穿梭實(shí)驗(yàn)視頻分析系統(tǒng) 

概述                                                             

穿梭實(shí)驗(yàn)視頻分析系統(tǒng)(Shuttle box system)是定量測(cè)定動(dòng)物行為學(xué)改變的重要手段，屬于經(jīng)典的聯(lián)合型學(xué)習(xí)條件反射，動(dòng)物通過(guò)學(xué)習(xí)能回避有害的刺激。底部為不銹鋼柵，使用電流加非條件刺激，電擊動(dòng)物足底。頂部配置有噪聲發(fā)生器，用來(lái)產(chǎn)生條件刺激。條件刺激數(shù)秒鐘后電擊。若在鈴聲刺激安全間隔期內(nèi)大鼠逃向安全區(qū)則為主動(dòng)回避反應(yīng)；如果在條件刺激安全間隔期內(nèi)大鼠未逃向安全區(qū)，則通以交流電擊后逃向安全區(qū)的為被動(dòng)回避反應(yīng)陽(yáng)性，否則為主動(dòng)、被動(dòng)回避反應(yīng)陰性，此為一個(gè)循環(huán)周期。經(jīng)過(guò)反復(fù)訓(xùn)練后，只給條件刺激，大鼠即逃到對(duì)側(cè)安全區(qū)以逃避電擊，此即形成了條件反射或稱主動(dòng)回避反應(yīng)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可記錄相關(guān)的動(dòng)物行動(dòng)參數(shù)。主動(dòng)回避時(shí)間是指動(dòng)物接受條件刺激的時(shí)間長(zhǎng)短，該值越短，說(shuō)明動(dòng)物主動(dòng)回避反應(yīng)越迅速，學(xué)習(xí)記憶能力越強(qiáng)。

該實(shí)驗(yàn)廣泛用于學(xué)習(xí)記憶功能、認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、神經(jīng)藥理學(xué)、認(rèn)知功能退行性變性等實(shí)驗(yàn)研究方面的研究，簡(jiǎn)單易操作，容易判別結(jié)果，可信度高，既可單獨(dú)作為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)提供課題參數(shù)，也可以作為其他學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功能實(shí)驗(yàn)的輔助或預(yù)篩選實(shí)驗(yàn)。

本系統(tǒng)是通過(guò)攝像視頻跟蹤方式的分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)以攝像系統(tǒng)、電腦、刺激器三大部件作為硬件基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不需要對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物作特殊標(biāo)記。軟件識(shí)別算法采用了軌跡預(yù)測(cè)、局部和全局相結(jié)合的搜索技術(shù)，可以任意追蹤和記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物(大小鼠)的位置，采用開放式、系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，結(jié)果可導(dǎo)入到Excel，并進(jìn)行直方圖\曲線\軌跡的處理,便于用戶在SPSS、SAS等生物分析統(tǒng)計(jì)軟件中作進(jìn)一步分析處理。

軟件特點(diǎn):    

1、同時(shí)Zui多可進(jìn)行1~8只動(dòng)物

2、多功能，除進(jìn)行穿梭實(shí)驗(yàn)外，進(jìn)行焦慮、學(xué)習(xí)無(wú)助模型的制做非常方便

3、采用視頻攝像跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過(guò)程的自動(dòng)化，避免了人工計(jì)數(shù)引入的

4、主觀誤差和對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的干擾，增加了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。

5、軟件系統(tǒng)功能強(qiáng)大，指標(biāo)參數(shù)豐富

6、標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)設(shè)計(jì)，硬件堅(jiān)固耐用

7、領(lǐng)先的核心算法，有效保證識(shí)別的抗干擾性和準(zhǔn)確性

8、用戶可設(shè)置彼此獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存檔文件夾， 便于實(shí)驗(yàn)資料管理

9、可定時(shí)錄制視頻圖象，以多種方式顯示指標(biāo)，提供軌跡圖、軌跡坐標(biāo)點(diǎn)和指標(biāo)結(jié)果的導(dǎo)出功能。

10、視頻文件格式支持AVI壓縮格式，壓縮比率高，能夠有效減少存儲(chǔ)空間，并有利于進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)觀察。

11、面向科研和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI），能夠記錄原始的視頻圖像， 并提供完整的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)功能，作為研究的真實(shí)記錄和今后進(jìn)行教學(xué)演示的素材。

硬件特點(diǎn): 

*1、硬件系統(tǒng)采用嵌入式單片機(jī)為主要控制核心，實(shí)驗(yàn)恒流、恒壓刺激

*2、聲音延時(shí)、電壓及電流值采用軟件直接設(shè)置。

*3、每個(gè)電極上都具有峰值可調(diào)的方波信號(hào)

*4、各電極都采用循環(huán)移位脈動(dòng)刺激方式，使動(dòng)物承受的電流為恒定值，與傳統(tǒng)的固定電極刺激相比，避免了因動(dòng)物站立在相同電極上而不能刺激的缺點(diǎn)（已獲國(guó)家專利）

5、本系統(tǒng)中所有信號(hào)的傳輸都采用USB接口

6、本刺激系統(tǒng)適合不同大小的動(dòng)物

技術(shù)參數(shù)： 

1、穿梭箱外形尺寸：700×260×430mm框架采用鋁合金

2、單箱內(nèi)部尺寸：250×185×300mm

3、輸入電壓AC220V

*4、電柵限流調(diào)整范圍：0.04~3.5mA,調(diào)整步長(zhǎng)0.02mA

*5、刺激聲音延時(shí)0-255秒。

*6、電柵電壓調(diào)整范圍：30~120V（方波峰值）

*7、各電柵上的方波刺激頻率為96Hz,誤差1%

8、攝像機(jī)品牌：SONY槍式攝像機(jī)

9、色彩：黑白或彩色

10、Zui低照度：<0.005Lux

11、視頻采集卡：USB2.0外置式

12、攝像針頻速率：28/30貞1200X，

13、攝像分辨率：1280×1024

14、攝像機(jī)電源：12V  5A

15、攝像機(jī)類型：2.8~4mm 

16、加密狗類型：USB2.0接口

17、信號(hào)傳輸方式：信號(hào)電源一體線5米

*18、軟件分析數(shù)據(jù)：第一次正確潛伏期、正確潛伏期總時(shí)間\主動(dòng)逃避次數(shù)、第一次錯(cuò)誤潛伏期、錯(cuò)誤潛伏期總時(shí)間、被動(dòng)逃避次數(shù)、錯(cuò)誤次數(shù)

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