一种精确视觉刺激的小动物行为记录装置

1.本技术涉及动物行为记录领域，具体而言，涉及一种精确视觉刺激的小动物行为记录装置。


背景技术：

2.动物行为指动物在一定环境条件下，为了完成摄食排遗、体温调节、生存繁殖以及满足其他生理需求而以一定姿势完成的一系列动作。
3.动物行为的记录和分析在生物研究上具有重要的意义，目前常用的小动物行为仪可用于同时记录多条斑马鱼的运动情况。
4.专利号为cn02113827.3的动物行为视频分析系统，采用机器视觉技术根据动物行为特征识别，可以计算出动物行为位置坐标、行动轨迹、运动距离、停止时间、运动时间、运动速度、运动量，从而可用于测试动物学习能力、记忆机理和心理活动以及测试样品的药性对运动的影响。
5.但是有些视觉相关的研究需要给予斑马鱼精确的视觉刺激，并同时记录斑马鱼的行为反应，目前的行为仪很难满足该类实验的需要，无法实现精确视觉刺激的同时进行动物行为记录。
6.申请内容
7.本技术的主要目的在于提供一种精确视觉刺激的小动物行为记录装置，以解决目前行为仪无法使得动物接受相同的视觉刺激，并同时记录它们在相应的刺激下的行为反应的问题。
8.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种精确视觉刺激的小动物行为记录装置。
9.该装置包括支架结构，在所述支架结构竖直方向同轴由上至下的设有摄像模组、小动物载体、视觉刺激模块和光源模块；
10.所述视觉刺激模块包括：
11.一幕布，用于接收视觉刺激；
12.一投影仪，用于产生视觉刺激，且所述视觉刺激与所述小动物载体中的小动物一一对应；
13.一固定座，用于将所述幕布和所述投影仪固定，并进行位置调节。
14.进一步地，所述小动物载体为24孔细胞培养板，或是48孔细胞培养板，或是96孔细胞培养板。
15.进一步地，所述投影仪(产生的视觉刺激包括光栅、flash和点阵，且所述视觉刺激与细胞培养板的孔数匹配。
16.进一步地，所述投影仪固定于所述固定座上，立杆在所述固定座与所述投影仪相邻设置，调节杆组固定于所述立杆的同时连接幕布载板，所述幕布载板用于放置所述幕布。
17.进一步地，所述调节杆组包括：
18.一锁紧杆，近端锁紧于所述立杆；
19.一水平连杆，其近端固定于所述锁紧杆远端；
20.一定位连杆，竖直向固定于所述水平连杆远端，用于固定所述幕布载板。
21.进一步地，所述幕布载板包括单侧正交排列的连接孔和与所述连接孔相邻的幕布工位，所述定位连杆穿过所述连接孔将所述幕布载板支撑。
22.进一步地，所述幕布为半透明投影幕布。
23.进一步地，所述投影仪的输出端匹配有低通滤镜。
24.进一步地，所述光源模块包括红外线光源，和设置于所述支架结构基座板上的反光镜，所述红外线光源水平照射于所述反光镜，所述反光镜呈45
°
设置，以使所述摄像模组记录。
25.为了实现上述目的，根据本技术的另一方面，提供了一种记录视觉刺激下动物行为的方法。
26.将动物样本设置所述小动物载体中，具体设置在细胞培养板中，投影仪对于细胞培养板中的每个孔位给出相同的视觉刺激，850nm的所述红外线光源通过所述反光镜反射，用作所述摄像模组的cmos相机记录动物样本行为。
27.本技术通过标准的光学元件cmos相机、投影仪、低通滤镜和红外线光源，配合设置的支架结构，同时，将需要记录的小动物样本通过标准的细胞培养板设置，通过简便的取材，精巧的结构设计，实现了能够对多样本小动物，同时进行相同的视觉刺激，并记录其行为反应。
28.此外，本技术在视觉刺激的设置上，投影仪将视觉刺激呈现在孔板底部的半透明幕布上，通过调节杆组的设计，幕布与投影仪之间的相对位置(高度差) 可调，从而确保视觉刺激能够精准的给到孔板底部，且能匹配尺寸。
附图说明
29.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，使得本技术的其它特征、目的和优点变得更明显。本技术的示意性实施例附图及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
30.图1是根据本技术实施例的精确视觉刺激的动物行为记录装置的结构示意图；
31.图2是根据本技术实施例的调节杆组的结构示意图；
32.图3是根据本技术实施例的锁紧杆的结构示意图
33.图4是根据本技术实施例的幕布载板结构示意图；
34.图5是根据本技术实施例的视觉刺激光栅示意图；
35.图6是根据本技术实施例的视觉刺激点阵示意图。
36.其中：1、支架结构；2、摄像模组；3、小动物载体；4、视觉刺激模块； 5、光源模块；41、幕布；42、投影仪；43、固定座；44、立杆；45、调节杆组；46、幕布载板；451、锁紧杆；452、水平连杆；453、定位连杆；461、连接孔； 462、幕布工位；51、外线光源；52、反光镜。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的
附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
38.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
39.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
40.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
41.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
43.参照附图1，一种精确视觉刺激的小动物行为记录装置，包括支架结构1。
44.该支架结构用作于整个装置的支撑主体，底侧为基座板结构，其上通过正交排列的孔位，形成对其他组件的固定。
45.在所述支架结构1竖直方向同轴由上至下的设有摄像模组2、小动物载体3、视觉刺激模块4和光源模块5。
46.在具体的竖直方向组件设置上，立柱结构，与底侧的基座板结构固定，不限定其形状，可以是方形主体，也可以是圆柱形，用作竖向的支撑件，其上顶侧为摄像模组2，摄像模组2下侧的小动物载体3与立柱结构固定。
47.所述小动物载体3选自24孔细胞培养板、48孔细胞培养板和96孔细胞培养板，在本实施例中，优选为48孔细胞培养板。
48.48孔细胞培养板通过包覆其的框架载体固定于立柱结构上，对此，不多作赘述。
49.48孔细胞培养板下侧为视觉刺激模块4。
50.继续参照附图1，视觉刺激模块整体设置在支架结构1底侧的基座板上，具体包括：
51.一幕布41，用于接收视觉刺激，其位于48孔细胞培养板下侧。
52.一投影仪42，用于产生视觉刺激，且所述视觉刺激与所述小动物载体3中的小动物一一对应。
53.一固定座43，用于将所述幕布41和投影仪42固定，并进行位置调节。
54.投影仪42直接固定于所述固定座43上，投影仪位于幕布41下侧，投影仪将视觉刺激呈现在幕布41上，而幕布41位于48孔细胞培养板正下侧，48孔细胞培养板孔板内的小动物能够接收。
55.立杆44在所述固定座43与所述投影仪42相邻设置，该立杆为调节杆组的支持载体，与固定座43锁紧固定。
56.固定座43则是与支架结构1底侧基座板上孔位锁紧。
57.调节杆组45固定于所述立杆44的同时连接幕布载板46，即调节杆组45用作幕布载板46的支撑件。
58.结合附图2，调节杆组45包括：
59.锁紧杆451，近端锁紧于所述立杆44；
60.水平连杆452，其近端固定于所述锁紧杆451远端；
61.定位连杆453，竖直向固定于所述水平连杆452远端，用于固定所述幕布载板 46
62.具体参照附图3，锁紧杆近端水平向前后设置的两片锁舌，设有仿形口，能套设在立杆上，并通过螺栓将两片锁舌锁紧，从而能够调节锁紧杆451在立杆上的位置。
63.锁紧杆451远端竖直向上下设置的两片锁舌上设有水平连杆的仿形口，从而水平连杆452套入后被螺栓锁紧。
64.定位连杆453以同样的方式锁紧与水平连杆的远端，在此不多做赘述。
65.所述幕布载板4用于放置所述幕布41，参照附图4，幕布载板46包括单侧正交排列的连接孔461和与所述连接孔461相邻的幕布工位462。
66.幕布工位462上设有幕布41，为半透明幕布。
67.所述定位连杆453穿过所述连接孔461将所述幕布载板46支撑。
68.作为一个优选的方案，水平连杆上还可以设置一道竖向的第二定位杆，与连接孔461形成第二定位点，达到稳定支撑的效果。
69.继续参照附图1，光源模块5位于支架结构1底侧的基座板上。
70.具体的，所述光源模块5包括红外线光源51，和设置于所述支架结构1基座板上的反光镜52。
71.反光镜52位于半透明幕布的正下侧。
72.所述红外线光源51在基座板上水平照射于所述反光镜52，所述反光镜52呈 45
°
设置，以使所述摄像模组2记录，具体记录48孔细胞培养板内的小动物行为情况。
73.以小动物选用斑马鱼，记录精准视觉刺激下其行为为例进一步说明：
74.将斑马鱼放置在48孔细胞培养板内，通过调节杆组调整幕布、投影仪的位置关系，使48孔细胞培养板的每个孔位都有视觉刺激，且视觉刺激刚好覆盖孔位。
75.投影仪的视觉刺激具体是由matlab软件和psychtoolbox-3程序产生，该视觉刺激包括光栅、flash和点阵。
76.对于光栅视觉刺激，参照附图5，48个旋转光栅以8
×
6的阵列排列在黑色背景上。
77.每个光栅直径设计为11毫米用于匹配标准的细胞培养板。
78.对于点阵视觉刺激，参照附图6，在每个直径设计为11毫米，设有尺寸为 0.0825mm的点。
79.值得注意的是，针对不同的刺激方案，我们可以通过修改实验程序以用来适应特定的实验需求。
80.在本实施例中，结合光栅视觉刺激进一步说明：
81.48个旋转光栅以8
×
6的阵列排列在黑色背景上，并投影于幕布，该光栅匀速旋转，每5s改变一次方向。
82.为消除视觉刺激的干扰，在投影仪的输出端设有低通滤镜，红外线光源发出的850nm光源经反光镜反射，穿过半透明幕布和48孔细胞培养板。
83.从而，用作所述摄像模组的cmos相机记录斑马鱼的行为活动。
84.综上所述，本技术通过标准的光学元件cmos相机、投影仪、低通滤镜和红外线光源，配合设置的支架结构，同时，将需要记录的小动物样本通过标准的细胞培养板设置，通过简便的取材，精巧的结构设计，实现了能够对多样本小动物，同时进行相同的视觉刺激，并记录其行为反应。
85.此外，本技术在视觉刺激的设置上，投影仪将视觉刺激呈现在孔板底部的半透明幕布上，通过调节杆组的设计，幕布与投影仪之间的相对位置(高度差) 可调，从而确保视觉刺激能够精准的给到孔板底部，且能匹配尺寸。
86.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。