一种基于动物药物依赖性研究的实验设备

摘要

本发明公开了一种基于动物药物依赖性研究的实验设备，涉及条件性位置偏爱实验设备，包括实验箱（1）、电子计数器（2）、彩色摄像头（3）、闭环输液泵（4）、输液管、信号交换机、送药开关（5）和上位机；所述实验箱（1）用于放置实验动物；所述电子计数器（2）用于计数；所述彩色摄像头（3）记录动物轨迹；所述闭环输液泵（4）接收来自信号交换机的指令并通过输液管向实验动物注射药物；所述信号交换机将接收的数据传送给上位机；所述送药开关（5）设置于实验箱（1）内，根据实验动物触碰的开关按键类型控制闭环输液泵向实验动物输送药液。本发明的有益效果：同时能实现自动多次连续实验，不需要过多的人为干预。

说明书

技术领域

本发明涉及动物实验设备领域，具体的，涉及一种基于动物药物依赖性研究的实验设备。

背景技术

动物行为实验装置广泛应用在心理学、教育学、畜牧学等学科领域。物质滥用是当今社会面临的主要问题之一，各类致瘾性物质/药物给滥用者的生理、心理及其家庭和社会造成严重破坏和负担。条件位置偏好类动物实验装置是进行动物成瘾行为的主要手段。此类实验通过设立奖赏和惩罚机制，通过观察动物在实验装置中不同位置的停留和穿梭行为研究成瘾机制、预防策略和发现治疗靶点等。

由于动物行为实验的差异性较大，针对不同的动物行为实验往往需要专用的实验装备。目前对于动物成瘾行为的研究主要采用的是条件位置偏好类实验装置，即人为的设置具有不同实验条件的区域，观察动物在不同区域停留和区域间运动产生的行为，其中，奖赏主要包括药物、食物等，惩罚刺激主要包括电击等。现有的条件位置偏好实验装置大多自动化程度较低，在连续的实验过程中，需要实验人员将动物在不同的区域间人为转移，由于此类实验往往持续的时间较长，故会造成实验的人力成本较高的问题，对实验设计也会存在限制。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于动物药物依赖性研究的实验设备。

一种基于动物药物依赖性研究的实验设备，包括实验箱、电子计数器、彩色摄像头、闭环输液泵、输液管、信号交换机、送药开关和上位机；

所述实验箱包含两个主实验箱和一个起始过道，用于放置实验动物；

所述电子计数器安置于主实验箱外部，接收送药开关和闭环输送泵的数据，并将接收到的数据传输给信号交换机；

所述彩色摄像头安装于起始过道正上方，记录动物轨迹并将记录的数据上传给信号交换机；

所述闭环输液泵安置于彩色摄像头下方，接收来自信号交换机的指令并通过输液管向实验动物注射药物；

所述信号交换机将接收的数据传送给上位机，同时接收来自上位机的指令并发送给闭环输液泵；

所述送药开关设置于实验箱内，根据实验动物触碰的开关按键类型控制闭环输液泵向实验动物输送药液。

优选的，所述实验箱中的主实验箱分别布置为黑箱和白箱，同时箱内配置光滑/粗糙的地面，主实验箱之间布置起始过道，主实验箱和起始过道连通。

优选的，所述实验箱采用亚克力材质。

优选的，所述送药开关包括两个按键，一个为有效按键，另一个为无效按键。

优选的，所述实验箱内还装有信号灯和声音发生器。

优选的，所述闭环输液泵内置延时电路。

本发明的有益效果：通过设置两种环境不同的实验箱，将实验动物放入实验箱内，利用彩色摄像头监测实验动物轨迹，电子计数器记录实验动物的主动觅药次数，上位机根据彩色摄像机和电子计数器的数据分析实验动物运动轨迹，描述动物药物被动依赖的程度，同时能实现自动多次连续实验，不需要过多的人为干预；且结合了已存在的实验设备的优势，规避了二者的劣势，利用不同环境的试验箱体等条件性位置偏爱评估被动性行为，为评估动物药物依赖实验提供了更优越的实验设备。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为本发明的控制原理图。

图中：1-实验箱、2-电子计数器、3-彩色摄像头、4-闭环输液泵、5-送药开关、6-信号灯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如附图1-2所示，一种基于动物药物依赖性研究的实验设备，包括实验箱1、电子计数器2、彩色摄像头3、闭环输液泵4、输液管、信号交换机、送药开关5和上位机；

所述实验箱1包含两个主实验箱和一个起始过道，用于放置实验动物；

所述电子计数器2安置于主实验箱外部，接收送药开关5和闭环输液泵4的数据，并将接收到的数据传输给信号交换机；

所述彩色摄像头3安装于起始过道正上方，记录动物轨迹并将记录的数据上传给信号交换机；

所述闭环输液泵4安置于彩色摄像头3下方，接收来自信号交换机的指令并通过输液管向实验动物注射药物；

所述信号交换机将接收的数据传送给上位机，同时接收来自上位机的指令并发送给闭环输液泵4；

所述送药开关5设置于实验箱1内，根据实验动物触碰的开关按键类型控制闭环输液泵4向实验动物输送药液。

需要理解的是，所述实验箱1中的主实验箱分别布置为黑箱和白箱，同时箱内配置光滑/粗糙的地面，主实验箱之间布置起始过道，主实验箱和起始过道连通。

需要理解的是，所述实验箱1采用亚克力材质。

需要理解的是，所述送药开关5包括两个按键，一个为有效按键，另一个为无效按键。

需要理解的是，所述实验箱1内还装有信号灯6和声音发生器。

需要理解的是，所述闭环输液泵4内置延时电路。

需要说明的是，一种基于动物药物依赖性研究的实验设备的技术原理为：彩色摄像头对实验动物进行视频跟踪并将视频数据传给信号交换机，由信号交换机将视频数据转发给上位机；送药开关将实验动物触碰有效按键或无效按键的信息上传给电子计数器，由电子计数器计数并将计数数据上传给信号交换机，由信号交换机转发给上位机；上位机根据接收的数据向信号交换机发送指令，若上位机接收的是无效按键信号，则向信号交换机下发不输送药物的指令，由信号交换机转发给闭环输液泵，若上位机接收的是有效按键信号，则向信号交换机发送是否处于不应期的判断指令，再由信号交换机转发给闭环输液泵，若闭环输液泵中的延时电路判断实验动物此时处于不应期，则仅记录次数而不注射药物，若此时的实验动物不处于不应期，则药物通过输液管输注给实验动物并记录实验动物的输液总量。

需要说明的是，主实验箱内还装有绿色信号灯，当向实验动物注射药物时，信号灯闪烁，注射结束后信号灯熄灭，实验动物进入不应期30s，在此期间实验动物在此接触有效按键也不诱发药物注射。

需要理解的是，电子计数器记录有效按键、无效按键和药物注射次数，所有数据由上位机整合记录，当实验动物自身给药每日有效按键和药物注射量增加区域稳定则视为药物依赖性测试建立成功。

需要说明的是，具体的动物药物依赖性实验的方法为：

适应期：将动物由起始过道放入实验装置中，让动物自由探索实验箱15-30 min，训练1-2天。

基础检测期：正式开始试验之前，将动物放入实验箱内，自由探索15min，测得动物的基础数据。将在适应期与基础检测期表现不符的动物淘汰，例如适应期在一个箱里的时间超过600秒，而在基础检测期则在另外一个箱里的时间超过600秒。

条件关联建立期：关闭两箱之间的通道，动物注射可依赖药物，如吗啡。可依赖药物注射后将动物放人白箱30min，3-4小时后，注入生理盐水，并放置入黑箱30 min。对照组动物两次皆注入生理盐水。连续训练3-4天。

测试期：打开两箱之间的通道，将动物放入起始过道，让其自由探索15 min，记录动物在两箱内停留的时间，并与基础值进行比较，实验组动物在两箱内停留时间的改变是由可依赖药物注射所引起的。