SuperAPAS穿梭箱实验视频分析系统

 

产品说明

         SuperAPAS是一款基于视频图像识别处理的动物主被动回避行为检测系统,采用上海欣软公司自主研发的帧对帧算法(Freamto Fream )实时判断实验过程的主动回避以及被动回避行为。该系统完全可以替代我们的实验员,降低了早先人眼观测记录的误差。SuperAPAS对实验过程录像并对图像跟踪分析,同时支持1-4只动物实验,最多可扩展至8只动物。指标数据自动输出到PC机,可对实验过程进行分析并可打印实验报告。可广泛用于大、中专医科院校、科研单位进行实验教学、抗抑郁类药物以及恐惧记忆机制的研究工作。

 

实验原理

         穿梭实验(active avoidance)是定量测定动物行为学改变的重要手段,属于经典的联合型学习条件反射,动物通过学习能回避有害的刺激。穿梭实验底部为不锈钢栅,使用电流加非条件刺激,电击动物足底。顶部配置有噪声发生器或光源,用来产生条件刺激。条件刺激数秒钟后电击。若在铃声刺激安全间隔期内大鼠逃向安全区则为主动回避反应;如果在条件刺激安全间隔期内大鼠未逃向安全区,则通以交流电击后逃向安全区的为被动回避反应阳性,否则为主动、被动回避反应阴性,此为一个循环周期。经过反复训练后,只给条件刺激,大鼠即逃到对侧安全区以逃避电击,此即形成了条件反射或称主动回避反应,计算机自动控制系统可记录相关的动物行动参数。主动回避时间是指动物接受条件刺激的时间长短,该值越短,说明动物主动回避反应越迅速,学习记忆能力越强。  

         该实验广泛用于学习记忆功能、认知神经科学、神经生理学、神经药理学、认知功能退行性变性等实验研究方面的研究,简单易操作,容易判别结果,可信度高,既可单独作为检测实验提供课题参数,也可以作为其他学习记忆和认知功能实验的辅助或预筛选实验。

 

软件特点

  • 大鼠和小鼠
    在条件性恐惧实验过程中,大鼠和小鼠表现出不同的状态行为。SuperFcs软件可以同时应用于大鼠和小鼠实验。
  • 高通量
    SuperAPAS软件支持1-4只动物同时开展实验,最多可扩展至8只动物。所有的测试指标都是在实验过程中实时同时产生的,录像完毕可以将测试指标一键导出至Excel表。每只动物可以单独开始和单独停止分析。
 
  • 刺激类型
    SuperAPAS软件可以支持多种刺激类型,条件刺激类型∶声刺激和光刺激,非条件刺激类型:电刺激。其中,声刺激可调强度0-255级,音频范围10-20000HZ,光刺激强度0-255级可调,电刺激范围O-4A。
  • 状态实时显示
    每只动物视频采集分析过程中后,软件可以实时显示动物状态行为与条件刺激的对应关系,让用户可以实时了解实验进展,同时可以在实验结束后对数据进行校正核定。
  • 过滤算法
    SuperAPAS提供了多种检测过滤算法,比如可以有效过滤电栅栏泛光引起的噪点、可以过滤光刺激过程中引起的局部变亮、能够有效滤除动物“嗅探式的穿梭行为”和“摇摆不定的穿梭行为”。
 
  • 离线分析
    SuperAPAS软件同样可以分析用户自行录制的穿梭箱实验视频,并可以学习模拟实验过程中真实的条件刺激和非条件刺激。对于离线处理视频也显得尤为重要。
  • 数据管理
    用户实验结束后,可以通过修改状态阈值,在“数据管理”选项里点击“刷新实验结果”按钮,一秒就可以重新计算所有指标。所有的数据按照状态分类显示并支持一键导出至Excel表。
 
  • 识别算法
    SuperAPAS软件支持灰度识别算法和背景识别算法。用户可以通过实验背景的复杂程度选择合适的识别算法。

 

仪器特性

  • SuperShocker控制器
    superShocker多功能动物行为实验刺激器是采用先进的微处理器工业控制技术研发的全数字控制恒定电流电刺激器、声音刺激器和光刺激器,适用于穿梭、跳台、避暗、条件性恐惧等动物行为实验。在动物身体的不同部位接触电极时,通过动物身体的刺激电流保持恒定,避免了对动物组织的伤害。
    SuperShocker多功能动物行为实验刺激器采用9电极恒流脉冲扰频输出,可以有效避免“电击盲区”和电栅栏短路的现象,通过在9根电极上电流极性的不断切换,使动物在任何情况下都能受到电刺激。
 

 

  • 穿梭箱
    穿梭箱包含大小鼠实验箱、视频盒以及电栅栏。
    ①大小鼠实验箱适合开展大鼠和小鼠的穿梭实验,更换插板后也可用于避暗实验
    小鼠规格:266mm* 160mm* 300mm ,大鼠规格︰480mm*240mm*400mm
    ②视频盒
    视频盒可以用于实验视频录制,可以控制实验箱内部的光线强度。
    ③电栅栏
    电栅栏采用9路电流循环输出设计,可以杜绝动物刺激“盲区”
 

 

测试指标

  • 观察时间∶动物完成所有测试所花费的实验时间,该时间越短,说明动物记忆能力越强。
  • 总路程︰动物在整个实验中的运行路程,可初步反映动物的活动量大小。
  • 穿梭总次数︰动物在适应期、刺激期以及刺激间隔期内的穿梭次数总和。
  • 主动回避次数︰动物在条件刺激(声光刺激)期内成功逃至安全区为主动回避。
 
  • 被动回避次数︰动物在非条件刺激(电刺激)期内逃至安全区为被动回避。
  • 无反应次数︰动物在所有刺激过程中没有发生逃避行为,称之为无反应。此外,软件还可以测试以下指标:主动回避潜伏期、被动回避潜伏期、无反应潜伏期、主动回避平均反应时间、被动回避平均反应时间

 

系统组成

  • 通用穿梭实验箱:含摄像头、照明装置(灯光亮度可调)
  • 大小鼠组件:粪便清理盒、电栅栏
  • 视频采集卡:USB、PCI插槽两种可选
  • SuperShocker动物行为学主控器:控制加电、灯光、扬声器
 
  • 视频线;电源线;软件安装U盘;加密狗
  • 画面合成器1台
  • (选配)通用隔音箱:含猫眼装置、夹层吸音棉

 

 

学习记忆研究方法

         学习记忆是人和动物与生俱来的能力,记忆是学习的认知侧面,二者不可分割,学习产生新的记忆,记忆承载学习过程。学习记忆功能异常是绝大多数神经系统疾病的临床特征,如阿尔茨海默症,帕金森病,癫痫,精神分裂,脑瘫,脑卒中等。

          我们一般把记忆分为短期记忆和长期记忆。而根据记忆机能系统不同,可分为参考记忆、工作记忆、恐惧记忆等;根据内容不同,可分为情景记忆、情绪记忆、动作记忆、逻辑记忆等,相关行为学就是由此为原理而产生。

          1948年,心理学家爱德华·托尔曼第一个尝试研究空间内老鼠的行为。他把饥饿的老鼠放在迷宫的入口处,迷宫出口处提供食物。托尔曼观察到动物的错误率随着训练次数增加而降低。随着神经科学的快速发展,行为学已经是必不可少的研究手段,常见的学习记忆动物行为学方法如下:

 

T/Y迷宫

          依据动物天生的探索习性(倾向于每次探索未探索方向),检测动物在T型/Y型迷宫中不同臂的探索情况,结合行为学记录分析软件,可以分析运动速度,穿梭次数,绘制运动轨迹等。相关的实验范式很多,有加入食物奖励的,也有加入气味/声音作为cue,也有加入delay延迟期的,适用于工作记忆,参考记忆检测。

Y迷宫/Y-maze

 

T迷宫/T-maze

 

八臂迷宫/Barnes迷宫

          放射性八臂迷宫,不同臂的方向可粘贴不同形状的图案提示,每个臂的尽头有食物装置,食物随机放置,或者将食物与相应图案对应起来,根据动物本能探索和取食的策略,记录动物进入每个臂的次数、时间、正确次数、错误次数、路线等参数可以反应空间记忆能力。

          Barnes迷宫由周边布满孔洞的圆形平台构成,在其中一个洞的底部放置盒子作为动物的躲避场所,可使用光,噪音,风等刺激作为动物找到躲避洞口的动机。

          实验时将动物放在平台中央,记录动物找到目标洞口的时间,进入错误洞口的次数反应参考记忆,也可以记录重复进入错误洞口的次数反应工作记忆。

八臂迷宫 Radial Arm Maze

 

巴恩斯迷宫 Barnes maze 

 

水迷宫

          水迷宫由恒温圆形水池,隐藏在水面下的目标平台和水池正上方的视频采集系统组成,啮齿类动物虽然善于游泳,但是它们比较厌恶长期处于水环境中,会本能性的寻找水中的休息场所。

          水迷宫实验记录动物在规定时间内寻找平台的情况,结合行为学记录系统,可以分析小鼠每次找到平台所花的时间,游泳速度,不同象限的穿梭次数,活动轨迹等,适用于空间记忆和工作记忆检测。

水迷宫/Morris water maze

 

主动回避/被动回避实验

          前者要求动物主动从厌恶刺激的环境中逃离,后者要求动物克制自己不进入有恶性刺激的环境。二者原理都是利用动物的好暗避光(明暗穿梭),对厌恶刺激(例如足底刺激)的恐惧等相关的记忆而建立。

 

主动回避

          主动回避常用穿梭箱/跑道回避,穿梭箱箱体的一侧有声音/光联系的电击刺激,另外一侧为安全区域,当动物进入刺激侧时给与电击,让动物形成刺激条件和环境的关联,可根据小鼠再次进入刺激环境的逃避情况测试记忆保持能力。跑道回避,动物需要穿过固定的斜坡,在规定时间内到达安全区就可以避免受到电刺激。实验主要观察记录动物在训练不同天中到达安全区的时间,逃避的速度,及错误次数(未能及时到达安全区)。研究人员认为主动回避实验主要反应动物的非陈述记忆的能力。

穿梭箱/Shuttle box

 

被动回避

          跳台实验由底部可通电的反应箱和中心安全平台组成,当箱子底部通电,小鼠会躲避电击跳到平台上,训练阶段结束后隔一段时间对动物进行测试,记录第一次跳下的时间(潜伏期),电击次数,错误次数等可以动物空间记忆和记忆保持能力。爬杆实验和跳台实验相似,只是平台换成了质地坚硬的爬杆。

Ugo跳台系统 Passive Avoidance Step-Down Cage

 

条件性恐惧实验

 

          用于啮齿类动物(大小鼠)环境相关的条件性恐惧记忆的研究。啮齿类动物在恐惧时会表现出特有的僵直状态(Freezing),这种状态下的动物会倾向于保持静止不动的防御姿势。在实验过程中,给予声音信号(条件刺激)后给予电(非条件)刺激,训练结束后进行声音信号或者环境联系实验。一般情况下啮齿动物在相应的环境和不同环境下相同的声音信号都会出现明显的Freezing反应,测试也可以在训练结束后立即或者几天后检测,可以反应条件信号下的长期/短期恐惧记忆的保持消退情况。

 

震惊/条件恐惧联合测试系统 Panlab Startle and Fear combined system

 

操作性条件反射测试箱

          用于研究操作性条件反射的典型仪器,不同的实验模式可以检测动物奖赏,学习记忆,成瘾等,并且可以细致分析动物注意力,动机,决策等相关参数。相对于一般的迷宫类实验,操作箱关联更高级的认知行为,更能反应不同脑区之间的相互联系,在神经环路研究上更具有优势。

          Lafayette操作箱由可定制化的箱体,实验模块(压杆,触鼻,液体奖赏,固体颗粒奖赏,噪音,灯光,触屏等),灵活化的编程软件控制系统组成。箱体可根据不同实验动物进行定制,包括大小鼠,鸟类,猪,灵长类等,同时箱体支持与外部设备联合应用,如电生理,光纤记录,钙成像,自主给药,视频拍摄等。研究人员可根据实验设计选择带有触屏操作模块,更好的研究视觉相关的学习记忆;或者楔形实验箱体,更有利于啮齿类动物学习训练任务。

 

模块化条件行为操作箱 Modular Operant Chamber

 

描述 文件 单价 购物车
SuperAPAS穿梭箱实验视频分析系统
关闭

专业人员会在24小时之内联系您

SuperAPAS穿梭箱实验视频分析系统
{{item}}
关闭 提交
Copyright © 2019-2022 南京超维景生物科技有限公司 版权所有 www.ipanqiao.com苏ICP备20009590号-1
联系我们
立即做合同
微信客服
电话咨询

400-998-9826

17302548620

泮桥成像光电商城专业人员会在24小时之内联系您

关闭 提交