[發明專利]一種小動物聲音辨別及同步電生理信號記錄裝置

在審

• 申請號: 201711200670.8
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107802264A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 李安安;毛興峰;操田田
• 申請（專利權）人: 徐州醫科大學
• 主分類號: A61B5/0484
• 分類號: A61B5/0484;A61B5/0478;A61B5/12;A01K1/03;A01K29/00;H04N7/18
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明涉及一種小動物聲音辨別及同步電生理信號記錄裝置。

背景技術

聽覺是人和動物的一種重要感覺，在種內及種間通訊起關鍵作用。同時聽覺與許多腦疾病如精神分裂癥等密切相關。在實驗室中對動物(如大鼠和小鼠)聽覺的研究不僅有助于發展新的聽覺障礙治療方法，并能篩選可能治療或改善聽覺障礙相關腦疾病的藥物。然而，目前實驗室中僅有少數方法能對動物聽覺功能進行評估，并且在現有的方法中，要么測試精確度不夠且重復性較差，要么需要較長時間的訓練后才能進行聲音分辨的測試。另外，若在聲音辨別任務中同步記錄動物特定腦區電生理信號(包括單細胞放電和局部場電位)，則更有助于我們理解大腦對聽覺信息的處理過程以及研發新的治療聽覺障礙的方法。然而目前尚沒有精準、快速、高程度自動化且能同時監測動物腦內電生理信號的方法來檢測動物的聲音辨別能力。

發明內容

針對以上所述，本發明的目的在于提供一種小動物聲音辨別及同步電生理信號記錄裝置，以解決上述至少一個方面的問題。

根據本發明的一方面，提供一種小動物聲音辨別及同步電生理信號記錄裝置，包括用于放置小動物活動的活動室、聲音刺激裝置、給水裝置、電生理記錄裝置和微控電腦；所述聲音刺激裝置是對被訓練的小動物給出不同參數的聲音，訓練小動物對不同強度或不同時相聲音刺激的辨別；所述的電生理記錄裝置是記錄小動物的電生理信號，并將信號傳送到微控電腦；所述給水裝置是研究小動物對聲音刺激的辨別任務時給予的獎項；所述微控電腦接收事件信號，將所述事件信號進行數據采集、分析處理后傳送到對應的顯示器進行顯示。

所述電生理記錄裝置包括微電極、電生理信號放大器和數據采集及分析組件，微電極可監測到腦區的電生理信號(單細胞放電和局部場電位信號)，微電極通過電纜線將電生理信號傳入到電生理信號放大器；信號經過放大后傳到數據采集及分析組件，將電生理信號在對應的顯示器上顯示并將數據儲存在微控電腦。

進一步，所述聲音刺激裝置包括喇叭、功率放大器、可獨立控制聲音的頻率/強度以及時間信息的聲刺激器模塊；所述喇叭接受經過功率放大器放大后的聲音，另一端接到小動物活動室，通過聲刺激器模塊給出不同強度或不同時相聲音參數的聲刺激；所述功率放大器是將給出的聲音信號放大，輸出端連接喇叭，將放大的聲音信號傳送到喇叭給出聲刺激。

進一步，所述聲刺激器模塊是給出原始聲音刺激，由微控電腦控制給出聲音的不同頻率，強度和時相，并在顯示器上顯示。

進一步，所述給水裝置包括水瓶、輸水管、水閥和給水管；給水裝置安置在活動室的一側，水瓶連通給水管的一端，給水管的另一端連接到水閥，水閥的另一端連接到輸水管，實驗過程中通過微控電腦控制決定在小動物辨別任務中所需要打開、關閉水閥。

進一步，所述給水裝置設有A給水區和B給水區,聲音刺激裝置設有C給聲區。

進一步，還包括用于監測小動物位置的紅外線對管，紅外線對管連接著微控電腦，紅外線對管至少設有三對，其分別位于的A給水區、B給水區兩端及聲音刺激裝置的兩端。

所述紅外對管可時刻監測小動物進出A給水區、B給水區和C給聲區的情況，將反饋信息采集輸送到微控電腦進行記錄儲存。

進一步，還包括檢測到小動物在辨別過程中運動軌跡的活動規律監測裝置，所述活動規律監測裝置包括用于監控和記錄小動物活動規律的攝像頭；所述攝像頭連接著微控電腦，將所采集到的行為活動信號傳送到對應的顯示器上進行顯示；攝像頭與微控電腦連接之間還設有電子開關，其電子開關的輸入端連接著微控電腦，輸出端連接著攝像頭；在試驗過程中，微控電腦發出控制指令到電子開關，從而控制電子開關的打開，使得攝像頭開始攝像，將監控小動物的信息傳送到微控電腦并通過微控電腦將該信息傳送到相對應的電腦，從而可通過電腦查看小動物在實驗過程中的運動狀態。

進一步，還包括動物行為檢測以及數據采集模塊，動物行為檢測以及數據采集模塊連接紅外對管和攝像頭，自動采集到小動物的各種行為數據(包括是否進入特定區域以及是否舔水等)，把信號傳送給微控電腦進行顯示和處理，并自動記錄訓練的參數和動物的行為表現。

本發明的有益效果：

1、整個實驗過程為全自動化。實驗中只需要開機并放入小動物以及將連接線接好即可，其他全部由動物和該裝置自動完成。

2、除準確評判動物的聲音辨別正確率外，更重要的是該裝置可準確記錄小動物在聲音辨別過程中的電生理信號以及運動軌跡信號；進而可以研究記錄不同聽覺障礙時的電生理信號，了解聽覺功能的狀態，進而可以判斷是否出現了聽覺相關的疾病。