觸屏多功能非人靈長類動物認(rèn)知功能測試方法技術(shù)

觸屏多功能非人靈長類動物認(rèn)知功能測方法，屬動物實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。測試籠內(nèi)設(shè)可前后移動的觸摸屏和可上下移動的給水嘴。用轉(zhuǎn)移籠將飼養(yǎng)在生活籠內(nèi)的猴子轉(zhuǎn)運(yùn)至測試籠，由轉(zhuǎn)運(yùn)籠的觀察窗口觀察轉(zhuǎn)運(yùn)過程中猴的情況，轉(zhuǎn)運(yùn)到位后，將轉(zhuǎn)移籠門與測試籠門對接，抽開轉(zhuǎn)移籠門和測試籠門，猴子進(jìn)入測試籠后，插閉測試籠門，讓猴在自然坐立的姿態(tài)下完成任務(wù)和得到飲水獎勵(lì)，通過電腦控制精確推動裝有飲水或果汁的注射器，定量給予猴子飲水或果汁獎勵(lì)，當(dāng)猴子正確完成觸屏任務(wù)且后，從給水嘴喝到清水或果汁，給水嘴距離測試籠底面的高度Y和與觸摸屏觸摸面的距離X之間的定量關(guān)系按下式確定：Y＝0.4661X+(26～30)，計(jì)量單位為毫米。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬動物實(shí)驗(yàn)設(shè)備
，具體涉及一種用于對非人靈長類動物進(jìn)行認(rèn)知能力測試的方法。
技術(shù)介紹
在神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域，經(jīng)常需要對實(shí)驗(yàn)動物進(jìn)行行為學(xué)測試，通過讓實(shí)驗(yàn)動物完成一定的行為學(xué)范式來對其認(rèn)知能力和腦功能進(jìn)行評估，進(jìn)而揭示大腦活動的規(guī)律。非人靈長類動物，例如獼猴，作為一種高等級的實(shí)驗(yàn)動物，有高級復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)，可以完成多種復(fù)雜的行為學(xué)任務(wù);通過完成這些行為學(xué)任務(wù)對其進(jìn)行高級腦功能及認(rèn)知功能評定是神經(jīng)生物學(xué)一個(gè)非常重要的研究手段。基于神經(jīng)心理學(xué)，前人已開發(fā)出了一套評估獼猴高級腦功能的行為學(xué)范式，結(jié)合食物獎勵(lì)讓獼猴完成一系列的任務(wù)，通過評價(jià)完成任務(wù)的難度、正確率、完成順序、反應(yīng)時(shí)、間隔時(shí)間等數(shù)據(jù)來評定獼猴的學(xué)習(xí)記憶、決策、推理等高級腦功能和認(rèn)知功能。目前國內(nèi)對于獼猴的行為學(xué)測試大多使用如圖1所示裝置，采用基于80年代開發(fā)的WGTA系統(tǒng)的測試方法，需要實(shí)驗(yàn)人員一對一地操作設(shè)備對獼猴進(jìn)行訓(xùn)練和測試，過程極為繁瑣、耗時(shí)長效率低下;更不利的是訓(xùn)練與測試與操作人員密切相關(guān)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果很容易受到實(shí)驗(yàn)者影響;每次的食物獎勵(lì)由實(shí)驗(yàn)人員給予，無法精確定量;不同的實(shí)驗(yàn)人員的操作過程不可能完全一致，具有人為數(shù)據(jù)誤差和重復(fù)性差等缺點(diǎn)。此外大都在猴舍直接進(jìn)行訓(xùn)練和測試，被試獼猴易受到其他獼猴的干擾。這種依靠人力的行為學(xué)測試方法，已無法滿足現(xiàn)在多獼猴、多任務(wù)、精確可重復(fù)測量的實(shí)驗(yàn)要求。最近在市場上出現(xiàn)一種從美國進(jìn)口的“猴子CANTAB觸屏認(rèn)知系統(tǒng)”(型號為8095型/8905型)，用于非人類靈長類動物的認(rèn)知測試。它具有中央控制器，刺激模塊和動物響應(yīng)模塊，可以連接鍵盤、監(jiān)視器和鼠標(biāo)。軟件包括CANTAB測試應(yīng)用程序和基本的Whisker多媒體應(yīng)用軟件。CANTAB應(yīng)用程序包含有一連串的測試執(zhí)行功能，用戶可以直接通過觸摸屏進(jìn)行設(shè)置和操作。系統(tǒng)有食物獎賞和液體獎賞軟件模塊功能。80950型是對恒河猴進(jìn)行食物獎賞實(shí)驗(yàn)，89051型是進(jìn)行液體獎賞實(shí)驗(yàn)，二者也適用于對其他非人類靈長類動物進(jìn)行獎賞。80951有特殊設(shè)計(jì)的吸管，通過一個(gè)帶有刻度的蠕動栗進(jìn)行液體獎賞。硬件包括:一個(gè)框架外殼保護(hù)的觸摸屏面板，一個(gè)固定響應(yīng)杠桿、食物分配器、托架。對角線響應(yīng)區(qū)域是一個(gè)防濺型帶LCD監(jiān)視器的紅外觸摸屏，旁邊是一個(gè)信號燈、帶托盤的食物分配器和一個(gè)響應(yīng)杠桿。所有組件安裝在不銹鋼箱體上。該系統(tǒng)和測試方法的不足之處在于:1、其硬件僅是一個(gè)帶觸屏的箱狀設(shè)備，使用時(shí)須配備相應(yīng)的籠子;此外自重大(約25kg)，要調(diào)節(jié)其與猴籠的距離和高低，還需要配備相應(yīng)的可升降移動平臺。2、是通過投食來給予獼猴獎勵(lì)的，給予的食物需要特殊加工成一定形狀和硬度的餅干顆粒，否則其自動投食系統(tǒng)會發(fā)生故障，而投食食物的制作難度較大，費(fèi)用高(售價(jià)約為2800元人民幣/千克)。3、缺少一些實(shí)用功能，例如給水系統(tǒng)不能調(diào)整位置，沒有防止獼猴誤觸觸摸屏的設(shè)計(jì)，沒有對被試動物進(jìn)行監(jiān)視的攝像頭等。4、價(jià)格昂貴，要15到20萬人民幣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種，該方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，不但能基于現(xiàn)代電腦技術(shù)靈活、方便、智能、高效、精準(zhǔn)地進(jìn)行非人靈長類動物學(xué)訓(xùn)練及測試，而且不需要另配備相應(yīng)的猴籠，實(shí)用功能多、購置成本和使用成本低。本專利技術(shù)方法為: (I)所用裝置包括一測試籠和一轉(zhuǎn)移籠；測試籠的結(jié)構(gòu)是籠內(nèi)設(shè)可前后移動并鎖固的紅外感應(yīng)觸摸屏，觸摸屏的觸摸面朝向籠內(nèi)，觸摸面前方設(shè)可上下移動后鎖固的給水嘴，籠的柵格狀底面下方設(shè)可從籠側(cè)立面推入和拉出的接糞盤，籠的頂面設(shè)透明觀察窗口和緊固有攝像頭的可移動攝像頭架，籠的前立面設(shè)一可從籠側(cè)面推入和拉出的測試籠門；轉(zhuǎn)移籠帶有小輪和觀察窗口，轉(zhuǎn)移籠前立面為一道開啟后能與測試籠門對接的推拉式轉(zhuǎn)移籠門；(2)用轉(zhuǎn)移籠將飼養(yǎng)在生活籠內(nèi)的猴子轉(zhuǎn)運(yùn)至測試籠，由轉(zhuǎn)運(yùn)籠的觀察窗口觀察轉(zhuǎn)運(yùn)過程中猴的情況，轉(zhuǎn)運(yùn)到位后，將轉(zhuǎn)移籠門與測試籠門對接，抽開轉(zhuǎn)移籠門和測試籠門，猴子進(jìn)入測試籠后，插閉測試籠門，讓猴在自然坐立的姿態(tài)下完成任務(wù)和得到飲水獎勵(lì)，通過電腦控制精確推動裝有飲水或果汁的注射器，定量給予猴子飲水或果汁獎勵(lì)，當(dāng)猴子正確完成觸屏任務(wù)且后，從給水嘴喝到清水或果汁，由攝像頭通過測試籠的觀察窗口遠(yuǎn)程觀察猴的測試情況，移動攝像頭調(diào)整監(jiān)視畫面；(3)給水嘴距離測試籠底面的高度Y和與觸摸屏觸摸面的距離X之間的定量關(guān)系按下式確定:Y = 0.4661X+(26?30)，計(jì)量單位為毫米。用于本專利技術(shù)方法的電腦應(yīng)用程序和多媒體應(yīng)用軟件為現(xiàn)有技術(shù)，為本專業(yè)普通技術(shù)人員所知曉。本專利技術(shù)的有益效果:能基于現(xiàn)代電腦技術(shù)靈活、方便、智能、高效、精準(zhǔn)地進(jìn)行非人靈長類動物學(xué)訓(xùn)練及測試，不需要另配備相應(yīng)的猴籠，裝置購置成本和使用成本低。具體說，本專利技術(shù)方法具有以下特點(diǎn):1、所用裝置占地面積不超過3平方米，節(jié)省空間。2、測試時(shí)可按公式調(diào)整位置以適應(yīng)不同情況的猴子，測試結(jié)果可靠;通過電腦控制測試，每次測試的條件和獎勵(lì)嚴(yán)格定量，大大減少了人為誤差和干擾，效率得到極大提尚O3、遠(yuǎn)程操控和監(jiān)視，一個(gè)工作人員可以操作多臺設(shè)備。4、操作步驟簡單，裝置易于維護(hù)。【附圖說明】圖1為實(shí)施例1所用測試籠與轉(zhuǎn)移籠對接時(shí)的透視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為實(shí)施例1所用裝置的外觀立體示意圖。圖3為實(shí)施例1所用測試籠的主視示意圖。圖4為實(shí)施例1中所用測試籠給水嘴、給水嘴軌道和給水嘴橫梁聯(lián)接結(jié)構(gòu)立體示意圖。圖5為實(shí)施例2所用裝置中的給水裝置在觸屏測試籠內(nèi)的位置立體示意圖。圖6為實(shí)施例2所用裝置中的給水裝置的立體示意圖(圖中未畫出給水桿和給水嘴)。【具體實(shí)施方式】實(shí)施例1:見圖1?圖4。所用裝置包括一測試籠I和一轉(zhuǎn)移籠2。測試籠I底部設(shè)有縱向的后立面軌道(圖中未畫出)，可前后移動并鎖固位置的不銹鋼鋼板后立面3安裝于該后立面軌道上，后立面上開方形口，口內(nèi)緊固有一與電腦電聯(lián)接的17寸紅外感應(yīng)觸摸屏4，觸摸屏4的觸摸面朝向測試籠I的內(nèi)部。測試籠I的頂面設(shè)有有機(jī)玻璃觀察窗口 5和可讓監(jiān)視攝像頭(圖中未畫出)移動的攝像頭架6。給水裝置包括有做為注射器推桿動力的步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的電子控制器、進(jìn)水管18、連接給水嘴7和注射器出口的當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種觸屏多功能非人靈長類動物認(rèn)知功能測方法，其特征在于：(1)所用裝置包括一測試籠和一轉(zhuǎn)移籠；測試籠的結(jié)構(gòu)是籠內(nèi)設(shè)可前后移動并鎖固的紅外感應(yīng)觸摸屏，觸摸屏的觸摸面朝向籠內(nèi)，觸摸面前方設(shè)可上下移動后鎖固的給水嘴，籠的柵格狀底面下方設(shè)可從籠側(cè)立面推入和拉出的接糞盤，籠的頂面設(shè)透明觀察窗口和緊固有攝像頭的可移動攝像頭架，籠的前立面設(shè)一可從籠側(cè)面推入和拉出的測試籠門；轉(zhuǎn)移籠帶有小輪和觀察窗口，轉(zhuǎn)移籠前立面為一道開啟后能與測試籠門對接的推拉式轉(zhuǎn)移籠門；(2)用轉(zhuǎn)移籠將飼養(yǎng)在生活籠內(nèi)的猴子轉(zhuǎn)運(yùn)至測試籠，由轉(zhuǎn)運(yùn)籠的觀察窗口觀察轉(zhuǎn)運(yùn)過程中猴的情況，轉(zhuǎn)運(yùn)到位后，將轉(zhuǎn)移籠門與測試籠門對接，抽開轉(zhuǎn)移籠門和測試籠門，猴子進(jìn)入測試籠后，插閉測試籠門，讓猴在自然坐立的姿態(tài)下完成任務(wù)和得到飲水獎勵(lì)，通過電腦控制精確推動裝有飲水或果汁的注射器，定量給予猴子飲水或果汁獎勵(lì)，當(dāng)猴子正確完成觸屏任務(wù)且后，從給水嘴喝到清水或果汁，由攝像頭通過測試籠的觀察窗口遠(yuǎn)程觀察猴的測試情況，移動攝像頭調(diào)整監(jiān)視畫面；(3)給水嘴距離測試籠底面的高度Y和與觸摸屏觸摸面的距離X之間的定量關(guān)系按下式確定：Y＝0.4661X+(26～30)，計(jì)量單位為毫米。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳詩昊，楊上川，胡英周，張琳恒，譚恒，吳晶，張玉華，胡新天，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院昆明動物研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：云南;53