[發明專利]強迫游泳系統

有效

• 申請號: 201310452222.2
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN103478006A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 王立平;劉雪梅;潘建青;周政
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A01K15/02
• 分類號: A01K15/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，特別是涉及一種強迫游泳系統。

背景技術

強迫游泳系統能用于研究實驗動物（如大、小鼠）在一個局限的環境內（如水中）的具體行為。例如，將實驗動物放于強迫游泳系統中，動物通常表現出不動（動物四肢不動漂浮于水面，僅頭部露出水面呼吸）、潛水（動物整個身體沉于水下）、游泳（動物在水中四處游動）、爬壁（動物前爪劃動水面，碰觸游泳缸壁）等四種行為狀態。剛開始，動物試圖掙扎逃避，主要表現出潛水、游泳、爬壁等行為狀態，一段時間后，實驗動物產生了明顯的“行為絕望”，表現出典型的“不動狀態”。研究表明，實驗動物的不動時間和潛水時間的百分比可以用來分析實驗動物的抑郁狀態。因此，實驗動物在強迫游泳中的行為狀態常常用來作為抑郁狀態的行為學檢測指標，在神經藥理學中主要用來進行抗抑郁、焦慮、止痛藥物的研發與篩選。

經實驗證明不同機制的抗抑郁藥影響不同的行為狀態，如地昔帕明和馬普替林(N?E再攝取抑制劑)可選擇性增加大鼠的爬壁行為，而氟西汀(5-H?T再攝取抑制劑)可選擇性增加大鼠的游泳行為。因此，需要提供能對實驗動物不動、潛水、游泳、爬壁等四種行為狀態進行全面監測的強迫游泳系統。

傳統的強迫游泳系統大多采用雙攝像俯拍與側拍相結合的視頻裝置以及游泳壁的微小震動監測感應器來監測實驗動物的行為狀態。傳統的強迫游泳系統具有一定的技術優勢，但也存在一定的局限性。圖片像素點分析圖片需要后期的大量工作，不能實時量化各種行為學的狀態以及各種狀態間的差異。通過強迫游泳缸壁的震動感應器來實現對于動物狀態的判斷存在時間上的分辨率，不能實時監測動物的行為狀態，動物在產生了一個動作傳到或者直接碰觸缸壁引起震動，本身存在一定的時間間隔。另外對于動物潛于水下不動與漂浮不動對于缸壁都沒有引起震動，那么在統計過程中沒辦法將這兩種狀態通過震動感應器來區分。

發明內容

基于此，有必要提供一種能實時監測實驗動物不同行為狀態的強迫游泳系統。

一種強迫游泳系統，包括強迫游泳容器、感應電流發生裝置、感應電流采集裝置以及中央控制裝置；

所述感應電流發生裝置包括纏繞在所述強迫游泳容器外壁中部的線圈以及用于固定在實驗動物后腳上的磁鐵；

所述感應電流采集裝置與所述感應電流發生裝置連接，用于實時采集線圈中的感應電流，并將所述感應電流傳輸至所述中央控制裝置；

所述中央控制裝置用于實時分析所述感應電流，所述中央控制裝置能根據感應電流的大小及方向來確定實驗動物處于不動、潛水、游泳或爬壁狀態。

在其中一個實施例中，所述中央控制裝置包括感應電流分析模塊，所述中央控制裝置通過所述感應電流分析模塊實時分析所述感應電流。

在其中一個實施例中，所述強迫游泳容器為圓柱體形，所述強迫游泳容器的材質為透明玻璃或透明塑料。

在其中一個實施例中，所述強迫游泳容器的直徑和高分別為30cm和40cm，所述線圈為直徑為32.5cm的銅制線圈，所述線圈的匝數為10匝，所述磁鐵的質量為2g。

在其中一個實施例中，所述強迫游泳容器的直徑和高分別為18.5cm和25cm，所述線圈為直徑為21cm的銅制線圈，所述線圈的匝數為10匝，所述磁鐵的質量為1g。

在其中一個實施例中，所述中央控制裝置還包括數據存儲模塊，所述數據存儲模塊包括四個分別用于存儲實驗動物處于不動、潛水、游泳及爬壁四個狀態數據的存儲單元，所述數據包括每個狀態出現的次數、相應次數的持續時間以及相應次數的感應電流。

在其中一個實施例中，所述強迫游泳系統還包括用于記錄實驗動物處于強迫游泳實驗中視頻數據的攝像裝置；

所述攝像裝置包括攝像機，所述攝像機設置在所述強迫游泳容器的上方；

所述中央控制裝置還包括視頻分析模塊；

所述攝像裝置將采集的視頻數據傳輸至所述中央控制裝置中，所述中央控制裝置通過所述視頻分析模塊對所述視頻數據進行分析。

在其中一個實施例中，所述強迫游泳系統還包括光刺激裝置，所述刺激裝置包括波形發生器、微型激光器以及用于植入實驗動物頭部的光纖；

所述波形發生器與所述中央控制裝置連接；

所述中央控制裝置控制所述波形發生器發射波形函數，所述波形發生器控制所述微型激光器根據所述波形函數發射相應波長、強度、時程以及波形的激光信號，所述激光信號通過所述光纖傳輸至實驗動物頭部中，對實驗動物頭部導入有光敏感基因的細胞進行光刺激。