[發明專利]檢測科研用動物行為的方法和系統

在審

• 申請號: 201811148674.0
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109392755A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 楊星;劉清晴;王立平
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: A01K29/00
• 分類號: A01K29/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 彭海民

一種檢測科研用動物行為的方法和系統，以在不對科研用動物的行為產生干擾的前提下，低成本地對科研用動物行為進行檢測。所述方法包括：檢測框上部署的無線信號收發器通過收發無線信號檢測檢測框內科研用動物在檢測框內的位置信息并將所述位置信息傳輸至所述計算設備；計算設備顯示科研用動物在檢測框內的位置信息；計算設備根據科研用動物在檢測框內的位置信息評估科研用動物的行為。本申請的技術方案一方面不會對動物的行為本身產生干擾，因此也不會干擾對動物行為的檢測；另一方面，檢測框上部署的無線信號收發器可以是現有的比較常用的元器件，本身的成本不高，因此，在檢測科研用動物行為時成本低廉，能夠大幅度節省科研資金。

技術領域

本申請屬于科研設備制造領域，尤其涉及一種檢測科研用動物行為的方法和系統。

背景技術

動物模型被廣泛應用于研究精神疾病(例如成癮、抑郁或人格障礙等)和神經退行性疾病(例如，阿爾茨海默病、帕金森癥、肌萎縮性側索硬化癥等)，而動物行為是研究病理以及評估治療手段的重要指標。以阿爾茨海默病為例，阿爾茨海默病(Alzheimer Disease，AD)是一種中樞神經系統退行性疾病，起病隱匿，病程呈慢性進行性發展，主要臨床表現為記憶障礙、認知功能障礙、語言障礙及行為和人格改變等全面性癡呆，嚴重影響患者社交、職業與生活，病因暫時不明。在美國，AD是第六大死亡原因(占所有死因的3.6％)，截止至2015年，有530萬人患有AD，AD和其它癡呆癥患者的治療和護理費用高達2260億美元。隨著我國人口老齡化加劇，AD患病率逐年上升，據統計，我國老年人群AD患病人口已經超過600萬，預計到2050年患病人口將超過2000萬，是世界上AD患病人口最多、增長速度最快的地區，給患者、家庭、社會和醫療帶來沉重負擔。

對AD的確診通常來自對患者死后大腦的神經病理學改變的檢測。通過對臨床結果與病理特征的分析，即臨床病理相關性研究提示了病理過程與認知狀態之間的關系。作為對人類病患研究的必要補充，臨床前動物模型，尤其是小鼠模型被廣泛用于檢測AD的病理生理學機制以及預測對AD進行藥物干預的效果。由于沒有一種動物學模型能夠完整復現人類AD的所有特征，因此需要采用多種動物學模型進行研究。目前常用的AD小鼠模型就有不下11種(即PDAPP、TG2576、APP23、TgCRND8、J20、APP/PS1、TG2576+PS1(M146L)、APP/PS1KI、5×FAD、3×Tg-AD和Tg4-42)；人們采用了多種行為學范式去評估小鼠模型中的認知損傷情況，包括空間記憶檢測(Morris水迷宮、八臂水迷宮和巴恩斯迷宮)、聯合學習范式(被動躲避和恐懼條件化)、選擇任務(Y迷宮與T迷宮)、新物體識別、注意力范式(3或5選擇序列反應測試)、任務切換以及逆向學習。為了系統高效的研究AD的病理生理學機制，開發有效的治療手段，需要大規模的動物實驗；為了提高研究效率，對科研用小型動物的行為檢測系統不可或缺。

目前，一種對科研用動物的行為檢測系統是通過在動物身上搭載傳感器來檢測動物行為，其主要采用運動傳感器實時采集待檢測動物的運動數據；根據采集的運動數據，分析待檢測動物的運動矢量方向和動作走勢；當分析出待檢測動物的連續一致的動作走勢達到預置次數且對應的運動矢量方向一致時，確認出現周期性動作趨勢；將周期性動作趨勢的特征數據與預設的動作趨勢的特征數據進行比較，得到周期性動作趨勢與預設的動作趨勢的匹配度；若匹配度在預設閾值范圍之內，則對待檢測動物在周期性動作趨勢持續期間內產生的連續動作行為的個數進行統計，連續動作行為為連續產生的動作走勢。

然而，上述通過在動物身上搭載傳感器來檢測動物行為的方法或系統需要在這些小型動物身上裝上特定的傳感器，這個過程往往會引起動物的不適感，從而對動物的行為造成影響，降低所采集行為數據的可靠性，而且，傳感器有被實驗動物損壞的風險。為了降低這個風險，對傳感器的安裝提出了較高的要求(例如，植入到動物皮下)。然而，傳感器一般由電池提供能量，隔一段時間就需要更換電池或重新充電，因此，單次記錄動物行為的時間會受到限制。

發明內容