专利名称：应激后小鼠运动学习记忆能力自动化检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医学动物实验行为学自动观察检测装置，具体涉及应激 后小鼠运动学习记忆能力自动化检测装置。
背景技术：
战争年代，战士战斗力的获取大部分是通过学习和记忆来实现的，这样 的学习记忆又可以分为两类 一类是基于海马的空间学习记忆能力，比如在 战场上快速分辨方位的能力、对地图和阵地地形的学习记忆、对野外环境的 学习记忆； 一类是基于小脑的运动性学习记忆能力，比如快速行进中的运动 协调能力、快速瞄准敌人时的视觉学习记忆协调能力。和平年代，人类社会 生产力的获得大部分也是通过学习和记忆来实现的，这样的学习记忆同样可 以分为两类一类是诸如获取书本知识的抽象学习记忆等基于海马的空间学 习记忆能力；一类是在获取劳动技能的实践过程中基于小脑的运动性学习记 忆能力。
基于海马的空间学习记忆能力和基于小脑的运动性学习记忆能力在平 战时都有着举足轻重的作用。但是，战场上残酷的高强度应激和现实生活V 过度的社会心理应激都可能严重损伤人类的空间和运动性学习记忆能力，长 期暴露于社会心理应激和战时应激会导致严重后果，比如抑郁以及创伤后应 激综合症，在平时影响社会生产力，战时严重影响部队的战斗力。对于应激 的预防和治疗在平战时都是个迫切的问题，已经成为世界卫生组织和各国军 事卫生研究机构关注的焦点。如何筛选能提高空间、运动性学习记忆能力的 抗应激药也成为医药卫生机构迫在眉睫的任务。
既往对于抗应激药物的疗效评估主要集中于观察抗应激药物干预后空 间学习记忆能力的改善，而对抗应激药物影响运动性学习记忆能力尚无报 道，主要原因之一是缺乏检测运动性学习记忆能力的有效手段。小鼠水平动
眼反射(Horizontal Optokinetic Response, HOKR)的适应是基于小脑的运 动性学习记忆能力，简单来说就是在头部固定的小鼠眼前水平移动屏幕时， 小鼠能在一定程度上跟踪屏幕移动(水平动眼反射)，经过一段时间训练后， 这种能力得到提高(适应过程)，称为小鼠水平动眼反射(HOKR)的适应， 是基于小脑的运动性学习记忆能力。既往研究提示其机制是小脑平行纤维-浦肯野细胞之间兴奋性突触传递的长时程抑制(Long-Term Depression, LTD),目前该指标己被广泛应用于探讨小脑功能及机制，但尚无观察应激 对该适应过程的影响及其作用机制。
检测小鼠HOKR的中心问题和难点是跟随小鼠瞳孔的运动，动态分析 瞳孔位置。目前主要利用三种技术动态分析小鼠瞳孔位置向眼球内植入线 圈(searched coil technique)、目艮(动)电( 荒)描i己术(electrooculography， EOG) 和红外眼球成像动态分析技术。前两种技术属于有损性介入记录，对动物造 成一定的创伤，而且是间接反映瞳孔位置，存在应用缺陷，已逐渐让位于红 外眼球成像动态分析技术。目前利用红外眼球成像动态分析技术分析瞳孔位 置的做法是动态摄取小鼠眼球照片，利用位置分析器(光电转换器)动态计 算小鼠瞳孔直径，利用小鼠眼球的解剖模型换算小鼠瞳孔运动的角度(图 1)，代表者是日本东京理化学研究所脑研究部门永雄總一教授实验组。
这种测量方法存在很大的缺陷①如图1所示，实际上测量的是利用 位置分析器加载的通过小鼠瞳孔中央的长方形条带中心的位置，小鼠的挣
扎、闭合眼睑、縮小瞳孔，都会导致测量误差，而小鼠HOKR的检测系统
要求精度极高，很小的测量误差就会导致结果的巨大改变；②为了避免这
种测量误差，观察过程中实验人员需要通过位置分析器随时调整长方形条带
的位置，这样就会增加很多额外的工作量而且引入了另一个主观测量误差因
素。为了克服这些问题，就需要通过计算机图像捕获与分析技术来完成小鼠
瞳孔位置的动态分析过程。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种应激后小鼠运动学习记忆能力自动化检 测装置，以便对小鼠瞳孔移动的分析自动化，减轻了实验人员的负担；在分 析过程中排除挣扎、闭合眼睑、縮小瞳孔对记录的影响，获得比以往更精确 的实验数据；为研究应激后小鼠运动性学习记忆能力的改变提供有力的工 具，并可以广泛应用于临床药物的筛选。
本实用新型的目的是这样实现的，应激后小鼠运动学习记忆能力自动化 检测装置，其特征是..HOKR实验台4固定于环形屏幕1中央，数码摄像 机3固定在HOKR实验台4前方，环形屏幕1的下方连接有马达7，电机 轴6与马达7传动连接，控制电路8由其内的无线发送接收电路与计算机 IO电连接，计算机10并与无线发送接收电路11无线电连接。
所述的在电机轴6上连接的增量角位移传感器12，增量角位移传 器 12与控制电路8电连接。本实用新型的特点是它采用无创性计算机图像捕获分析系统，不影响 动物行为，提高了结果的可信度。同时由于利用计算机编程大大简化了
HOKR中眼球运动的测量程序，大大提高了测量精度，降低了测量误差。 由于该系统能够动态实时检测小鼠的运动学习记忆能力，可以广泛应用于小 脑功能研究领域、应激后运动学习记忆功能变化的监测以及临床药物的筛选。
下面结合实施例附图和实际使用过程对本发明作进一步说明。
图1是实施例结构示意图。
图中1、环形屏幕；2、小鼠；3、数码摄像机；4、 HOKR实验台； 5、小鼠眼睛；6、电机轴、7、马达；8、控制电路；9、接口； 10、计算机； 11、无线发送和接收电路；12、增量角位移传感器。
具体实施方式
如图1所示，将HOKR实验台4固定于环形屏幕1中央，并将小鼠身 体置入HOKR实验台4上的小鼠笼内，固定小鼠2的头部，使通过小鼠眼 睛5和外耳道的连线呈水平(水平半规管的方向)，数码摄像机3固定架设 在小鼠笼对应的前方，环形屏幕1的下方连接有马达7，电机轴6与马达7 传动连接，通过控制电路8驱动马达7转动和停止，控制电路8由其内的无 线发送接收电路与计算机10电连接，计算机10并与无线发送和接收电路 ll通过无线电连接。在电机轴6上连接的增量角位移传感器12电连接，计 算机10向控制电路8发出转动命令和电机轴6每转动多少角度由控制电路 8向计算机10返回摄取小鼠眼睛5图像的同步信号命令。当控制电路8接 收到出转动命令后，每到达一个电机轴6的转动角度，由控制电路8向计算 机10发出一个同步信号命令，计算机10则通过接口 9提取数码摄像机3 摄取小鼠眼睛5的图像。每1个同步信号对应数码摄像机3摄取的小鼠眼睛 5的1幅图像。同步信号可以是1个/周(L)和100个/周(M)。
数码摄像机3拍摄小鼠眼球的图片，需要软件处理，为了使软件方便， 处理的效果更好，首先可通过调节对比度和亮度以获得最好图像效果，也就 是瞳孔自身边界和眼球其余部分对比最鲜明的眼球图片；设定灰度的阈值， 将灰度图转化为两位位图，利用电子过滤去除噪声以及红外光反射形成的光 点。上述的操作可以通过在数码摄像机3镜头加滤色镜完成。
权利要求1、应激后小鼠运动学习记忆能力自动化检测装置，其特征是HOKR实验台(4)固定于环形屏幕(1)中央，数码摄像机(3)固定在HOKR实验台(4)前方，环形屏幕(1)的下方连接有马达(7)，电机轴(6)与马达(7)传动连接，控制电路(8)由其内的无线发送接收电路与计算机(10)电连接，计算机(10)并与无线发送接收电路(11)无线电连接。
2、 根据权利要求1所述的应激后小鼠运动学习记忆能力自动化检测装置，其特征是所述的在电机轴(6)上连接的增量角位移传感器(12)，增量角位移传感器(12)与控制电路(8)电连接。
专利摘要本实用新型属于医学动物实验行为学自动观察检测装置，具体涉及应激后小鼠运动学习记忆能力自动化检测装置，其特征是HOKR实验台(4)固定于环形屏幕(1)中央，数码摄像机(3)固定在HOKR实验台(4)前方，环形屏幕(1)的下方连接有马达(7)，电机轴(6)与马达(7)传动连接，控制电路(8)由其内的无线发送接收电路与计算机(10)电连接，计算机(10)并与无线发送接收电路(11)无线电连接。以便对小鼠瞳孔移动的分析自动化，减轻了实验人员的负担；获得比以往更精确的实验数据；为研究应激后小鼠运动性学习记忆能力的改变提供有力的工具，并可以广泛应用于临床药物的筛选。
文档编号G09B5/00GK201431447SQ20092003341
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者李云庆, 武胜昔, 文 王 申请人:中国人民解放军第四军医大学