本发明专利技术涉及动物视觉恐惧记忆研究领域，特别涉及一种视觉恐惧联结自动训练装置。在本发明专利技术中，主控单元设计刺激方案、发送控制指令，微控制器根据主控单元的指令，控制气体惩罚单元工作；气体惩罚单元在穿梭箱内喷出气体对处于穿梭箱内的动物进行惩罚；视频监控器用于对处于穿梭箱内的动物的行动进行实时监控；视觉刺激显示单元用于根据主控单元的指令显示视觉刺激信息。本发明专利技术应用动物巴普洛夫条件性反射原理实现视觉恐惧记忆联结，运用高压气体惩罚，实现训练过程中无干扰实时信号采集，同时无电磁噪声，也不会对动物带来操伤，缩短受试建立恐惧联结条件反射的时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动物视觉恐惧记忆研究领域，特别涉及一种视觉恐惧联结自动训练装置。
技术介绍
随着认知神经科学技术的发展，恐惧情绪的神经机制研究成为恐惧领域研究的热点之一，动物对外界信息产生恐惧情绪是通过先天遗传和后天习得两种方式得到的。由于动物在生存中会面临各种潜在的威胁，在成长过程中需要不断地学习生存经验，所以对后天习得恐惧情绪的研究尤其重要，而对后天性恐惧联结的研究中，恐惧联结装置是模拟自然状态下恐惧联结模型构建的重要设备。大/小鼠是视觉神经系统功能和视觉认知行为功能研究中最常用的模式动物，对大/小鼠的记忆研究伴随着联结性学习记忆。目前，视觉恐惧联结装置只是采用简单的声音或者灯光作为条件刺激，足底电击作为非条件刺激，这种装置无法实现大鼠对具体视觉信息建立恐惧联结，且足底电击作为非条件刺激在微弱脑电信号采集过程中带来很大的干扰，无法采集视觉恐惧联结过程中神经信号的变化规律。因此，需要研制一种既能够使动物较快地建立特定刺激与惩罚关联，又能在训练过程供采集设备进行采集神经信号而没有干扰的自动化训练系统，但目前未有这方面训练系统的研究。为一种无线移动小动物脑电实时采集装置(公开号为101766485A)的中国专利技术专利，公开了一种无线移动小动物脑电实时采集装置，包括:电极、脑电采集模块、RF无线传输模块、电源模块和PC接收模块，其中:电极设置在被测小动物的头部，电极和脑电采集模块相连传输原始脑电信号，脑电采集模块与RF无线传输模块相连传输调制后的数字脑电信号，RF无线传输模块与PC接收模块相连传输数字脑电信号，电源模块分别与脑电采集模块和RF无线传输模块相连传输电源信息，其特征在于，所述的电极包括:两个双导联通道和一个参考电极，其中:两个双导联通道分别设置在被测小动物的头部且分别与脑电采集模块相连传输原始脑电信号，参考电极设置在被测小动物上且与脑电采集模块相连传输参考电极信息；所述的RF无线传输模块包括:第二同步串行接口和无线射频发送器，其中:第二同步串行接口与脑电采集模块相连传输调制后的数字脑电信号，无线射频发送器与第二同步串行接口相连传输数字脑电信号，PC接收模块与无线射频发送器相连传输数字脑电信号。该专利技术方案中没有排除干扰信号，而且可能对动物产生伤害。
技术实现思路
为了克服上述所述的不足，本专利技术的目的是提供一种有效缩短视觉恐惧联结的时间，并且实现训练过程中特定脑区神经信号的无干扰采集的视觉恐惧联结自动训练装置。本专利技术解决其技术问题的技术方案是:一种视觉恐惧联结自动训练装置，其中，包括主控单元、微控制器、气体惩罚单元、视频监控器、视觉刺激显示单元、红外检测单元和穿梭箱；所述主控单元用于设计视觉刺激模式和刺激方案、发送控制指令及对检测到的数据进行分析处理；所述微控制器用于根据所述主控单元的指令，控制所述气体惩罚单元工作；所述气体惩罚单元用于在所述穿梭箱内喷出气体对处于所述穿梭箱内的动物进行惩罚；所述视频监控器用于对处于所述穿梭箱内的动物的行动进行实时监控；所述视觉刺激显示单元用于根据所述主控单元的指令显示视觉刺激信息；所述红外检测单元用于检测处于所述穿梭箱内的动物的实时变化位置，并把检测到的信息数据传输至所述主控单元；所述穿梭箱为训练动物的场所。作为本专利技术的进一步改进，所述微控制器包括单片机、驱动电路、传感器和蜂鸣器，所述单片机分别控制所述驱动电路、传感器和蜂鸣器，所述驱动电路与所述气体惩罚单元连接。作为本专利技术的更进一步改进，所述气体惩罚单元包括高压气体发生器、用于控制气体喷射的电磁阀、用于输送气体的气流管，所述电磁阀与所述驱动电路连接，所述电磁阀包括控制端、进气口和出气口，所述进气口与所述高压气体发生器连接，所述出气口与所述气流管连接，所述气流管联结在所述穿梭箱的侧面上。作为本专利技术的更进一步改进，所述穿梭箱设置有两个腔室，两个腔室之间设置有活动隔板，所述活动隔板设置有用于使动物通过的门，两个腔室底部设置有用于清理动物粪便的抽屉，所述抽屉上设置有用于采集信号时接地线的铜棒，所述穿梭箱侧面设置有对应所述气流管的气压管道。作为本专利技术的更进一步改进，所述主控单元包括电脑主机和电脑显示器，所述电脑主机内设置有数据分析模块，所述数据分析模块用于对所述红外检测单元检测到的信息进行综合数据处理。作为本专利技术的更进一步改进，所述红外检测单元包括红外检测器。作为本专利技术的更进一步改进，所述视觉刺激显示单元包括用于根据所述主控单元指令显示的显示屏和分屏器。作为本专利技术的更进一步改进，所述视频监控器包括摄像头。作为本专利技术的更进一步改进，所述视觉恐惧联结自动训练装置外连接有外设信号采集器，所述外设信号采集器用于在训练过程中同步采集进行慢性电极阵列植入手术的动物的脑电信号。在本专利技术中，穿梭箱用于作为训练动物的场所，主控单元设计刺激模式和刺激方案、发送控制指令及对检测到的数据进行分析处理，微控制器根据主控单元的指令，控制气体惩罚单元工作；气体惩罚单元在穿梭箱内喷出气体对处于穿梭箱内的动物进行惩罚；视频监控器用于对处于穿梭箱内的动物的行动进行实时监控；视觉刺激显示单元用于根据主控单元的指令显示视觉刺激信息；红外检测单元用于检测处于穿梭箱内的动物的实时变化位置，并把检测到的信息数据传输至所述主控单元。本专利技术应用动物视觉恐惧记忆，实现训练过程中无干扰实时信号采集，同时无电磁干扰，也不会对动物带来损伤，缩短受试建立恐惧联结条件反射的时间。本专利技术在视觉通路机制、神经元编码、创伤后应激障碍等研究领域具有重要的应用价值和实验需求。【附图说明】为了易于说明，本专利技术由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。图1为本专利技术的结构示意图； 图2为本专利技术的控制原理框图； 图3为本专利技术的微控制器的结构框图； 图4为本专利技术的穿梭箱的结构示意图； 图5为本专利技术的微控制器内单片机的电路图； 图6为本专利技术的光耦隔离器的电路图； 图7为本专利技术的红外检测器的检测电路图； 图8为本专利技术的微控制器的蜂鸣器的电路图； 图9为本专利技术的微控制器的主程序初始化流程图； 图10为本专利技术的主控单元与微控制器的USB通信中断处理程序流程图； 附图标记:1-主控单元，2-微控制器，21-单片机，22-驱动电路，23-蜂鸣器，24-传感器，3-气体惩罚单元，4-视频监控器，5-视觉刺激显示单元，6-红外检测单元，7-外设信号采集器，8-穿梭箱，81-活动隔板，82-门，83-抽屉，84-气压管道。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术的一种视觉恐惧联结自动训练装置包括主控单元1、微控制器2、气体惩罚单元3、视频监控器4、视觉刺激显示单元5、红外检测单元6和穿梭箱8 ；主控单元I用于设计视觉刺激模式和刺激方案、发送控制指令及对检测到的数据进行分析处理；主控单元I设计整个刺激动物视觉信息产生恐惧记忆训练的方案，并把这套方案下达指令执行下去；微控制器2用于根据主控单元I的指令，控制气体惩罚单元3工作，执行主控单元I下达的指令，控制气体惩罚单元3按主控单元设计的方案设定来工作；气体惩罚单元3用于在穿梭箱8本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种视觉恐惧联结自动训练装置，其特征在于，包括主控单元、微控制器、气体惩罚单元、视频监控器、视觉刺激显示单元、红外检测单元和穿梭箱；所述主控单元用于设计视觉刺激模式和刺激方案、发送控制指令及对检测到的数据进行分析处理；所述微控制器用于根据所述主控单元的指令，控制所述气体惩罚单元工作；所述气体惩罚单元用于在所述穿梭箱内喷出气体对处于所述穿梭箱内的动物进行惩罚；所述视频监控器用于对处于所述穿梭箱内的动物的行动进行实时监控；所述视觉刺激显示单元用于根据所述主控单元的指令显示视觉刺激信息；所述红外检测单元用于检测处于所述穿梭箱内的动物的实时变化位置，并把检测到的信息数据传输至所述主控单元；所述穿梭箱为训练动物的场所。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓媛，师黎，孙朝奎，孟昕元，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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