本發(fā)明涉及光譜治療設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于抗抑郁能力探究的光譜研究系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)在研究表明藍(lán)光作為一種治療阿爾茲海默病的新型光源可以有效提高學(xué)習(xí)記憶能力。有實(shí)驗(yàn)證實(shí)在白天照射富含藍(lán)光成分的白光可提高注意力、警覺(jué)性和記憶力。另有實(shí)驗(yàn)證實(shí)暴露于470nm的藍(lán)光單色光下有助于工作記憶的維持(甚至提高)。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN201156832公開(kāi)了一種抑郁癥輔助治療的LED照明燈具,它由光源、控制面板、控制電路和LED陣列依次連接組成。其中,LED陣列采用波長(zhǎng)為460nm-480nm的藍(lán)光LED,調(diào)光采用PWM調(diào)光模式,光照強(qiáng)度和光照時(shí)間可由微處理器預(yù)設(shè),從而適用于不同程度抑郁癥患者的輔助治療。
光介導(dǎo)的非視覺(jué)感光作用與認(rèn)知的功能和表現(xiàn)相關(guān)聯(lián),這依賴(lài)于melanopsin(黑視蛋白)相關(guān)的非視覺(jué)感光系統(tǒng)作用。相對(duì)于經(jīng)典的視覺(jué)感光系統(tǒng)而言,melanopsin介導(dǎo)的非視覺(jué)感光系統(tǒng)在藍(lán)光440-480nm譜段更加敏感。大量研究證明表達(dá)melanopsin的視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞(RGC)與認(rèn)知功能有密切聯(lián)系。盡管如此,藍(lán)光在提高認(rèn)知的同時(shí)也會(huì)介導(dǎo)視覺(jué)損傷。暴露于藍(lán)光下產(chǎn)生的光毒性是年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)疾病的主要原因。
然而到目前為止尚沒(méi)有實(shí)驗(yàn)證實(shí)綠光和紅光單色光對(duì)小鼠學(xué)習(xí)記憶的影響。500-570nm譜段的綠光對(duì)melanopsin光敏感曲線(xiàn)同樣有響應(yīng),同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜輻射損傷。因此,探究綠光對(duì)學(xué)習(xí)記憶的影響有助于我們發(fā)現(xiàn)一種新型安全的光源。
中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN106070014A公開(kāi)了一種基于水迷宮的動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶的個(gè)體化評(píng)價(jià)方法,以Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)作為工具,以正常動(dòng)物和認(rèn)知異常動(dòng)物作為對(duì)象,對(duì)多批大/小鼠從入水到登上平臺(tái)的時(shí)間(潛伏期)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定認(rèn)知異常的動(dòng)物個(gè)體化評(píng)價(jià)方法?,F(xiàn)有的水迷宮測(cè)試方法只關(guān)注受測(cè)動(dòng)物一個(gè)狀態(tài)下的記憶能力,測(cè)試思維受限,不利于得出更全面、可靠的測(cè)試結(jié)果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的旨在提供一種用于抗抑郁能力探究的光譜研究系統(tǒng)及方法,有助于開(kāi)展單色光調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)功能的相關(guān)研究。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種用于抗抑郁能力探究的光譜研究系統(tǒng),包括:
光刺激裝置,包括箱體、箱蓋和抽屜,該箱體的頂端端面形成匹配于箱蓋的第一開(kāi)口,箱體的側(cè)面形成連通箱體內(nèi)腔與外界的第二開(kāi)口,匹配于箱體的抽屜通過(guò)第二開(kāi)口以可抽動(dòng)的方式設(shè)置于箱體內(nèi);設(shè)置于箱體頂端端面上的箱蓋上設(shè)置有發(fā)光二極管,該發(fā)光二極管排列成6*8的矩陣形式設(shè)置于箱蓋的內(nèi)側(cè),該發(fā)光二極管的光量子通量密度為2.2μmol/m2·s,該發(fā)光二極管與電子式定時(shí)通斷電轉(zhuǎn)換器信號(hào)連通;箱體位于第二開(kāi)口側(cè)邊的外側(cè)上設(shè)置有安裝塊,該安裝塊面向箱體的內(nèi)側(cè)上設(shè)置有換流風(fēng)扇,箱體及抽屜的側(cè)面上相應(yīng)地設(shè)置有供換流風(fēng)扇穿過(guò)的通孔,換流風(fēng)扇穿過(guò)該通孔設(shè)置于箱體內(nèi);
水迷宮檢測(cè)裝置,包括圓柱形水池,該圓柱形水池按東南西北四個(gè)方向被劃分為第一象限、第二象限、第三象限和第四象限,該第一象限內(nèi)設(shè)置有站臺(tái),圓柱形水池內(nèi)存儲(chǔ)有沒(méi)過(guò)站臺(tái)的顏料水,該顏料水的顏色匹配于站臺(tái)的顏色,該圓柱形水池的內(nèi)壁貼設(shè)有標(biāo)記物;該水迷宮檢測(cè)裝置的上方設(shè)置有連接顯示系統(tǒng)的攝像機(jī)。
進(jìn)一步地,箱體位于第二開(kāi)口兩側(cè)的外側(cè)上分別設(shè)置有安裝塊,箱體兩側(cè)上的換流風(fēng)扇分別位于同一側(cè)邊的兩端上。
進(jìn)一步地,該箱體長(zhǎng)40cm、寬40cm、高30cm。
進(jìn)一步地,該圓柱形水池的橫截面直徑為100cm,圓柱形水池高40cm;該站臺(tái)同樣呈圓柱形,站臺(tái)的橫截面直徑為10cm,距離圓柱形水池池壁20cm的站臺(tái)高28cm,該圓柱形水池內(nèi)存儲(chǔ)的顏料水深29cm。
進(jìn)一步地,該顏料水為黑色顏料水,該站臺(tái)為黑色站臺(tái)。
進(jìn)一步地,該黑色顏料水中,黑色顏料的濃度為25g/L。
一種用于抗抑郁能力探究的光譜研究方法,包含有以下步驟:
S1、設(shè)置四組光刺激裝置,該光刺激裝置包括箱體、箱蓋和抽屜,該箱體的頂端端面形成匹配于箱蓋的第一開(kāi)口,箱體的側(cè)面形成連通箱體內(nèi)腔與外界的第二開(kāi)口,匹配于箱體的抽屜通過(guò)第二開(kāi)口以可抽動(dòng)的方式設(shè)置于箱體內(nèi);箱體位于第二開(kāi)口側(cè)邊的外側(cè)上設(shè)置有安裝塊,該安裝塊面向箱體的內(nèi)側(cè)上設(shè)置有換流風(fēng)扇,箱體及抽屜的側(cè)面上相應(yīng)地設(shè)置有供換流風(fēng)扇穿過(guò)的通孔,換流風(fēng)扇穿過(guò)該通孔設(shè)置于箱體內(nèi),該四組光刺激裝置中的箱蓋內(nèi)側(cè)上分別設(shè)置有光量子通量密度為2.2μmol/m2·s的紅光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光二極管、綠光發(fā)光二極管及組合發(fā)光二極管,各個(gè)光刺激裝置組的發(fā)光二極管均排列成6*8的矩陣形式設(shè)置于箱蓋的內(nèi)側(cè),各個(gè)光刺激裝置組中的發(fā)光二極管分別與電子式定時(shí)通斷電轉(zhuǎn)換器信號(hào)連通;將四組數(shù)量相等、體重及年齡相當(dāng)?shù)男∈蠓謩e放置到四組光刺激裝置中,對(duì)應(yīng)組別在小鼠的不同部位用苦味酸進(jìn)行涂抹標(biāo)記;箱體內(nèi)無(wú)噪音,溫度恒定為18~25℃,濕度恒定為50%~60%,箱體上的換流風(fēng)扇運(yùn)行;
S2、通過(guò)電子式定時(shí)通斷電轉(zhuǎn)換器控制發(fā)光二極管的通斷,以實(shí)現(xiàn)箱體內(nèi)12小時(shí)光照、12小時(shí)黑暗的循環(huán)光照,小鼠自由飲食,將小鼠在光刺激裝置中持續(xù)飼養(yǎng)10~18天;
S3、在放置有站臺(tái)的圓柱形水池中注入顏料水,使顏料水沒(méi)過(guò)站臺(tái),顏料水的顏色匹配于站臺(tái)的顏色,該顏料水的溫度恒定為22~26℃,該圓柱形水池按東南西北四個(gè)方向被劃分為第一象限、第二象限、第三象限和第四象限,站臺(tái)設(shè)置于第一象限中,第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的池壁圓弧中點(diǎn)設(shè)定為入水點(diǎn),該圓柱形水池的內(nèi)壁貼設(shè)有標(biāo)記物,無(wú)光線(xiàn)直射在圓柱形水池內(nèi);該水迷宮檢測(cè)裝置的上方設(shè)置有連接顯示系統(tǒng)的攝像機(jī);
S4、對(duì)小鼠進(jìn)行為期3~5天的定位航行能力試驗(yàn):每天上、下午各進(jìn)行一次試驗(yàn),每組小鼠先從第一象限的入水點(diǎn)將小鼠面向池壁放入顏料水中,檢測(cè)時(shí)間為60S,在站臺(tái)上停留超過(guò)1S則判為尋臺(tái)成功,將小鼠從入水到尋臺(tái)成功所花費(fèi)的時(shí)間記錄為第一逃避潛伏期,若60S內(nèi)未找到站臺(tái)則第一逃避潛伏期記為60S,測(cè)試完畢不論尋臺(tái)是否成功均將小鼠置于站臺(tái)上適應(yīng)15S,然后依次從第二象限、第三象限、第四象限的入水點(diǎn)放入小鼠進(jìn)行試驗(yàn),計(jì)算每天每組小鼠的第一逃避潛伏期平均值;
S5、在完成定位航行能力試驗(yàn)的第二天,對(duì)小鼠進(jìn)行為期1天的空間記憶能力試驗(yàn):拆除站臺(tái),每天上、下午各進(jìn)行一次試驗(yàn),每組小鼠從第三象限的入水點(diǎn)將小鼠面向池壁放入顏料水中,檢測(cè)時(shí)間為60S,計(jì)算每組小鼠在60S內(nèi)穿過(guò)原站臺(tái)位置的次數(shù)、在第一象限的游程占總游程的比率、以及在第一象限的時(shí)間占總時(shí)間的比率;
S6、在完成空間記憶能力試驗(yàn)的第二天,對(duì)小鼠進(jìn)行為期2天的工作記憶能力試驗(yàn):將站臺(tái)放置于第三象限中,每天上、下午各進(jìn)行一次試驗(yàn),每組小鼠先從第一象限的入水點(diǎn)將小鼠面向池壁放入顏料水中,檢測(cè)時(shí)間為60S,在站臺(tái)上停留超過(guò)1S則判為尋臺(tái)成功,將小鼠從入水到尋臺(tái)成功所花費(fèi)的時(shí)間記錄為第二逃避潛伏期,若60S內(nèi)未找到站臺(tái)則第二逃避潛伏期記為60S,測(cè)試完畢不論尋臺(tái)是否成功均將小鼠置于站臺(tái)上適應(yīng)15S,然后依次從第二象限、第三象限、第四象限的入水點(diǎn)放入小鼠進(jìn)行試驗(yàn),計(jì)算每天每組小鼠的第二逃避潛伏期平均值;
S7、對(duì)第一逃避潛伏期進(jìn)行進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析及多元方差分析;對(duì)小鼠在60S內(nèi)穿過(guò)原站臺(tái)位置的次數(shù)、在第一象限的游程占總游程的比率、以及在第一象限的時(shí)間占總時(shí)間的比率進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析及多元方差分析;對(duì)第二逃避潛伏期進(jìn)行進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析及多元方差分析。
進(jìn)一步地,箱體長(zhǎng)40cm、寬40cm、高30cm;圓柱形水池的橫截面直徑為100cm,圓柱形水池高40cm;該站臺(tái)同樣呈圓柱形,站臺(tái)的橫截面直徑為10cm,距離圓柱形水池池壁20cm的站臺(tái)高28cm,該圓柱形水池內(nèi)存儲(chǔ)的顏料水深29cm。
進(jìn)一步地,該顏料水為黑色顏料水,該站臺(tái)為黑色站臺(tái)。
進(jìn)一步地,該黑色顏料水中,黑色顏料的濃度為25g/L。
本發(fā)明的有益效果在于:通過(guò)建立光刺激裝置刺激小鼠,用水迷宮檢測(cè)裝置從行為學(xué)水平上評(píng)估小鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力的變化,為繼續(xù)開(kāi)展單色光調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)功能的相關(guān)研究提供參考;水迷宮檢測(cè)裝置中,站臺(tái)為黑色,圓柱形水池中的顏料水為黑色顏料水,從而對(duì)站臺(tái)起隱蔽作用,排除小鼠尋臺(tái)的干擾因素,并且與白色小鼠形成對(duì)比,便于觀察及統(tǒng)計(jì)工作的進(jìn)行;分別從定位航行能力、空間記憶能力和工作記憶能力三個(gè)維度對(duì)小鼠的空間學(xué)習(xí)及記憶能力進(jìn)行評(píng)估,從而獲得更全面、可靠的評(píng)估結(jié)果。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明中光刺激裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明中箱蓋與發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記:1、箱體;11、第一開(kāi)口;12、第二開(kāi)口;2、箱蓋;3、抽屜;31、把手;4、安裝塊;5、換流風(fēng)扇;6、發(fā)光二極管。
具體實(shí)施方式
下面,結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
實(shí)施例1
如圖1所示,一種用于抗抑郁能力探究的光譜研究系統(tǒng),包括光刺激裝置和水迷宮檢測(cè)裝置,其中光刺激裝置包括長(zhǎng)40cm、寬40cm、高30cm的箱體1、箱蓋2和抽屜3,該箱體1的頂端端面形成匹配于箱蓋2的第一開(kāi)口11,箱體1的側(cè)面形成連通箱體1內(nèi)腔與外界的第二開(kāi)口12,匹配于箱體1的抽屜3通過(guò)第二開(kāi)口12以可抽動(dòng)的方式設(shè)置于箱體1內(nèi),該抽屜3對(duì)應(yīng)于第二開(kāi)口12的側(cè)面外側(cè)上設(shè)置有便于抽動(dòng)抽屜3的把手31;如圖2所示,設(shè)置于箱體1頂端端面上的箱蓋2上設(shè)置有發(fā)光二極管6,該發(fā)光二極管6排列成6*8的矩陣形式設(shè)置于箱蓋2的內(nèi)側(cè),發(fā)光二極管6發(fā)出波長(zhǎng)為500~570nm的綠光,該發(fā)光二極管6的光量子通量密度為2.2μmol/m2·s;箱體1位于第二開(kāi)口12兩側(cè)的外側(cè)上分別設(shè)置有安裝塊4,該安裝塊4面向箱體1的內(nèi)側(cè)上設(shè)置有換流風(fēng)扇5,箱體1及抽屜3的側(cè)面上相應(yīng)地設(shè)置有供換流風(fēng)扇5穿過(guò)的通孔,換流風(fēng)扇5穿過(guò)該通孔設(shè)置于箱體1內(nèi),箱體1兩側(cè)上的換流風(fēng)扇5分別位于同一側(cè)邊的兩端上,箱體1內(nèi)無(wú)噪音,溫度恒定為19~21℃,濕度恒定為50%~60%;水迷宮檢測(cè)裝置包括橫截面直徑為100cm、高40cm的圓柱形水池,該圓柱形水池按東南西北四個(gè)方向被劃分為第一象限、第二象限、第三象限和第四象限,該第一象限內(nèi)設(shè)置有同樣呈圓柱形的黑色站臺(tái),站臺(tái)的橫截面直徑為10cm,距離圓柱形水池池壁20cm的站臺(tái)高28cm,圓柱形水池內(nèi)存儲(chǔ)有沒(méi)過(guò)站臺(tái)的黑色顏料水,其中黑色顏料的濃度為25g/L,圓柱形水池中的顏料水深29cm,顏料水的溫度恒定為23~25℃,該圓柱形水池的內(nèi)壁貼設(shè)有標(biāo)記物;該水迷宮檢測(cè)裝置的上方設(shè)置有連接顯示系統(tǒng)的攝像機(jī)。
實(shí)施例2
一種用于抗抑郁能力探究的光譜研究方法,包含有以下步驟:
S1、設(shè)置四組光刺激裝置,該光刺激裝置包括長(zhǎng)40cm、寬40cm、高30cm的箱體、箱蓋和抽屜,該箱體的頂端端面形成匹配于箱蓋的第一開(kāi)口,箱體的側(cè)面形成連通箱體內(nèi)腔與外界的第二開(kāi)口,匹配于箱體的抽屜通過(guò)第二開(kāi)口以可抽動(dòng)的方式設(shè)置于箱體內(nèi),該抽屜對(duì)應(yīng)于第二開(kāi)口的側(cè)面外側(cè)上設(shè)置有便于抽動(dòng)抽屜的把手;箱體位于第二開(kāi)口兩側(cè)的外側(cè)上分別設(shè)置有安裝塊,該安裝塊面向箱體的內(nèi)側(cè)上設(shè)置有換流風(fēng)扇,箱體及抽屜的側(cè)面上相應(yīng)地設(shè)置有供換流風(fēng)扇穿過(guò)的通孔,換流風(fēng)扇穿過(guò)該通孔設(shè)置于箱體內(nèi),箱體兩側(cè)上的換流風(fēng)扇分別位于同一側(cè)邊的兩端上,該四組光刺激裝置中的箱蓋內(nèi)側(cè)上分別設(shè)置有光量子通量密度為2.2μmol/m2·s的紅光發(fā)光二極管、藍(lán)光發(fā)光二極管、綠光發(fā)光二極管及組合發(fā)光二極管,各個(gè)光刺激裝置組中的發(fā)光二極管分別與電子式定時(shí)通斷電轉(zhuǎn)換器信號(hào)連通,各個(gè)光刺激裝置組的發(fā)光二極管均排列成6*8的矩陣形式設(shè)置于箱蓋的內(nèi)側(cè),將四組數(shù)量相等(每組8只)、體重(27~32g)及年齡(6周)相當(dāng)?shù)陌咨∈蠓謩e放置到四組光刺激裝置中,對(duì)應(yīng)組別在小鼠的不同部位用苦味酸進(jìn)行涂抹標(biāo)記;箱體內(nèi)無(wú)噪音,溫度恒定為19~21℃,濕度恒定為50%~60%,箱體上的換流風(fēng)扇運(yùn)行;
S2、通過(guò)電子式定時(shí)通斷電轉(zhuǎn)換器控制發(fā)光二極管的通斷,以實(shí)現(xiàn)箱體內(nèi)12小時(shí)光照(8:30~20:30)、12小時(shí)黑暗(20:30~8:30)的循環(huán)光照,小鼠自由飲食,將小鼠在光刺激裝置中持續(xù)飼養(yǎng)14天;
S3、在放置有黑色站臺(tái)的圓柱形水池中注入黑色顏料水,圓柱形水池由不銹鋼噴塑而成,該圓柱形水池的橫截面直徑為100cm、高40cm,站臺(tái)的橫截面直徑為10cm,距離圓柱形水池池壁20cm的站臺(tái)高28cm,圓柱形水池中的顏料水深29cm,顏料水中黑色顏料的濃度為25g/L,該顏料水的溫度恒定為23~25℃,該圓柱形水池按東南西北四個(gè)方向被劃分為第一象限、第二象限、第三象限和第四象限,站臺(tái)設(shè)置于第一象限中,第一象限、第二象限、第三象限和第四象限的池壁圓弧中點(diǎn)設(shè)定為入水點(diǎn),該圓柱形水池的內(nèi)壁貼設(shè)有標(biāo)記物;該水迷宮檢測(cè)裝置的上方設(shè)置有連接顯示系統(tǒng)的攝像機(jī);
S4、對(duì)小鼠進(jìn)行為期4天的定位航行能力試驗(yàn):每天上、下午各進(jìn)行一次試驗(yàn),每組小鼠先從第一象限的入水點(diǎn)將小鼠面向池壁放入顏料水中,檢測(cè)時(shí)間為60S,在站臺(tái)上停留超過(guò)1S則判為尋臺(tái)成功,將小鼠從入水到尋臺(tái)成功所花費(fèi)的時(shí)間記錄為第一逃避潛伏期,若60S內(nèi)未找到站臺(tái)則第一逃避潛伏期記為60S,測(cè)試完畢不論尋臺(tái)是否成功均將小鼠置于站臺(tái)上適應(yīng)15S,然后依次從第二象限、第三象限、第四象限的入水點(diǎn)放入小鼠進(jìn)行試驗(yàn),計(jì)算每天每組小鼠的第一逃避潛伏期平均值;
S5、在完成定位航行能力試驗(yàn)的第二天,對(duì)小鼠進(jìn)行為期1天的空間記憶能力試驗(yàn):拆除站臺(tái),每天上、下午各進(jìn)行一次試驗(yàn),每組小鼠從第三象限的入水點(diǎn)將小鼠面向池壁放入顏料水中,檢測(cè)時(shí)間為60S,計(jì)算每組小鼠在60S內(nèi)穿過(guò)原站臺(tái)位置的次數(shù)、在第一象限的游程占總游程的比率、以及在第一象限的時(shí)間占總時(shí)間的比率;
S6、在完成空間記憶能力試驗(yàn)的第二天,對(duì)小鼠進(jìn)行為期2天的工作記憶能力試驗(yàn):將站臺(tái)放置于第三象限中,每天上、下午各進(jìn)行一次試驗(yàn),每組小鼠先從第一象限的入水點(diǎn)將小鼠面向池壁放入顏料水中,檢測(cè)時(shí)間為60S,在站臺(tái)上停留超過(guò)1S則判為尋臺(tái)成功,將小鼠從入水到尋臺(tái)成功所花費(fèi)的時(shí)間記錄為第二逃避潛伏期,若60S內(nèi)未找到站臺(tái)則第二逃避潛伏期記為60S,測(cè)試完畢不論尋臺(tái)是否成功均將小鼠置于站臺(tái)上適應(yīng)15S,然后依次從第二象限、第三象限、第四象限的入水點(diǎn)放入小鼠進(jìn)行試驗(yàn),計(jì)算每天每組小鼠的第二逃避潛伏期平均值;
S7、對(duì)第一逃避潛伏期進(jìn)行進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析及多元方差分析,作為評(píng)價(jià)小鼠定位航行能力的依據(jù);對(duì)小鼠在60S內(nèi)穿過(guò)原站臺(tái)位置的次數(shù)、在第一象限的游程占總游程的比率、以及在第一象限的時(shí)間占總時(shí)間的比率進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析及多元方差分析,作為評(píng)價(jià)小鼠空間記憶能力的依據(jù);對(duì)第二逃避潛伏期進(jìn)行進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析及多元方差分析,作為評(píng)價(jià)小鼠工作記憶能力的依據(jù)。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思,做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變,而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。