一套評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于動(dòng)物視覺認(rèn)知能力的評(píng)估領(lǐng)域，涉及短期視覺記憶評(píng)價(jià)自動(dòng)化裝置，特別涉及一套評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]視覺是動(dòng)物感知外界環(huán)境的最主要渠道，對(duì)于揭示腦的工作機(jī)制具有重要意義，因此越來越多的研宄者關(guān)注動(dòng)物視覺學(xué)習(xí)記憶功能的研宄，通過開發(fā)設(shè)計(jì)各種實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方案，并把這些實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)施方案用于篩選影響認(rèn)知行為的藥物以及探討藥物對(duì)認(rèn)知行為的作用機(jī)理等研宄中。動(dòng)物視覺學(xué)習(xí)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原理是利用動(dòng)物覓食求生、逃避傷害等本性對(duì)動(dòng)物進(jìn)行行為訓(xùn)練，通過建立視覺刺激和動(dòng)物行為之間的關(guān)系來研宄和訓(xùn)練動(dòng)物的視覺學(xué)習(xí)記憶功能，并通過建立行為學(xué)指標(biāo)對(duì)動(dòng)物的視覺學(xué)習(xí)認(rèn)知能力進(jìn)行評(píng)估和篩選?，F(xiàn)有的短期記憶測(cè)試方法WGTA (Wisconsin General Test Apparatus)所進(jìn)行的認(rèn)知任務(wù)測(cè)試，是一種實(shí)驗(yàn)者和動(dòng)物直接交互而完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的交互模式，在這種交互模式下，雖然動(dòng)物能適應(yīng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，但實(shí)驗(yàn)者效應(yīng)會(huì)給動(dòng)物認(rèn)知能力的評(píng)估造成一定的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一套評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置，本裝置利用計(jì)算機(jī)智能化特點(diǎn)，結(jié)合靈長(zhǎng)類動(dòng)物行為、生理特征和心理特點(diǎn)，改變互動(dòng)式的認(rèn)知檢測(cè)，通過觸摸顯示屏和動(dòng)物進(jìn)行交互操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的認(rèn)知記憶評(píng)估，避免了實(shí)驗(yàn)人員和動(dòng)物的直接交互操作，對(duì)動(dòng)物認(rèn)知能力的評(píng)估更為客觀，且可不受人為干擾地量化評(píng)估動(dòng)物反應(yīng)時(shí)間等數(shù)據(jù)，通過此裝置可根據(jù)測(cè)試者做出的判斷對(duì)大腦功能予以客觀地評(píng)價(jià)，而現(xiàn)有的設(shè)備是不能做到，本發(fā)明的自動(dòng)裝置，特別適用于評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類動(dòng)物，尤其是老年非人靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和疾病模型非人靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的認(rèn)知記憶，具有易于訓(xùn)練、獎(jiǎng)賞食物獲取便利、食物可控、操作界面簡(jiǎn)便、能真實(shí)反映動(dòng)物認(rèn)知能力的優(yōu)勢(shì)。
[0004]本發(fā)明裝置主要由5部分構(gòu)成:主控電腦、紅外線感應(yīng)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)食物分配器、可移動(dòng)調(diào)節(jié)觸摸顯示屏、水平展臺(tái)、實(shí)驗(yàn)操作籠。主控電腦主要用于控制和運(yùn)行YCB軟件，該軟件包含注意、記憶、執(zhí)行功能等認(rèn)知任務(wù)，為各認(rèn)知任務(wù)測(cè)試提供了相應(yīng)程序模塊，用戶可以根據(jù)自己的需要靈活選擇實(shí)驗(yàn)刺激(視覺圖片)與時(shí)間、實(shí)驗(yàn)要求等，根據(jù)動(dòng)物反應(yīng)給予獎(jiǎng)勵(lì)亦或者懲罰，獎(jiǎng)勵(lì)通常是食物伴隨滴滴的歡悅聲音，懲罰是取消食物獎(jiǎng)勵(lì)并施以爆炸的轟鳴聲。觸摸顯示屏用于呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并且接收動(dòng)物反應(yīng)，該觸摸顯示屏與主控電腦連接，顯示內(nèi)容與主控電腦相同并且接收、傳遞反應(yīng)數(shù)據(jù)給主控電腦。紅外線感應(yīng)自動(dòng)食物分配器與主控電腦連接，當(dāng)動(dòng)物通過觸摸屏做出正確的行為，軟件則啟動(dòng)紅外線感應(yīng)自動(dòng)食物分配器給動(dòng)物食物，給食盒通過紅外線控制給食的數(shù)量，當(dāng)紅外線感受到有食物給出則停止給食，即一次只獎(jiǎng)勵(lì)一顆或一塊食物。實(shí)驗(yàn)操作籠內(nèi)含照明、通風(fēng)、監(jiān)控器裝置，實(shí)驗(yàn)操作籠一側(cè)面開窗，將觸摸顯示屏活動(dòng)式固定或放置其上，觸摸顯示屏兩側(cè)前方各設(shè)有滑道，滑道中設(shè)有上下拉門；實(shí)驗(yàn)操作籠中設(shè)置隔層，以不銹鋼管排置，上層供動(dòng)物活動(dòng)，下層為動(dòng)物排放排泄物拉抽格。在觸摸顯示屏中后方開設(shè)有進(jìn)食口，在其中下方開設(shè)有給食滑道，并在給食滑道前端設(shè)有給食臺(tái)。監(jiān)控電腦全程掌握實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的在封閉實(shí)驗(yàn)操作籠內(nèi)的活動(dòng)情況，防止因?qū)嶒?yàn)動(dòng)物可能出現(xiàn)的暴力動(dòng)作對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的損壞，也可以通過錄像核對(duì)測(cè)試結(jié)果。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:
[0006]一套評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置，該裝置包括實(shí)驗(yàn)操作籠、觸摸顯示屏、水平展臺(tái)、紅外線感應(yīng)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)食物分配器和主控電腦，所述水平展臺(tái)設(shè)置在所述實(shí)驗(yàn)操作籠的側(cè)面并與側(cè)面垂直連接，所述觸摸顯示屏設(shè)置在所述實(shí)驗(yàn)操作籠的側(cè)面并位于水平展臺(tái)的上方，所述紅外線感應(yīng)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)食物分配器設(shè)置在所述水平展臺(tái)上；所述觸摸顯示屏、紅外線感應(yīng)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)食物分配器均與主控電腦連接。
[0007]以上所述評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置，所述水平展臺(tái)的正中位置設(shè)有進(jìn)食口，所述紅外線感應(yīng)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)食物分配器的食物下落管道插入進(jìn)食口中；在水平展臺(tái)下方設(shè)有給食滑道，所述給食滑道一端開口與進(jìn)食口對(duì)應(yīng)，另一端開口于實(shí)驗(yàn)操作籠內(nèi)部，且位于觸摸屏窗口的正中下方，并在該開口處設(shè)有給食臺(tái)。
[0008]以上所述評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置，所述實(shí)驗(yàn)操作籠側(cè)面設(shè)有觸摸顯示屏窗口，在觸摸屏示屏窗口兩側(cè)各設(shè)有豎直分布的拉門滑道，在拉門滑道中設(shè)有相應(yīng)的能上下推拉的拉門，所述拉門一側(cè)開有固定孔，實(shí)驗(yàn)操作籠頂部設(shè)有插銷對(duì)其進(jìn)行固定，緊貼所述拉門滑道7的前方還設(shè)有觸摸屏固定槽，觸摸屏固定槽后方設(shè)有分布在觸摸屏固定槽四角的旋轉(zhuǎn)固定鍵，所述觸摸顯示屏窗口下方設(shè)有水平展臺(tái)，所述水平展臺(tái)與實(shí)驗(yàn)操作籠側(cè)面的面板結(jié)合；所述觸摸顯示屏插入觸摸屏固定槽中，并由水平展臺(tái)支撐以及旋轉(zhuǎn)固定鍵固定。
[0009]以上所述評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置，所述操作籠內(nèi)部設(shè)有由不銹鋼管水平排列的用于支撐動(dòng)物運(yùn)動(dòng)的隔層，所述隔層的水平位置分布在操作籠的底面與給食臺(tái)之間，所述隔層下方還設(shè)有用于收集動(dòng)物排泄物的拉抽格，所述操作籠I側(cè)面設(shè)有旋轉(zhuǎn)門，所述操作籠底部四角還設(shè)有萬向輪；所述實(shí)驗(yàn)操作籠頂部設(shè)有兩個(gè)照明燈插口、一個(gè)監(jiān)控器插口以及一個(gè)通風(fēng)口。
[0010]以上所述評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置，所述自動(dòng)裝置還包括監(jiān)控器和監(jiān)控電腦，所述監(jiān)控器安裝在監(jiān)控器插口上，所述監(jiān)控電腦與監(jiān)控器連接。
[0011]以上所述評(píng)價(jià)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物記憶功能的自動(dòng)裝置，所述主控電腦包括:用于選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所要進(jìn)行的訓(xùn)練模式或測(cè)定模式并傳送給所述主控電腦的模式選擇裝置；用于設(shè)置訓(xùn)練或測(cè)定參數(shù)并傳送給所述主控電腦的參數(shù)設(shè)置裝置；用于觸摸顯示屏上給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物顯示食物圖形的界面裝置；用于接受實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)送的動(dòng)作狀態(tài)并傳送給主控電腦的發(fā)送數(shù)據(jù)裝置；用于對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行判斷的狀態(tài)判斷裝置；用于給紅外線感應(yīng)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)食物分配器發(fā)送給食物命令的發(fā)送數(shù)據(jù)裝置；用于給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)送設(shè)定聲音的音頻輸出裝置；用于記錄實(shí)驗(yàn)過程的文件記錄裝置。
[0012]以上所述自動(dòng)裝置的YCB軟件設(shè)計(jì)圖形簡(jiǎn)潔易識(shí)別，操作界面簡(jiǎn)便，食物獲取便利、可控，易于訓(xùn)練、獎(jiǎng)賞食物。軟件的主要操作流程為:運(yùn)行YCB軟件，通過下拉菜單選擇所要測(cè)試的項(xiàng)目；輸入測(cè)試動(dòng)物的ID號(hào)，輸入測(cè)試員英文名；設(shè)置文件保存路徑，設(shè)置加載圖片文件夾路徑；以及操作正確、操作錯(cuò)誤的音頻加載路徑；輸入需要進(jìn)行測(cè)試的次數(shù)；設(shè)定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在前一次測(cè)試中操作錯(cuò)誤后至下一次測(cè)試開始的延遲時(shí)間；設(shè)定在進(jìn)行測(cè)試時(shí)限定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)操作，即超出該時(shí)間未作出任何觸摸操作被視為錯(cuò)誤；設(shè)定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在測(cè)試中，前一次測(cè)試操作正確后至下一次測(cè)試開始時(shí)的延遲時(shí)間；設(shè)定一個(gè)或多個(gè)圖形目標(biāo)顯示結(jié)束后至目標(biāo)圖形連同干擾圖形一同顯示出現(xiàn)時(shí)的延遲時(shí)間；設(shè)定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物做出何種操作后才給予食物獎(jiǎng)勵(lì)。以上主要操作設(shè)定完成后，可選擇保存文件名及路徑的保存操作，保存操作會(huì)對(duì)以上所有的選項(xiàng)進(jìn)行保存，下次啟動(dòng)時(shí)只需要進(jìn)行該文件的導(dǎo)入操作即可重現(xiàn)之前的所有設(shè)定；確認(rèn)各選項(xiàng)無誤后點(diǎn)擊start按鈕即可開始測(cè)定所要進(jìn)行測(cè)試的項(xiàng)目。
[0013]未馴化的靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的馴化分為觸摸馴化以及認(rèn)知記憶馴化兩個(gè)階段。觸摸訓(xùn)練旨在使靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物懂得觸摸操作，使其最終產(chǎn)生觸摸圖形即可獲取食物，該馴化階段主要為認(rèn)知記憶馴化打下基礎(chǔ)，在一定次數(shù)的連續(xù)訓(xùn)練中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的正確率達(dá)到95%以上，則馴化成功。一般情況下只有先經(jīng)過觸摸馴化成功，才能進(jìn)入認(rèn)知記憶馴化階段，在該階段旨在馴化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物了解測(cè)試原理、測(cè)定目的，即相對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物而言明白如何操作選擇性觸摸才能獲取獎(jiǎng)勵(lì)食物，而怎樣的操作觸摸無法獲取獎(jiǎng)勵(lì)食物，一旦實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在該類項(xiàng)目的一定次數(shù)的測(cè)試中，正確率達(dá)到85%以上，則認(rèn)為馴化成功。經(jīng)認(rèn)知記憶馴化成功的靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，再對(duì)靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行疾病造?；蛟谒幬镉绊懴虏捎猛环N認(rèn)知記憶測(cè)定項(xiàng)目檢測(cè)其對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的認(rèn)知功能影響情況而進(jìn)行評(píng)價(jià)。在認(rèn)知記憶測(cè)定功能下，只有對(duì)該步驟下的正確圖形進(jìn)行觸碰才算正確，觸碰到非正確圖形或在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)不觸碰到正確圖形都算錯(cuò)誤。
[0014]一種采用以上所述自動(dòng)裝置的靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物觸摸操作馴化方法，包括以下步驟：
[0015]I.將食物裝入紅外線感應(yīng)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)食物分配器內(nèi)；
[0016]2.將