本实用新型涉及动物行为学研究领域，具体而言，涉及一种动物冒险行为测试装置。
背景技术：
冒险性是一种行为特质，指个体倾向于从事一些结果不能确定的行为。从积极意义方面来看，冒险性使人们更愿意接受严峻挑战，勇于探索；但是冒险性过高可能会使人的行为出现严重的负性结果，有研究发现，个体的冒险性越高，受伤的可能性越大。因此，冒险性过高被看作是一系列精神疾病的特征之一，如病理性赌博、多动障碍等。
从一项社会调查显示，偏爱冒险的人群主要集中在青少年，由于他们对社会充满好奇，经常喜欢尝试一些新鲜事物，而过度的冒险行为导致不少青少年误入歧途，比如涉黄、涉毒、涉赌等。由此可见，个体发展需要获得的重要技能之一就是能够觉察和识别潜在的危险情境以及能够避免过度的冒险倾向。从科学研究的角度来讲，关于冒险性在正常个体与精神疾病患者之间神经机制是有差异的，研究冒险性的神经机制不仅有助于治疗某些精神疾病，同时对维持个体的健康发展也具有启发意义。
在神经科学基础研究领域中，想要研究一种疾病状态首先需要建立一种动物模型，借助动物行为范式的方式来模拟人类复杂的情感和行为活动。基于此，本专利准备建立一种新的基于奖赏驱动下的动物冒险行为测试系统。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种动物冒险行为测试装置，旨在通过一对模拟装置来测试动物对于高危险性状况和安全性状况的行为选择，进而得到多种用于评估动物冒险性行为的参数。
为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：
一种动物冒险行为测试装置，其包括箱体，箱体内设置有第一模拟装置和第二模拟装置，第一模拟装置和第二模拟装置均包括侧壁开设有入口的壳体，第一模拟装置的壳体内设置有第一投料装置和惩罚装置，第二模拟装置的壳体内设置有第二投料装置；
第一投料装置具有开设有第一投料口的第一储料仓以及用于控制第一投料口的打开或关闭的第一触发装置，第二投料装置具有设有第二投料口的第二储料仓以及用于控制第二投料口的打开或关闭的第二触发装置，第一投料口的口径大于第二投料口的口径。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述第一触发装置和第二触发装置均包括：触发块和用于打开或关闭第一投料口或第二投料口的导向块，导向块通过转轴铰接于壳体上，触发块滑动设置于壳体的底部，导向块靠近触发块的侧面以及触发块相应的位置分别设置有相互配合的斜面。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述壳体的底部与触发块之间设置有滑动机构，滑动机构包括卡合部和滑槽，卡合部设置于触发块的底部，滑槽设置于壳体的底部，卡合部与滑槽相互配合。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述滑槽在远离入口的一端固定设置有弹性部件。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述惩罚装置包括疼痛刺激元件以及用于控制疼痛刺激元件的控制器，疼痛刺激元件包括设置于壳体底部的金属触片，金属触片与控制器电性连接。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述惩罚装置还包括视觉刺激元件，视觉刺激元件包括设置于第一储料仓的底部的LED灯，LED灯与控制器电性连接。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述箱体内具有相互连通、依次设置的开始区、过渡区和奖罚区，第一模拟装置和第二模拟装置设置于奖罚区。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述开始区、过渡区和奖罚区的顶部均设置有红外摄像头。
一种动物冒险行为的测试方法，其包括：
将动物禁食一天后放入权利要求1～8任一项的测试装置的箱体中，并利用控制器在实验动物获得食物的同时有选择启动惩罚装置；利用红外摄像头观测并记录实验动物的原始活动录像，并利用视频追踪软件记录实验动物在特定区域内的活动轨迹，进而记录实验动物分别进入第一模拟装置和第二模拟装置的次数、实验动物在进入所述第一模拟装置或第二模拟装置前在过渡区或奖罚区的停留时间、诱发惩罚的次数以及成功获取食物的次数。
进一步的，在本实用新型较佳的实施例中，上述惩罚为当动物得到食物后的0.5～2s内，会有25～50％的概率同时触发视觉刺激1～3s和足底疼痛刺激1～3s，视觉刺激为LED灯发出的圆圈样黑白交替的灯光警示，足底疼痛刺激为足底电击。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果例如包括：
本实用新型提供的这种动物冒险行为测试装置，同时设置有第一模拟装置和第二模拟装置，其中，第一模拟装置中同时设置了第一投料装置和惩罚装置，即在实验动物触发第一投料装置后，会有一定的概率触发惩罚装置，进而会因进食接受一定的惩罚(例如电击疼痛惩罚和视觉刺激惩罚)；同时，由于第一投料装置的第一投料口的口径大于第二投料装置的第二投料口的口径，当触发第一投料装置后，实验动物获得的食物要远大于触发第二投料装置后的食物。因此，第一模拟装置为模拟高危险性、高回报性选择的装置。由于第二模拟装置中没有设置惩罚装置，且第二投料口的口径小于第一投料口的口径，因此，第二模拟装置为模拟低危险性、低回报性选择的装置。该测试装置通过模拟这两种情况，即可实现让实验动物轻松分辨出两种选择的结果差异，从而加快对动物冒险行为测试实验的效率和准确性。
本实用新型提供的这种动物冒险行的测试方法，利用上述测试装置，能够得到实验动物分别进入第一模拟装置和第二模拟装置的次数、实验动物在进入所述第一模拟装置或第二模拟装置前在过渡区或奖罚区的停留时间、诱发惩罚的次数以及成功获取食物的次数，从而较为准确的模拟动物的冒险心理变化过程，更加科学的对老鼠的冒险行为进行量化、科学的评判，测试方法简单，可重现性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型实施方式提供的动物冒险行为测试装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施方式提供的动物冒险行为测试装置的第一模拟装置在未触发状态下的结构示意图；
图3是本实用新型实施方式提供的动物冒险行为测试装置的第一模拟装置在触发状态下的结构示意图；
图4是本实用新型实施方式提供的动物冒险行为测试装置的第二模拟装置在触发状态下的结构示意图。
图标：100-动物冒险行为测试装置；101-箱体；102-进口；103-红外摄像头；104-开始区；105-过渡区；106-奖罚区；107-栏杆；108-第一模拟装置；109-第二模拟装置；110-壳体；111-入口；120-第一投料装置；121-第一储料仓；122-第一投料口；123-第一触发装置；130-第二投料装置；131-第二储料仓；132-第二投料口；133-第二触发装置；134-触发块；135-导向块；136-转轴；137-遮挡面；138-第一斜面；139-第二斜面；140-卡合部；141-滑槽；142-弹性部件；151-疼痛刺激元件；152-视觉刺激元件。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1，参照图1至图4所示
本实施例提供一种动物冒险行为测试装置100，如图1所示，用于对实验动物的冒险行为进行测试，以对实验动物的冒险行为进行量化、科学的评判。
该动物冒险行为测试装置100包括箱体101，箱体101为中空结构，其内部具有供试验动物自由活动的容纳空间，为了更好的模拟并观察实验动物的行为及心理状态，该箱体101内的容纳空间分成三个区域，即开始区104、过渡区105和奖罚区106，这三个区域相互连通并依次设置，每两个区域之间可以不设置任何障碍物，例如只通过在箱体101底部画线标示来进行区分；也可以设置实验动物可轻松通过的障碍物，例如设置栏杆107等。同时，为了观察并追踪实验动物在这三个区域的活动情况，这三个区域的顶部均设置有红外摄像头103；该红外摄像头103同时连接计算机，将其录制的视频同步传输至计算机内，利用视频追踪软件即可对实验动物的行为进行实时分析。
在这三个区域中，开始区104，靠近箱体101的进口102，实验动物刚被放入箱体101中时，即在开始区104；奖罚区106，其为远离箱体101进口102的一侧，其内设置有用于测试动物冒险行为的第一模拟装置108和第二模拟装置109，通过记录试验动物进入奖罚区106的次数和时间，可反应试验动物的冒险行为能力；过渡区105，位于箱体101的中部，即位于开始区104和奖罚区106之间，通过记录试验动物在过渡区105停留的时间(即进入奖罚区106的潜伏期)，即可从侧面反映实验动物的一种尝试去冒险而又担心被惩罚的复杂心理状态。
第一模拟装置108(如图2和图3所示)和第二模拟装置109(如图4所示)均是专为模拟动物冒险行为设置的装置，其包括壳体110，壳体110的侧壁开设有入口111以模拟实验动物(如老鼠)爱钻洞的习性。在这两种模拟装置中，第一模拟装置108是用于模拟高危险、高回报的场景的；第二模拟装置109是用于模拟低危险、低回报的场景的。第一模拟装置108和第二模拟装置109均具有投料装置，即第一投料装置120和第二投料装置130，不同之处在于，在同样的触发条件下，第一投料装置120被触发，实验动物获得的食物要远大于第二投料装置130被触发的结果，即高回报。此外，第一模拟装置108内还设置有惩罚装置，用于给获得食物的实验动物施加惩罚(例如电击疼痛惩罚或视觉刺激惩罚)，即高危险。
第一投料装置120和第二投料装置130的具体结构如下：
如图2和图3所示，第一投料装置120包括第一储料仓121和第一触发装置123，第一储料仓121的侧壁开设有第一投料口122，第一触发装置123设置于第一储料仓121的下部并用于打开或关闭第一投料口122。
如图4所示，第二投料装置130包括第二储料仓131和第二触发装置133，第二储料仓131的侧壁开设有第二投料口132，第二触发装置133设置于第二储料仓131的下部并用于打开或关闭第二投料口132。
第一触发装置123和第二触发装置133均包括：
触发块134，与壳体110的入口111对应设置，触发块134与壳体110的底部之间设置有滑动机构，触发块134通过滑动机构滑动设置于壳体110的底部。滑动机构包括卡合部140和滑槽141，卡合部140设置于触发块134的底部，滑槽141设置于壳体110的底部，卡合部140与滑槽141相互配合。同时，滑槽141在远离壳体110的入口111的一端固定设置有弹性部件142。
导向块135，其位于第一储料仓121(或第二储料仓131)和触发块134之间，且导向块135通过转轴136铰接于壳体110上，其在外力的作用下，可以绕转轴136进行转动。导向块135具有遮挡面137，遮挡面137位于靠近导向块135边缘的位置，该遮挡面137用于打开或关闭第一投料口122或第二投料口132。
导向块135在靠近触发块134的侧面为第一斜面138；触发块134在与导向块135相对的位置设有第二斜面139，第一斜面138和第二斜面139相互配合。其触发原理为：当实验动物钻入壳体110后，会推动触发块134相对对壳体110底部滑动，在触发块134滑动的过程中，第一斜面138会逐渐与第二斜面139接触并通过斜面之间的作用力推动导向块135以转轴136为中心进行转动，从而使导向块135上的遮挡面137逐渐远离第一储料仓121的第一投料口122(或第二储料仓131的第二投料口132)，从而打开第一投料口122(或第二投料口132)；当触发块134滑动逐渐靠近滑槽141内设置的弹性部件142的一端时，会在弹性部件142的作用下向反方向运动，进而关闭第一投料口122(或第二投料口132)，完成触发投食过程。
为了使第一模拟装置108和第二模拟装置109之间的投食量有显著的差异，第一投料装置120的第一投料口122的口径大于第二投料装置130的第二投料口132的口径，进而实现，当第一投料装置120被触发后，投出的食物远大于第二投料装置130投出的食物，即实验动物触发第一投料装置120所获得的食物回报高。例如在本实施例中，第一储料仓121和第二储料仓131中均放置有颗粒样的固体食物，且第一储料仓121内的固体食物颗粒大，第二储料仓131内的固体食物颗粒小。当实验动物触发第一投料装置120后，落下1粒大颗粒样的固体食物；而当实验动物触发第二投料装置130后，会落下1粒小颗粒样的固体食物。此外，传统试验中的给食装置是需要实验动物主动去吸允粘稠状食物的，这本身对实验室繁育的动物来说需要一个学习的过程(因为实验动物习惯了固体食物)；且这种粘稠状食物难以精确控制食物量，并容易出现给食管道堵塞风险。而本实施例采用的这种颗粒样的食物，模拟了实验动物平时吃的固体食物，并且在实验动物触发给食机关后滑落，让实验动物获得大小不等的食物。
第一模拟装置108中设置的惩罚装置包括疼痛刺激元件151和控制器(图未示)，该控制器用于启动疼痛刺激元件151、并控制该疼痛刺激元件151的起效频率。在本实施例中，疼痛刺激元件151包括设置于壳体110底部的金属触片，该金属触片与控制器电性连接。当实验动物进行第一模拟装置108中，其足底即与金属触片接触，当控制器发出电击指令后(即金属触片通电后)，实验动物会受到足底电击惩罚。
在本实施例中，惩罚装置还包括视觉刺激元件152，该视觉刺激元件152包括设置于第一储料仓121的底部的LED灯，LED灯与控制器电性连接。控制器用于同时启动疼痛刺激元件151和视觉刺激元件152、并控制该疼痛刺激元件151和视觉刺激元件152的起效频率。
惩罚装置的起效为：当实验动物进入第一模拟装置108中，会有25～50％的概率同时触发视觉刺激1～3s和足底疼痛刺激1～3s，即实验动物足底与通电1～3s的金属触片接触，会受到足底电击惩罚；同时储料仓底部的LED还会发出圆圈样黑白交替的灯光警示1～3s，这种圆圈样黑白交替的灯光警示可以给实验动物(例如老鼠)一种视觉上模拟老鹰捕捉的情景使其产生恐惧心理(因为老鼠的天敌之一就是老鹰，老鼠看到此景会不由的恐惧，这种恐惧是先天的)。因此，该测试装置同时采用了视觉和疼痛刺激作为较为严厉的惩罚措施，真正让实验动物感觉到了确切的冒险性、并会使实验动物因食物欲望付出精神和肉体上的代价。
相比之下，传统的测试装置对实验动物的惩罚不够，它规定的惩罚只是让实验动物等待较长的时间再次获得食物，却没有起到实质性的惩罚作用，实验动物依然会为了满足单次获得更大颗食物的欲望而促使其偏爱选择高风险、高回报的装置(即宁愿等待较长时间也要寻求更大颗食物获取的欲望)。
本实施例还提供一种动物冒险行为的测试方法，具体为：
步骤a：将动物禁食一天后放入上述测试装置的箱体101中，让其自由活动，并利用控制器在实验动物获得食物的同时有选择的启动惩罚装置。
进一步的，上述惩罚为当实验动物得到食物后的0.5～2s内，会有25～50％的概率同时触发视觉刺激1～3s和足底疼痛刺激1～3s。其中，视觉刺激为LED灯发出的圆圈样黑白交替的灯光警示，足底疼痛刺激为足底电击。
步骤b：利用红外摄像头103观测并记录动物的原始活动录像，并利用视频追踪软件记录实验动物在特定区域内的活动轨迹，进而记录实验动物分别进入第一模拟装置108和第二模拟装置109的次数、诱发惩罚的次数以及成功获取食物的次数。
该实验过程为：
白天一整天老鼠禁食、禁饮，晚上六点将老鼠放入箱体101中。晚上是老鼠的活跃时间，并且老鼠因饥饿了一天，会更加促使其寻找食物。经过老鼠在箱体101内不断的熟悉探索后，老鼠会尝试进入奖罚区106的模拟装置中(因为老鼠喜欢探索并天生喜欢钻洞)。如果老鼠进入高风险、高回报的第一模拟装置108，就有25～50％的概率会触发惩罚装置，如果没有被惩罚，老鼠就会得到比较大的颗粒样食物。一旦触发惩罚，也就是老鼠得到食物后的0.5～2s会同时触发足底电击刺激1～3s和头顶的LED灯视觉恐惧1～3s，即当老鼠正在享受美食的时候遭到了恐怖袭击，此时老鼠会仓皇而逃。而由于第二模拟装置109没有设置惩罚装置，老鼠在触发后就会获得比较少的颗粒样食物。
通过晚六点到次日六点(12h)的记录，通过计算机及摄像、活动轨迹分析系统，电击、视觉恐惧次数记录、成功获取食物次数记录等参数，例如老鼠进入第一模拟装置108或第二模拟装置109的次数、成功触发机关获取食物的次数、诱发惩罚的次数，进而反映老鼠冒险行为。老鼠进入奖罚区106前的潜伏期(即实验动物第一次进入奖罚区106在过渡区105停留的时间)及进入奖罚区106的次数和时间来辅助反映老鼠尝试冒险的意愿强弱等。上述数据综合起来分析能更加科学的对老鼠的冒险行为进行量化、科学的评判。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本实用新型，然而应意识到，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本实用新型范围内的所有这些变化和修改。