箱笼1底板上与展示区11对应的位置，使老鼠移动至对应展示区11的位置时，正好位于称重件121上方，称重件121将称重期间的信号持续传输至控制中心14，控制中心14内包含有计时器模块，当老鼠在称重器上的停留时间达到预设时长，则判定老鼠并非意外路过，而是作出了相应的记忆行为，控制中心14则向喂食组件发出喂食的信号。又如，训练升级，目的行为是老鼠对目标记忆单元41所在展示区11作出按压动作时，检测单元12包括供老鼠按压的按钮122，按钮122位于箱笼1侧壁上与展示区11对应的位置，即按钮122设置在展示区11下方，该按钮122的具体结构是现有技术，本发明在此不做赘述。本实施例的检测组件同时包括称重件121和按钮122，实验人员可根据实验需要设定和调整目标记忆行为。此外，在箱笼1中还设置有摄像头等监控设备，用于方便实验人员结合软件观察和记录实验期间的老鼠行为，从而进行试验分析，此亦为现有技术，在此不作赘述。
26.如图2和图3所示，本实施例的喂食组件包括与展示区11对应的食槽13，即每个展示区11下方均设置有食槽13，在食槽13上连接有自动投料机构2，用于接收控制中心14发出的投放食物的信号并作出投喂食物的行为。本实施例的自动投料机构2包括食物箱21、水箱22和储料件23，其中，食物箱21用于储存投喂老鼠的食物，水箱22用于储存水，储料件23则位于食物箱21、水箱22与箱笼1的食槽13之间，用于临时性储存食物和水。在储料件23内包括食物腔231和水腔232，食物腔231和水腔232在储料件23内上下设置，食物腔231位于水腔232上方，在食物箱21和食物腔231之间、水箱22和水腔232之间均设置有送料管24，食物和水通过送料管24进入储料件23内。在储料件23上开设有与食槽13对应的投料口，这里食物腔231和水腔232的投料口分别设置，对应设置在食物腔231和水腔232朝向箱笼1的侧壁上，储料件23内的食物通过投料口被投入食槽13内，为实现对投喂的控制，在投料口处设置有控制投料口开放的启闭机构3，该启闭机构3与控制中心14信号连接。
27.如图2和图3所示，本实施例的启闭机构3包括第一阀板31和第二阀板32，该启闭机构3在关闭状态下，第一阀板31和第二阀板32均能同时对食物腔231及水腔232上的投料口进行封闭，即第一阀板31和第二阀板32位于食物腔231和水腔232之间的位置。其中，第一阀板31位于储料件23内，第二阀板32位于第一阀板31和储料件23侧壁之间，即第二阀板32位于相邻于储料件23侧壁开设有投料口的位置，第一阀板31则滑动连接于第二阀板32远离储料件23侧壁的一侧，形成第一阀板31将第二阀板32夹在其与储料件23侧壁之间的结构。这里第二阀板32相对储料件23的滑动连接为水平方向的滑动连接，第一阀板31相对应储料件23的滑动连接则为竖直方向的滑动连接。第一阀板31的启闭由控制中心14输出的信号控制，即在检测组件向控制中心14传输关于老鼠记忆行为的信号后，控制中心14发出开启第一阀板31信号，第二阀板32则与展示板4连接，在第二阀板32上与目标记忆单元41对应的位置开设有阀口321，用于引导小鼠的记忆行为，加速训练进程、缩短训练周期。
28.如图2和图3所示，本实施例的启闭机构3还包括密封件33，在封闭投料口的状态下，密封件33套设在第一阀板31和第二阀板32外周，该密封件33由第一部分331和第二部分332组成，第一部分331呈倒u形固定连接于第二阀板32上，第二部分332则呈水平状固定连接于第一阀板31下端，第二部分332为密封件33上与第一阀板31滑动方向对应的一侧，即第二部分332为位于密封件33下端的一侧。这样第一阀板31打开后，水腔232内的水从第二部
分332与第二阀板32之间的间隙进入第二阀板32上的阀口321，再通过投料口进入食槽13，食物腔231内的食物则从第一部分331与第一阀板31之间的间隙进入第二阀板32上的阀口321，再通过投料口进入食槽13。为避免食物腔231内的食物从阀口321处进入水腔232，可在阀口321处设置阻隔食物腔231和水腔232的横隔（参见图4），该横隔的位置与食物腔231和水腔232之间的隔板对应。
29.如图3和图4所示，在第二阀板32和展示板4之间设置有连接件44，连接件44的下端连接于第二阀板32远离第二部分332的一端，即第二阀板32的上方，上端则连接于展示板4下方，储料件23和箱笼1侧壁上开设有容连接件44通过的滑槽，使连接件44能够随展示板4沿水平方向左右移动。本实施例第一阀板31、第二阀板32或展示板4的驱动结构均为由与控制中心14信号连接的驱动件，如，驱动件为气缸，驱动第一阀板31上下移动的气缸固定连接于食物腔231的顶部，要开启第一阀板31时，该气缸驱动第一阀板31向下移动，但第一阀板31的上沿不低于食物腔231与水腔232之间的隔板，以保持两者之间的相对封闭。驱动第二阀板32即展示板4的驱动结构可设置在箱笼1侧壁上的凹槽内，即在凹槽的底部开设由放置气缸的空间，该气缸的输出端与连接件44固定连接，连接件44在气缸的驱动下左右移动，带动展示板4和第二阀板32也相应左右移动，变换目标记忆单元41与展示区11的相对位置。
30.本发明的装置在实用时，由实验人员根据实验需要预设记忆行为，设定训练程序，然后将老鼠投入箱笼1内，向食物箱21和水箱22中分别投入食物和水，当老鼠做出符合引导条件或记忆行为条件的举动后，控制中心14向食物腔231内的气缸发出开启的信号，控制第一阀板31开启预设时间，对老鼠进行投喂奖励，从而实现对老鼠进行训练和观察的目的。
31.在其他实施例中，根据实验目的或难度设置，展示板4可以由相同颜色、不同图案的透光板组成，当图案的种类为三种（一个目标记忆单元41，两个不同的混淆单元）时，展示板4有七个展示单元，展示板4中央和两端均为目标记忆单元41，两种混淆单元的设置与上述实施例相同，箱笼1侧壁上凹槽内总长相当于九个展示单元连起来的长度。
32.在其他实施例中，展示区11还可以为四个或五个，展示板4上的展示单元可相应设为四种或五种，目标记忆单元41可设置一至两个，每个展示区11对每种展示单元的展示概率会出现不一致的情况，但基本不影响实验目的的实现。
33.在其他实施例中，箱笼1内还设置有温度、湿度及氧气监测及调节装置，用于准确控制实验条件影响因素，这些温度、湿度及氧气的监测及调节装置是成熟的现有技术，具体结构在此不作赘述。
34.在其他实施例中，箱笼1的底部配备有移动组件，如可固定的滑轮，食物箱21、水箱22及控制中心14均可随箱笼1移动和固定，以便于移动本发明的实验装置。
35.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。