觸屏多功能非人靈長類動物認知功能測試籠的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬動物實驗設備技術領域，具體涉及一種用于對非人靈長類動物進行認知能力測試的裝置。
【背景技術】
[0002]在神經生物學領域，經常需要對實驗動物進行行為學測試，通過讓實驗動物完成一定的行為學范式來對其認知能力和腦功能進行評估，進而揭示大腦活動的規律。非人靈長類動物，例如獼猴，作為一種高等級的實驗動物，有高級復雜的神經系統，可以完成多種復雜的行為學任務;通過完成這些行為學任務對其進行高級腦功能及認知功能評定是神經生物學一個非常重要的研究手段。
[0003]基于神經心理學，前人已開發出了一套評估獼猴高級腦功能的行為學范式，結合食物獎勵讓獼猴完成一系列的任務，通過評價完成任務的難度、正確率、完成順序、反應時、間隔時間等數據來評定獼猴的學習記憶、決策、推理等高級腦功能和認知功能。目前國內對于獼猴的行為學測試大多使用如圖1所示裝置，也就是采用基于80年代開發的WGTA系統的測試方法，需要實驗人員一對一地操作設備對獼猴進行訓練和測試，過程極為繁瑣、耗時長效率低下;更不利的是訓練與測試與操作人員密切相關，實驗結果很容易受到實驗者影響；每次的食物獎勵由實驗人員給予，無法精確定量;不同的實驗人員的操作過程不可能完全一致，具有人為數據誤差和重復性差等缺點。此外大都在猴舍直接進行訓練和測試，被試獼猴易受到其他獼猴的干擾。這種依靠人力的行為學測試系統，已無法滿足現在多獼猴、多任務、精確可重復測量的實驗要求。
[0004]最近在市場上出現一種從美國進口的“猴子CANTAB觸屏認知系統”(型號為8095型/8905型)，用于非人類靈長類動物的認知測試。它具有中央控制器，刺激模塊和動物響應模塊，可以連接鍵盤、監視器和鼠標。軟件包括CANTAB測試應用程序和基本的Whisker多媒體應用軟件。CANTAB應用程序包含有一連串的測試執行功能，用戶可以直接通過觸摸屏進行設置和操作。系統有食物獎賞和液體獎賞軟件模塊功能。80950型是對恒河猴進行食物獎賞實驗，89051型是進行液體獎賞實驗，二者也適用于對其他非人類靈長類動物進行獎賞。80951有特殊設計的吸管，通過一個帶有刻度的蠕動栗進行液體獎賞。硬件包括:一個框架外殼保護的觸摸屏面板，一個固定響應杠桿、食物分配器、托架。對角線響應區域是一個防濺型帶LCD監視器的紅外觸摸屏，旁邊是一個信號燈、帶托盤的食物分配器和一個響應杠桿。所有組件安裝在不銹鋼箱體上。該裝置的不足之處在于:
[0005]1、其硬件僅是一個帶觸屏的箱狀設備，使用時須配備相應的籠子;此外自重大(約25kg)，要調節其與猴籠的距離和高低，還需要配備相應的可升降移動平臺。
[0006]2、是通過投食來給予獼猴獎勵的，給予的食物需要特殊加工成一定形狀和硬度的餅干顆粒，否則其自動投食系統會發生故障，而投食食物的制作難度較大，費用高(售價約為2800元人民幣/千克)。
[0007]3、缺少一些實用功能，例如給水系統不能調整位置，沒有防止獼猴誤觸觸摸屏的設計，沒有對被試動物進行監視的攝像頭等。
[0008]4、價格昂貴，要15到20萬人民幣。
【發明內容】
[0009]本實用新型的目的在于提供一種觸屏多功能非人靈長類動物認知功能測試籠，該設備和現有技術相比，不但能基于現代電腦技術靈活、方便、智能、高效、精準地進行非人靈長類動物學訓練及測試，而且不需要另配備相應的猴籠，實用功能多、購置成本和使用成本低。
[0010]本實用新型裝置的結構:
[0011]包括一測試籠和一轉移籠；
[0012]測試籠底部設有縱向的后立面軌道，可前后移動并鎖固位置的后立面安裝于該后立面軌道上；后立面上緊固有一與電腦電聯接的紅外感應觸摸屏，該觸摸屏的觸摸面朝向測試籠內部;測試籠的頂面設有封閉的透明觀察窗口和可讓監視攝像頭移動的攝像頭架；給水裝置包括有做為注射器推桿動力的步進電機、步進電機的電子控制器、進水管和連接給水嘴和注射器出口的軟管;測試籠的兩個側立面上各設有一條垂直的給水嘴橫梁軌道，位于觸摸屏觸摸面前方的給水嘴緊固于給水嘴橫梁上，可上下移動后鎖固位置的給水嘴橫梁跨支在兩個給水嘴橫梁軌道上;測試籠柵格狀底面下方設有可從測試籠側立面推入和拉出的接糞盤;測試籠柵格狀的前立面設一道可從測試籠側面推入和拉出的測試籠門；
[0013]轉移籠帶有小輪和觀察窗口，轉移籠前立面為一道開啟后能與測試籠門對接的推拉式轉移籠門。
[0014]給水裝置中注射器、做為注射器推桿動力的步進電機、步進電機的電子控制器，以及它們之間的聯接結構為現有技術。與本裝置配合的測試應用程序和多媒體應用軟件也為現有技術，為本專業普通技術人員所知曉。
[0015]本實用新型裝置的使用:帶有小輪的轉移籠可輕松移動，用于在生活籠和測試籠之間運輸猴子，轉運籠的觀察窗口用于觀察轉移籠內猴的情況。轉運到位后，讓轉移籠門與測試籠門對接，抽開轉移籠門和測試籠門，讓猴子進入測試籠后，插閉測試籠門。根據猴子的體型和年齡，調節測試籠內給水嘴上下位置和觸屏的前后位置，讓猴在自然坐立的姿態下完成任務和得到飲水獎勵。通過電腦控制可以精確推動裝有飲水或果汁的注射器，定量給予猴子飲水或果汁獎勵。當猴正確完成觸屏任務且后，可從給水嘴喝到清水或果汁。測試籠的觀察窗口用于觀察和監控籠內猴狀況，攝像頭固定架可移動以調整攝像頭的監視畫面，方便實驗者遠程觀察猴的訓練和測試情況，適時調整實驗程序。訓練籠底部的接糞盤需要清理時可以從一側抽出。
[0016]本實用新型的有益效果:不但能基于現代電腦技術靈活、方便、智能、高效、精準地進行非人靈長類動物學訓練及測試，而且不需要另配備相應的猴籠，實用功能多、購置成本和使用成本低。具體說，本實用新型具有以下特點:
[0017]1、整套裝置占地面積不超過3平方米，節省空間；下部有抽拉式接糞盤，方便進行打掃。
[0018]2、能調整位置以適應不同年齡和體型的獼猴。
[0019]3、能通過電腦控制全自動訓練和測試，每次測試的條件和獎勵嚴格定量，大大減少了人為的誤差和人為的干擾，訓練效率得到極大提高，測試結果客觀。
[0020]4、能采用遠程操控和監視技術，一個工作人員可以操作多臺設備；訓練、測試、數據記錄和統計由電腦自動運行，大大減少工作人員的工作量，極高地提高實驗效率。
[0021]5、操作便捷。測試籠配備了小巧靈活的轉移籠，轉移籠與國內大部分獼猴生活籠匹配，實驗人員只需要使用轉移籠就能輕易實現猴在生活籠和測試籠之間的轉移。
[0022]6、維修和維護方便。
【附圖說明】
[0023]圖1為已有裝置的立體示意圖。
[0024]圖2為實施例測試籠與轉移籠對接時的透視結構示意圖。
[0025]圖3為實施例的外觀立體示意圖。
[0026]圖4為實施例測試籠的主視示意圖。
[0027]圖5為實施例中給水嘴、給水嘴軌道和給水嘴橫梁聯接結構立體示意圖。
【具體實施方式】
[0028]見圖2?圖5的實施例。包括一測試籠I和一轉移籠2;
[0029]測試籠I底部設有縱向的后立面軌道(圖中未畫出)，可前后移動并鎖固位置的不銹鋼鋼板后立面3安裝于該后立面軌道上，后立面上開方形口，口內緊固有一與電腦電聯接的17寸紅外感應觸摸屏4，觸摸屏4的觸摸面朝向測試籠I的內部。測試籠I的頂面設有有機玻璃觀察窗口 5和可讓監視攝像頭(圖中未畫出)移動的攝像頭架6。給水裝置包括有做為注射器推桿動力的步進電機、步進電機的電子控制器、進水管18、連接給水嘴7和注射器出口的軟管。測試籠I的兩個不銹鋼板側立面上各設有一條垂直的給水嘴橫梁軌道8，位于觸摸屏4觸摸面前方的給水嘴7緊固于給水嘴橫梁9上，可上下移動后鎖固位置的給水嘴橫梁9跨支在兩個給水嘴橫梁軌道8上。測試籠I的柵格狀底面下方設有可從測試籠I的側立面推入和拉出的接糞盤21。測試籠I柵格狀的前立面設一道可從測試籠I側面推入和拉出的測試籠門10。轉移籠2帶有可以止鎖的四個小輪11和觀察窗口 12。轉移籠2的前立面為一道開啟后能與測試籠門10對接的推拉式轉移籠門13。14為用于將轉移籠2掛在測試籠I頂部掛鉤槽上的掛鉤；15為轉移籠2的提手，16為轉移籠2的側扶手，17為測試籠11的平底支腳，19為進水接口，20為接糞盤21的拉手，22為給水嘴橫梁9的高度調節緊固螺釘。
【主權項】
1.一種觸屏多功能非人靈長類動物認知功能測試籠，其特征在于: 包括一測試籠和一轉移籠； 測試籠底部設有縱向的后立面軌道，可前后移動并鎖固位置的后立面安裝于該后立面軌道上;后立面上緊固有一與電腦電聯接的紅外感應觸摸屏，該觸摸屏的觸摸面朝向測試籠內部;測試籠的頂面設有封閉的透明觀察窗口和可讓監視攝像頭移動的攝像頭架;給水裝置包括有做為注射器推桿動力的步進電機、步進電機的電子控制器、進水管和連接給水嘴和注射器出口的軟管;測試籠的兩個側立面上各設有一條垂直的給水嘴橫梁軌道，位于觸摸屏觸摸面前方的給水嘴緊固于給水嘴橫梁上，可上下移動后鎖固位置的給水嘴橫梁跨支在兩個給水嘴橫梁軌道上;測試籠柵格狀底面下方設有可從測試籠側立面推入和拉出的接糞盤;測試籠柵格狀的前立面設一道可從測試籠側面推入和拉出的測試籠門； 轉移籠帶有小輪和觀察窗口，轉移籠前立面為一道開啟后能與測試籠門對接的推拉式轉移籠門。2.如權利要求1所述的觸屏多功能非人靈長類動物認知功能測試籠，其特征在于:與電腦電聯接的紅外感應觸摸屏為17寸。3.如權利要求1所述的觸屏多功能非人靈長類動物認知功能測試籠，其特征在于:測試籠的頂面設有機玻璃觀察窗口。
【專利摘要】觸屏多功能非人靈長類動物認知功能測試籠，屬動物實驗設備技術領域。包括一測試籠和一轉移籠。測試籠可前后移動的后立面上緊固有一與電腦聯接的紅外感應觸摸屏，頂面設有觀察窗口和可移動的攝像頭，給水嘴位于觸摸屏觸摸面前方可上下移動后鎖固位置，柵格狀底面下方設有可從測試籠側立面推入和拉出的接糞盤，柵格狀的前立面設一道可從測試籠側面推入和拉出的測試籠門。轉移籠帶有小輪和觀察窗口，前立面為一道開啟后能與測試籠門對接的推拉式轉移籠門。本裝置不但能基于現代電腦技術靈活、方便、智能、高效、精準地進行非人靈長類動物學訓練及測試，而且不需要另配備相應的猴籠，實用功能多、購置成本和使用成本低。
【IPC分類】A01K1/035, A01K29/00, A01K1/03
【公開號】CN205337166
【申請號】CN201620110108
【發明人】吳詩昊, 楊上川, 胡英周, 張琳恒, 譚恒, 吳晶, 張玉華, 胡新天
【申請人】中國科學院昆明動物研究所
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月3日