非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，该实验系统包括：三维刺激显示模块、眼动跟踪模块、三维刺激控制模块、神经信号采集模块、数据集成模块；三维刺激控制模块生成三维视觉刺激，并将三维视觉刺激发送至三维刺激显示模块显示；眼动跟踪模块跟踪观看三维视觉刺激的非人灵长类动物的眼睛运动，得到眼睛运动轨迹；神经信号采集模块采集非人灵长类动物的生物神经信号；数据集成模块将三维视觉刺激、眼睛运动轨迹与对应的生物神经信号集成存储。本实用新型专利技术公开的非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，用于获取非人灵长类动物在受到三维视觉刺激时的脑网络神经活动数据和眼动数据。

【技术实现步骤摘要】
非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统
本技术实施例涉及生物医学技术，尤其涉及一种非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统。
技术介绍
大脑是生物中结构最复杂的器官，是神经系统的最高级部分，是生物思维的器官，主导着生物体内一切的活动。为了探索大脑的奥秘，医学家和生物学家对大脑的研究一直没有止步。大脑的研究对于人工智能的发展，以及人类脑部疾病的治疗，都有着重要的意义。由于猴子、猩猩等非人灵长类动物的大脑与人类的大脑构造非常相似，因此目前一般采用非人灵长类动物作为对脑网络研究的对象。其中，脑神经感知是研究大脑对外界不同刺激产生的反应的一种实验，用于对脑网络的工作机理进行研究，是研究大脑工作原理的重要实验。但是，目前对非人灵长类动物进行脑神经感知实验一般都是采用图片对实验动物进行视觉刺激，并对被刺激动物的反应以及脑网络的神经电信号、神经化学信号等进行测试。但目前的脑神经感知实验方法并未给实验动物提供真实的视觉刺激，使得实验得到的测试数据并不是实验动物对自然条件的视觉刺激的反馈，人们无法得知从非自然、过于简化的环境中得到的实验结果到底在多大程度上揭示了脑网络的工作原理。
技术实现思路
本技术提供一种非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，以实现对非人灵长类动物进行三维视觉刺激实验，获取非人灵长类动物在受到三维视觉刺激时的脑网络神经活动数据和眼动数据。第一方面，本技术实施例提供一种非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，包括：三维刺激显示模块、眼动跟踪模块、三维刺激控制模块、神经信号采集模块、数据集成模块；所述三维刺激控制模块用于生成三维视觉刺激，并将所述三维视觉刺激发送至所述三维刺激显示模块；所述三维刺激显示模块用于显示所述三维视觉刺激；所述眼动跟踪模块用于在所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激时，跟踪观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的眼睛运动，并将眼睛运动轨迹发送至所述数据集成模块；所述神经信号采集模块用于在所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激时，采集观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的生物神经信号，并将所述生物神经信号发送至所述数据集成模块；所述数据集成模块用于将所述三维视觉刺激、所述眼睛运动轨迹与对应的生物神经信号集成存储。在第一方面一种可能的实现方式中，所述眼动跟踪模块还用于将所述将眼睛运动轨迹发送至所述三维刺激控制模块；所述三维刺激控制模块还用于根据所述眼睛运动轨迹，确定当观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物注视所述三维刺激显示模块的视野中心时，控制所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激。在第一方面一种可能的实现方式中，所述实验系统还包括：奖赏控制模块，用于根据所述三维刺激控制模块的控制，为观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物提供食物奖励；所述三维刺激控制模块具体用于确定当观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物注视所述三维刺激显示模块的视野中心时，根据预设逻辑，控制所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激，并获取所述眼动跟踪模块跟踪的眼睛运动轨迹，若所述眼睛运动轨迹符合预设运动轨迹规则，则控制所述奖赏控制模块为观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物提供食物奖励。在第一方面一种可能的实现方式中，所述三维刺激显示模块包括头戴式三维显示眼镜，所述眼动跟踪模块包括眼动跟踪摄像头。在第一方面一种可能的实现方式中，所述眼动跟踪摄像头集成于所述头戴式三维显示眼镜中，组成头戴式可视装备。在第一方面一种可能的实现方式中，所述头戴式可视装备与观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物匹配。在第一方面一种可能的实现方式中，所述神经信号采集模块，包括神经细胞光学成像子模块和/或神经递质检测子模块；所述神经细胞光学成像子模块用于获取观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的脑神经细胞功能成像；所述神经递质检测子模块用于检测观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的神经递质浓度。在第一方面一种可能的实现方式中，所述神经细胞光学成像子模块包括光纤型单光子荧光显微内窥镜和成像系统。在第一方面一种可能的实现方式中，所述神经递质检测子模块包括多巴胺传感器和多巴胺浓度检测装置。本技术实施例提供的非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，由三维刺激控制模块控制三维刺激显示模块显示三维视觉刺激，并由眼动跟踪模块对观看三维视觉刺激的非人灵长类动物的眼睛运动轨迹进行跟踪，使得观看三维视觉刺激的非人灵长类动物能够得到与自然物体非常接近的视觉刺激，再使用神经信号采集模块采集非人灵长类动物在观看三维视觉刺激时的生物神经信号，从而可以得到非人灵长类动物的脑网络视觉刺激实验数据，为揭示脑网络的工作原理，为人工智能的开发和大脑疾病的诊断与治疗提供了重要的数据支持。附图说明图1为本技术实施例提供的非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统实施例一的结构示意图；图2为本技术实施例提供的非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统实施例二的结构示意图；图3为本技术实施例提供的非人灵长类动物三维视觉刺激实验方法实施例一的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。对于脑网络神经活动的研究，需要对活体生物施加外界刺激，然后对不同外界刺激对应的脑网络的活动加以记录，从中找到不同外界刺激与脑网络神经活动的对应关系，从而揭示脑网络的工作原理。由于对脑网络的活动进行检测很多都需要对活体进行有创实验，不能在活体人类上进行实验，而非人灵长类动物，例如猴子、猩猩等的脑网络与人类相似，因此，目前一般都使用非人灵长类动物进行脑网络神经活动的实验。在进行脑网络神经活动的实验时，外界刺激一般都采用视觉刺激，这是由于视觉刺激较为直观，且变化丰富，对非人灵长类动物的刺激明显。但目前一般都是采用二维图片对非人灵长类动物进行视觉刺激，并对脑网络的活动加以记录，也就是给猴子等非人灵长类动物观看不同的图片，然后测试猴子的脑网络的相关生物神经信号变化情况。但二维图片与自然环境中的物体还是存在差距，目前的脑网络实验得到的实验结果还不能很好地反应脑网络的工作原理。本技术实施例提供一种非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，将对非人灵长类动物的脑网络神经活动实验的视觉刺激从二维图片转变为三维视觉刺激，从而更好地模拟自然环境的视觉刺激，得到脑网络对自然环境的视觉刺激的真实反馈，从而更好地揭示脑网络的工作原理。图1为本技术实施例提供的非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的实验系统包括：三维刺激显示模块11、眼动跟踪模块12、三维刺激控制模块13、神经信号采集模块14、数据集成模块15。其中，三维刺激显示模块11和眼动跟踪模块12分别与三维刺激控制模块13连接，神经信号采集模块14和三维刺激控制模块13分别与数据集成模块15连接，眼动跟踪模块12还与数据集成模块15连接。三维刺激控制模块13用于生成三维视觉刺激，并将三维视觉刺激发送至三维刺激显示模块11；三维刺激显示模块11用于显示三维视觉刺激。由于采用二维图片对非人灵长类动物进行视觉刺激本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，其特征在于，包括：三维刺激显示模块、眼动跟踪模块、三维刺激控制模块、神经信号采集模块、数据集成模块；所述三维刺激控制模块用于生成三维视觉刺激，并将所述三维视觉刺激发送至所述三维刺激显示模块；所述三维刺激显示模块用于显示所述三维视觉刺激；所述眼动跟踪模块用于在所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激时，跟踪观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的眼睛运动，并将眼睛运动轨迹发送至所述数据集成模块；所述神经信号采集模块用于在所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激时，采集观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的生物神经信号，并将所述生物神经信号发送至所述数据集成模块；所述数据集成模块用于将所述三维视觉刺激、所述眼睛运动轨迹与对应的生物神经信号集成存储。

【技术特征摘要】
1.一种非人灵长类动物用的三维视觉刺激实验系统，其特征在于，包括：三维刺激显示模块、眼动跟踪模块、三维刺激控制模块、神经信号采集模块、数据集成模块；所述三维刺激控制模块用于生成三维视觉刺激，并将所述三维视觉刺激发送至所述三维刺激显示模块；所述三维刺激显示模块用于显示所述三维视觉刺激；所述眼动跟踪模块用于在所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激时，跟踪观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的眼睛运动，并将眼睛运动轨迹发送至所述数据集成模块；所述神经信号采集模块用于在所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激时，采集观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物的生物神经信号，并将所述生物神经信号发送至所述数据集成模块；所述数据集成模块用于将所述三维视觉刺激、所述眼睛运动轨迹与对应的生物神经信号集成存储。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述眼动跟踪模块还用于将所述将眼睛运动轨迹发送至所述三维刺激控制模块；所述三维刺激控制模块还用于根据所述眼睛运动轨迹，确定当观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物注视所述三维刺激显示模块的视野中心时，控制所述三维刺激显示模块显示所述三维视觉刺激。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：奖赏控制模块，用于根据所述三维刺激控制模块的控制，为观看所述三维视觉刺激的非人灵长类动物提供食物奖励；所述三维刺激控制模...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢津，姚洋，周晖晖，朱孝苍，张洁，晏婷，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44