一种小鼠认知功能智能实验设备

本发明涉及小鼠实验领域，具体涉及一种小鼠认知功能智能实验设备。

背景技术：

1、在基础生命科学研究领域，小鼠作为常见的模式动物，其生理生化和发育过程与人类极其相似，基因组与人类同源达98％。所以很多小鼠疾病模型可以一定程度真实地模拟人类疾病地发病过程以及药物反应。此外，由于其较强的繁殖能力，较多的近交系，转基因品系等也使得小鼠成为复制人类疾病动物模型以及研究基因功能的首选模式动物。认知功能障碍是指大脑高级智能加工过程出现异常而导致的学习、记忆障碍。随着人类寿命的不断延长以及人口老龄化的到来，与认知功能障碍相关的神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病等)患病率不断升高，给家庭和社会经济增加了沉重的负担。研究认知功能障碍的病理机制对相关疾病的防治有着重要的意义。

2、小鼠行为学评估在认知功能障碍相关疾病的评估、生理机制研究等方面发挥着重要的作用。学习记忆力受损是认知功能障碍中较为常见的一种表现，目前大多数小鼠行为学方法都是评估学习记忆功能。但是认知功能障碍还包括空间、计算、执行和理解判断等方面的缺陷，现有的小鼠行为学评估手段尚不能全面智能地分析认知功能改变。针对实验中存在的问题，设计一款可全面智能地分析学习记忆、执行和理解判断等认知功能方面的实验仪器，重要性不言而喻。因此，发明一种小鼠认知功能智能分析设备来解决上述问题很有必要。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出了一种小鼠认知功能智能实验设备,通过智能视频分析模块，对小鼠的位置进行识别，并对进入设定电击区的小鼠进行精准电击。设备把电击模块安装于旋转机构上，在实验过程中使设备不断旋转，提升实验环境复杂度，并随机调整电击区的设定，完成动态中的小鼠认知功能实验。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种小鼠认知功能智能实验设备，包括设备壳体；所述设备壳体安装有控制模块和旋转机构；所述旋转机构包括滑台和旋转电机；所述设备壳体与所述旋转电机固定安装；所述旋转电机与所述滑台固定连接；所述滑台固定安装有电击转盘；所述电击转盘包括io模块、电击导线和废物托盘；所述电击转盘上方放置透明罩。

4、进一步地，所述设备壳体安装有数据采集模块；所述数据采集模块包括摄像头和光源模组；所述摄像头和所述光源模组的下方安装滤光板。

5、进一步地，所述设备壳体安装有视觉采集分析模块；所述视觉采集分析模块包括视觉采集模块和视觉分析模块；

6、所述视觉采集模块通过所述数据采集模块通过摄像头，对数据进行采集和反向控制；

7、所述视觉分析模块包含工控电脑和视觉分析软件，其通过所述视觉采集模块获取的图像，对小鼠的区域位置进行分析。

8、进一步地，所述io模块的输出端均连接有一个所述电击导线，通过所述控制模块的信号定义电击导线的正负极回路，进而产生电击电流。

9、进一步地，所述设备壳体的外侧设有通信模块；所述通信模块包括rj45接口和电源接口。

10、进一步地，所述视觉分析模块的视觉分析系统基于图像ai算法，通过采集的图像信息自动分析小鼠的位置、方向、是否进入区域灯。

11、进一步地，所述设备壳体四面颜色统一，表面无弯曲度。

12、进一步地，所述设备壳体固定安装有主立柱；所述主立柱安装有固定支架；所述旋转电机安装在所述主立柱的内部。

13、本发明的有益效果：

14、1、本发明通过旋转机构，达到小鼠在电击模块中自由活动中的旋转运动，完成动态中的实验分析；并结合灵活的电击区设定，可全面智能地分析学习记忆、执行和理解判断等认知功能方面。

15、2、本发明通过一体化设计，把整个实验集成在一台设备中，实现了电击控制，视频采集，智能分析等功能，方便实验操作，大大降低了实验的复杂度。

16、3、本发明可以通过智能视频分析识别小鼠的位置，并能够主动触发电击动作，对小鼠进行电击。而之前对小鼠的电击都是固定时间间隔或者手动触发。

17、4、本发明提出了独立的电击控制逻辑，通过io控制模块可以任意定义每根导线的正负极，从而规避了之前的导线固定正负极的弊端。

18、5、本发明针对旋转实验中，小鼠运动轨迹收到旋转运动影响，提出了旋转校正的方法，通过把旋转台的速度校正，获取小鼠真实的运动轨迹

技术特征：

1.一种小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，包括设备壳体(1)；所述设备壳体(1)安装有控制模块(2)和旋转机构(3)；所述旋转机构包括滑台(32)和旋转电机(36)；所述设备壳体(1)与所述旋转电机(36)固定安装；所述旋转电机(36)与所述滑台(32)固定连接；所述滑台(32)固定安装有电击转盘(34)；所述电击转盘(34)包括io模块(341)、电击导线(342)和废物托盘(343)；所述电击转盘(34)上方放置透明罩(35)。

2.根据权利要求1所述的小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，所述设备壳体(1)安装有数据采集模块(4)；所述数据采集模块(4)包括摄像头(41)和光源模组(42)；所述摄像头和所述光源模组的下方安装滤光板(43)。

3.根据权利要求2所述的小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，安装有视觉采集分析模块(22)；所述视觉采集分析模块(22)包括视觉采集模块和视觉分析模块；

4.根据权利要求1所述的小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，所述io模块(341)的输出端均连接有一个所述电击导线(342)，通过所述控制模块(2)的信号定义电击导线(342)的正负极回路，进而产生电击电流。

5.根据权利要求1所述的小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，所述设备壳体(1)的外侧设有通信模块(5)；所述通信模块(5)包括rj45接口(51)和电源接口(52)。

6.根据权利要求3所述的小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，所述视觉分析模块的视觉分析系统基于图像ai算法，通过采集的图像信息自动分析小鼠的位置、方向、是否进入区域灯。

7.根据权利要求1所述的小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，所述设备壳体(1)四面颜色统一，表面无弯曲度。

8.根据权利要求1所述的小鼠认知功能智能实验设备，其特征在于，所述设备壳体(1)固定安装有主立柱(31)；所述主立柱(31)安装有固定支架(33)；所述旋转电机(36)安装在所述主立柱(31)的内部。

技术总结
本发明公开了一种小鼠认知功能智能实验设备，属于小鼠实验领域，包括设备壳体，所述设备壳体底部安装控制模块，控制模块主要包括电源模块和视觉采集分析模块。控制模块上方为旋转机构，该旋转机构包括旋转立柱、滑环、旋转电机、IO模块、电击方盘和透明罩。在旋转机构上方为数据采集终端，包括摄像头和辅助光源。本发明设备为小鼠认知功能智能实验设备，实验设备能够在旋转的情况下对小鼠进行认知功能实验，同时记录小鼠的轨迹，并在特定条件下对小鼠进行电击，进而观察小鼠的行为和运动轨迹。和之前的实验设备相比，本发明能够智能的获取小鼠的位置，并确定小鼠是否进入电击区域，而非定时对小鼠进行电击。

技术研发人员：朱丽娟,王浩,罗坤,石胡江
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11