專利名稱：用于動物主動回避反應的訓練裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種主動回避反應訓練裝置，特別涉及一種用于大鼠、小鼠、豚鼠等低等哺乳動物分辨學習的主動回避反應訓練裝置。
背景技術：
在神經(jīng)生理學、神經(jīng)藥理學、病理生理學、認知神經(jīng)科學及心理學的研究過程中，對低等哺乳動物(如大鼠、小鼠、豚鼠等)的行為實驗是必不可少的重要手段，動物行為實驗是研究腦高級功能及其他神經(jīng)科學實驗不可缺少的重要手段，有關學習與記憶的行為訓練的方法和技術被廣泛應用于神經(jīng)生理學及神經(jīng)藥理學的研究，迄今為止，被廣泛采用的動物行為模式有經(jīng)典的條件反射、回避行為條件反射(包括主動和被動)、操作式條件反射、迷宮行為的條件反射。要建立動物行為模式必須對動物進行反復多次的訓練，目前，常采用的穿梭箱主動回避反應屬于經(jīng)典的學習條件反射，動物通過學習能主動回避有效的刺激(如電擊)，采用的訓練裝置多由實驗者手工或半自動控制，工作量大、效率低、操作煩瑣、誤差較大，影響實驗結果的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種操作簡便、準確性高的用于動物主動回避反應的訓練裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于包括一個或一個以上的穿梭箱、控制電路、信號檢測電路、I/O接口、微處理機，其中，所述穿梭箱與所述信號檢測電路的輸入端連接，所述信號檢測電路的輸出端與經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接，所述穿梭箱還與所述控制電路的輸出端連接，所述控制電路的輸入端經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接；信號檢測電路將檢測到的穿梭箱內(nèi)的待訓練動物的位置信號通過I/O接口輸送給微處理機，經(jīng)微處理機處理后發(fā)出指令經(jīng)I/O接口發(fā)送給控制電路對穿梭箱內(nèi)的訓練動物的行為進行控制。
上述穿梭箱被隔板分隔為左室和右室，所述隔板下部開有使左室和右室相通的過門，所述穿梭箱箱底設置有導電柵，該導電柵能繞其與所述隔板相接觸的柵條上下擺動。
本實用新型所述的控制電路或由一個控制電路單元構成或由一個以上的電路結構和參數(shù)相同的控制電路單元相并聯(lián)而成，其中，一個控制電路單元對一個穿梭箱進行控制。
上述控制電路單元由繼電器A1、A2、A9、A10、指示燈DS11、DS12、可調(diào)電位器W1、電阻R25組成，其中繼電器A1、A2、A9、A10的定片第2腳經(jīng)連接器J1和J2、I/O接口與微處理機相連接，所述指示燈DS11、DS12的一端分別與繼電器A1、A2的定片第3、4腳相連接，所述指示燈DS11、DS12的另一端與繼電器A1、A2的定片第6腳之間接有電源E1，所述繼電器A1、A2、A9、A10的定片第5腳接電源E2，所述繼電器A9、A10的定片第6腳通過可調(diào)電位器W1、電阻R25與所述穿梭箱箱底設置的導電柵連接，所述可調(diào)電位器W1、電阻R25之間相串聯(lián)后在其兩端接有電源E3，所述繼電器A9的定片第3腳與所述穿梭箱的左室或右室內(nèi)的導電柵電連接，所述繼電器A10的定片第3腳與余下的左室或右室內(nèi)的導電柵電連接；所述指示燈DS11、DS12分別設置于所述穿梭箱的左室或右室內(nèi)。
在上述的控制電路中繼電器A1、A2分別用于控制指示燈DS11、DS12的開啟，當繼電器A1或/和A2的動片與其定片第6腳接通時，指示燈DS11或/和DS12亮，當繼電器A1或/和A2的動片與其定片第1腳接通時，指示燈DS11或/和DS12熄滅。繼電器A9、A10、可調(diào)電位器W1、電阻R1、電源E3分別用于向穿梭箱內(nèi)的左室或右室導電柵提供刺激電壓；當繼電器A9或A10的動片與其定片第6腳接通時，穿梭箱內(nèi)的左室或右室導電柵上加有刺激電壓，當繼電器A9或A10的動片與其定片第1腳接通時，穿梭箱內(nèi)的左室或右室導電柵上無刺激電壓。
本實用新型的信號檢測電路或由一個信號檢測電路單元構成，或由一個以上的電路結構和參數(shù)相同的信號檢測電路單元相并聯(lián)而成，其中，一個信號檢測電路單元對一個穿梭箱進行信號檢測。
上述信號檢測電路單元由三極管N1、N2、反相器U1、U2、電阻R1～R6、微動開關S1、S2組成，其中，所述三極管N1的基極與地之間串聯(lián)有電阻R2、R1，所述三極管N1的發(fā)射極與地連接并通過I/O接口與微處理機相連接，所述三極管N1的集電極經(jīng)電阻R3與電源E2相接，所述三極管N1的集電極與所述反相器U1的輸入端相接，反相器U1的輸出端經(jīng)I/O接口與微處理機相連接，所述電阻R2、R1相連接端經(jīng)微動開關S1與電源E2相連接；所述三極管N2的基極與地之間串聯(lián)有電阻R5、R4，所述三極管N2的發(fā)射極與地連接并通過I/O接口與微處理機相連接，所述三極管N2的集電極經(jīng)電阻R6與電源E2相接，所述三極管N2的集電極與所述反相器U2的輸入端相接，反相器U2的輸出端經(jīng)I/O接口與微處理機相連接，所述電阻R5、R4相連接端經(jīng)微動開關S2與電源E2相連接；所述微動開關S1、S2分別設置于所述穿梭箱的左室或右室內(nèi)的底部。
在上述的信號檢測電路中，由于微動開關S1、S2分別設置于所述穿梭箱的左室或右室內(nèi)的底部，當導電柵動作時，其柵條與微動開關S1或S2接觸，使微動開關S1或S2接通，由電阻R1、R2、R3、三極管N1、反相器U1組成的檢測電路或由電阻R4、R5、R6、三極管N2、反相器U2組成的檢測電路工作，即可檢測到穿梭箱內(nèi)待訓練動物的位置信號。
上述反相器U1、U2的型號均為74LS04。
當采用兩個穿梭箱時其控制電路為二個并聯(lián)連接的控制電路單元，其信號檢測電路為二個并聯(lián)連接的信號檢測電路單元，以此類推。
本實用新型用于動物主動回避反應的訓練裝置通過微處理機進行控制，控制電路接收微處理機發(fā)出的各種控制命令，以控制各種刺激信號的開啟與關閉，控制電路可產(chǎn)生幅值可調(diào)的交流電壓信號；信號檢測電路檢測動物在穿梭箱中的具體位置，將接收的信息通過I/O接口傳送給微處理機進行處理。具體操作過程為將待訓練的動物(如小鼠)置于穿梭箱的左室內(nèi)，位于左室內(nèi)的導電柵向下擺動，使左室底部的微動開關接通，信號檢測電路檢測到動物位于左室內(nèi)并將此信息傳給微處理機，經(jīng)微處理機處理后向控制電路發(fā)出命令，控制電路開啟位于左室內(nèi)的指示燈，同時產(chǎn)生一刺激電壓作用于左室內(nèi)的導電柵，訓練的動物被電擊后跑到穿梭箱右室，這時，位于右室內(nèi)的導電柵向下擺動，使右室底部的微動開關接通，信號檢測電路檢測到動物位于右室內(nèi)并將此信息傳給微處理機，經(jīng)微處理機處理后向控制電路發(fā)出命令，控制電路開啟位于右室內(nèi)的指示燈，同時產(chǎn)生一刺激電壓作用于右室內(nèi)的導電柵，訓練的動物被電擊后跑到穿梭箱左室，以此循環(huán)。
本實用新型可同時精通地自動控制一只或一只以上的小動物完成穿梭箱主動回避反應行為訓練實驗的全過程，從行為訓練的自動化控制到實驗數(shù)據(jù)的實時采集、顯示、實驗結果打印及保存，實現(xiàn)了多路小動物穿梭箱主動回避反應行為訓練的自動化，操作簡便、數(shù)據(jù)準確；同時，無需實驗者直接操作，大大地降低了實驗成本，提高了工作效率。本實用新型特別適用于大鼠、小鼠、豚鼠等低等哺乳動物分辨學習的連續(xù)自動化訓練。


圖1為本實用新型實施例的電路框圖；圖2為本實用新型實施例所采用的穿梭箱的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例所采用的控制電路單元的電路連接圖；圖4為本實用新型實施例所采用的信號檢測電路單元的電路連接圖；
圖5為本實用新型實施例所采用的控制電路的電路連接圖；圖6為本實用新型實施例所采用的信號檢測電路的電路連接圖。
具體實施方式
參見圖1，一種用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于包括四個穿梭箱、控制電路、信號檢測電路、I/O接口、微處理機，其中，所述穿梭箱與所述信號檢測電路的輸入端連接，所述信號檢測電路的輸出端與經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接，所述穿梭箱還與所述控制電路的輸出端連接，所述控制電路的輸入端經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接；信號檢測電路將檢測到的穿梭箱內(nèi)的待訓練動物的位置信號通過I/O接口輸送給微處理機，經(jīng)微處理機處理后經(jīng)I/O接口發(fā)送給控制電路對穿梭箱進行控制。
參見圖2，上述穿梭箱被隔板9分隔為左室10和右室11，所述隔板9下部開有使左室10和右室11相通的過門12，所述穿梭箱箱底設置有不銹鋼柵13，該不銹鋼柵13能繞其與所述隔板9相接觸的柵條上下擺動。
參見圖3，本例中，所述的控制電路由四個電路結構和參數(shù)相同的控制電路單元相并聯(lián)而成，其中，一個控制電路單元對一個穿梭箱進行控制，該控制電路單元由繼電器A1、A2、A9、A10、指示燈DS11、DS12、可調(diào)電位器W1、電阻R25組成，其中繼電器A1、A2、A9、A10的定片第2腳經(jīng)連接器J1和J2、I/O接口與微處理機相連接，所述指示燈DS11、DS12的一端分別與繼電器A1、A2的定片第3腳相連接，所述指示燈DS11、DS12的另一端與繼電器A1、A2的定片第6腳之間接有220V的交流電源E1，所述繼電器A1、A2、A9、A10的定片第5腳接5V的直流電源E2，所述繼電器A9、A10的定片第6腳通過可調(diào)電位器W1、電阻R25與所述穿梭箱箱底設置的不銹鋼柵13連接，所述可調(diào)電位器W1、電阻R25之間相串聯(lián)后在其兩端接有50V的交流電源E3，所述繼電器A9的定片第3腳與所述穿梭箱的左室10內(nèi)的不銹鋼柵13電連接，所述繼電器A10的定片第3腳與右室11內(nèi)的不銹鋼柵13電連接；所述指示燈DS11、DS12分別設置于所述穿梭箱的左室10、右室11內(nèi)。
參見圖5，本例中，采用四個穿梭箱，其控制電路由四個控制電路單元組成，即，由繼電器A1、A2、A9、A10、可調(diào)電位器W1、電阻R25、指示燈DS11、DS12組成第一控制電路單元，對第一個穿梭箱進行控制；由繼電器A3、A4、A11、A12、可調(diào)電位器W2、電阻R26、指示燈DS21、DS22組成第二控制電路單元，對第二個穿梭箱進行控制；由繼電器A5、A6、A13、A14、可調(diào)電位器W3、電阻R27、指示燈DS31、DS32組成第三控制電路單元，對第三個穿梭箱進行控制；由繼電器A7、A8、A15、A16、可調(diào)電位器W4、電阻R28、指示燈DS41、DS42組成第四控制電路單元，對第四個穿梭箱進行控制；這四個控制電路單元的電路結構、相應電路元件的參數(shù)完全相同，通過并聯(lián)的方式構成本例的控制電路，此控制電路的繼電器A1～A8的定片第6腳與指示燈DS11～DS42之間接有220V的交流電源E1，繼電器A1～A16的定片第5腳與地之間接有5V的直流電源E2，繼電器A9～A16的可調(diào)電位器及與之相連接的電阻之間接有50V的交流電源E3；繼電器A1～A8的定片第2腳分別通過連接器J1、I/O接口與微處理機相連接，繼電器A9～A16的定片第2腳分別通過連接器J2、I/O接口與微處理機相連接；繼電器A9、A10的定片第3腳、繼電器A11、A12的定片第3腳、繼電器A13、A14的定片第3腳、繼電器A15、A16的定片第3腳分別通過連接器J3、J4、J5、J6與第一、第二、第三、第四穿梭箱的左、右室內(nèi)的不銹鋼柵相連接；繼電器A9、A10的定片第6腳、繼電器A11、A12的定片第6腳、繼電器A13、A14的定片第6腳、繼電器A15、A16的定片第6腳經(jīng)各自的可調(diào)電阻、連接器J3、J4、J5、J6與第一、第二、第三、第四穿梭箱內(nèi)的不銹鋼柵相連接。
參見圖4，本例中，上述的信號檢測電路由四個電路結構和參數(shù)相同的信號檢測電路單元相并聯(lián)而成，其中，一個信號檢測電路單元對一個穿梭箱進行信號檢測，該信號檢測電路單元由三極管N1、N2、反相器U1、U2、電阻R1～R6、微動開關S1、S2組成，其中，所述三極管N1的基極與地之間串聯(lián)有電阻R2、R1，所述三極管N1的發(fā)射極與地連接并通過I/O接口與微處理機相連接，所述三極管N1的集電極經(jīng)電阻R3與5V的直流電源E2相接，所述三極管N1的集電極與所述反相器U1的輸入端相接，反相器U1的輸出端經(jīng)I/O接口與微處理機相連接，所述電阻R2、R1相連接端經(jīng)微動開關S1與5V的直流電源E2相連接；所述三極管N2的基極與地之間串聯(lián)有電阻R5、R4，所述三極管N2的發(fā)射極與地連接并通過I/O接口與微處理機相連接，所述三極管N2的集電極經(jīng)電阻R6與5V的直流電源E2相接，所述三極管N2的集電極與所述反相器U2的輸入端相接，反相器U2的輸出端經(jīng)I/O接口與微處理機相連接，所述電阻R5、R4相連接端經(jīng)微動開關S2與5V的直流電源E2相連接；所述微動開關S1、S2分別設置于所述穿梭箱的左室10、右室11內(nèi)的底部。
參見圖6，本例中，采用四個穿梭箱，其信號檢測電路由四個信號檢測電路單元組成，即，由三極管N1、N2、電阻R1～R6、反相器U1、U2、微動開關S1、S2組成第一信號檢測電路單元，對第一個穿梭箱進行信號檢測；由三極管N3、N4、電阻R7～R12、反相器U3、U4、微動開關S3、S4組成第二信號檢測電路單元，對第二個穿梭箱進行信號檢測；由三極管N5、N6、電阻R13～R18、反相器U5、U6、微動開關S5、S6組成第三信號檢測電路單元，對第三個穿梭箱進行信號檢測；由三極管N7、N8、電阻R19～R24、反相器U7、U8、微動開關S7、S8組成第四信號檢測電路單元，對第四個穿梭箱進行信號檢測；這四個信號檢測電路單元的電路結構、相應電路元件的參數(shù)完全相同，通過并聯(lián)的方式構成本例的信號檢測電路，此信號檢測電路的三極管N1～N8的集電極偏置電阻與地之間接有5V的直流電源E2；微動開關S1、S2分別設置于第一穿梭箱的左、右室底部，微動開關S3、S4分別設置于第二穿梭箱的左、右室底部，微動開關S5、S6分別設置于第三穿梭箱的左、右室底部，微動開關S7、S8分別設置于第四穿梭箱的左、右室底部；反相器U1～U8的反相端及三極管N1～N8的發(fā)射極經(jīng)I/O接口與微處理機相連接。
上述反相器U1～U8的型號均為74LS04。
權利要求1.一種用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于包括一個或一個以上的穿梭箱、控制電路、信號檢測電路、I/O接口、微處理機，其中，所述穿梭箱與所述信號檢測電路的輸入端連接，所述信號檢測電路的輸出端與經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接，所述穿梭箱還與所述控制電路的輸出端連接，所述控制電路的輸入端經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接；信號檢測電路將檢測到的穿梭箱內(nèi)的待訓練動物的位置信號通過I/O接口輸送給微處理機，經(jīng)微處理機處理后經(jīng)I/O接口發(fā)送給控制電路對穿梭箱進行控制。
2.如權利要求1所述的用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于所述穿梭箱被隔板(9)分隔為左室(10)和右室(11)，所述隔板(9)下部開有使左室(10)和右室(11)相通的過門(12)，所述穿梭箱箱底設置有導電柵(13)，該導電柵(13)能繞其與所述隔板(9)相接觸的柵條上下擺動。
3.如權利要求1或2所述的用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于所述的控制電路或由一個控制電路單元構成或由一個以上的電路結構和參數(shù)相同的控制電路單元相并聯(lián)而成，其中，一個控制電路單元對一個穿梭箱進行控制。
4.如權利要求3所述的用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于所述控制電路單元由繼電器A1、A2、A9、A10指示燈DS11、DS12、可調(diào)電位器W1、電阻R25組成，其中繼電器A1、A2、A9、A10的定片第2腳經(jīng)連接器J1和J2、I/O接口與微處理機相連接，所述指示燈DS11、DS12的一端分別與繼電器A1、A2的定片第3腳相連接，所述指示燈DS11、DS12的另一端與繼電器A1、A2的定片第6腳之間接有電源E1，所述繼電器A1、A2、A9、A10的定片第5腳接電源E2，所述繼電器A9、A10的定片第6腳通過可調(diào)電位器W1、電阻R25與所述穿梭箱箱底設置的導電柵(13)連接，所述可調(diào)電位器W1、電阻R25之間相串聯(lián)后在其兩端接有電源E3，所述繼電器A9的定片第3腳與所述穿梭箱的左室(10)或右室(11)內(nèi)的導電柵(13)電連接，所述繼電器A10的定片第3腳與余下的左室(10)或右室(11)內(nèi)的導電柵(13)電連接；所述指示燈DS11、DS12分別設置于所述穿梭箱的左室(10)或右室(11)內(nèi)。
5.如權利要求1或2所述的用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于所述的信號檢測電路或由一個信號檢測電路單元構成，或由一個以上的電路結構和參數(shù)相同的信號檢測電路單元相并聯(lián)而成，其中，一個信號檢測電路單元對一個穿梭箱進行信號檢測。
6.如權利要求5所述的用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于所述信號檢測電路單元由三極管N1、N2、反相器U1、U2、電阻R1～R6、微動開關S1、S2組成，其中，所述三極管N1的基極與地之間串聯(lián)有電阻R2、R1，所述三極管N1的發(fā)射極與地連接并通過I/O接口與微處理機相連接，所述三極管N1的集電極經(jīng)電阻R3與電源E2相接，所述三極管N1的集電極與所述反相器U1的輸入端相接，反相器U1的輸出端經(jīng)I/O接口與微處理機相連接，所述電阻R2、R1相連接端經(jīng)微動開關S1與電源E2相連接；所述三極管N2的基極與地之間串聯(lián)有電阻R5、R4，所述三極管N2的發(fā)射極與地連接并通過I/O接口與微處理機相連接，所述三極管N2的集電極經(jīng)電阻R6與電源E2相接，所述三極管N2的集電極與所述反相器U2的輸入端相接，反相器U2的輸出端經(jīng)I/O接口與微處理機相連接，所述電阻R5、R4相連接端經(jīng)微動開關S2與電源E2相連接；所述微動開關S1、S2分別設置于所述穿梭箱的左室(10)或右室(11)內(nèi)的底部。
7.如權利要求6所述的用于動物主動回避反應的訓練裝置，其特征在于所述的反相器U1、U2的型號均為74LS04。
專利摘要本實用新型公開了一種用于大鼠、小鼠、豚鼠等低等哺乳動物分辨學習的主動回避反應訓練裝置，其特征在于包括一個或一個以上的穿梭箱、控制電路、信號檢測電路、I/O接口、微處理機，其中，所述穿梭箱與所述信號檢測電路的輸入端連接，所述信號檢測電路的輸出端與經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接，所述穿梭箱還與所述控制電路的輸出端連接，所述控制電路的輸入端經(jīng)I/O接口與所述微處理機連接；信號檢測電路將檢測到的穿梭箱內(nèi)的待訓練動物的位置信號通過I/O接口輸送給微處理機，經(jīng)微處理機處理后經(jīng)I/O接口發(fā)送給控制電路對穿梭箱進行控制。本實用新型實現(xiàn)了多路小動物穿梭箱主動回避反應行為訓練的自動化，操作簡便、數(shù)據(jù)準確。
文檔編號A01K15/02GK2834160SQ2005200100
公開日2006年11月8日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權日2005年9月30日
發(fā)明者趙邦云 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學