專利名稱：應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)行為學(xué)自動(dòng)觀察方法，具體涉及計(jì)算機(jī)圖像采集分析以及用電脈沖觸發(fā)記錄技術(shù)進(jìn)行應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)的方法。
背景技術(shù)：
戰(zhàn)爭(zhēng)年代，戰(zhàn)士戰(zhàn)斗力的獲取大部分是通過學(xué)習(xí)和記憶來實(shí)現(xiàn)的，這樣的學(xué)習(xí)記憶又可以分為兩類一類是基于海馬的空間學(xué)習(xí)記憶能力，比如在戰(zhàn)場(chǎng)上快速分辨方位的能力、對(duì)地圖和陣地地形的學(xué)習(xí)記憶、對(duì)野外環(huán)境的學(xué)習(xí)記憶；一類是基于小腦的運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力，比如快速行進(jìn)中的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)能力、快速瞄準(zhǔn)敵人時(shí)的視覺學(xué)習(xí)記憶協(xié)調(diào)能力。和平年代，人類社會(huì)生產(chǎn)力的獲得大部分也是通過學(xué)習(xí)和記憶來實(shí)現(xiàn)的，這樣的學(xué)習(xí)記憶同樣可以分為兩類一類是諸如獲取書本知識(shí)的抽象學(xué)習(xí)記憶等基于海馬的空間學(xué)習(xí)記憶能力；一類是在獲取勞動(dòng)技能的實(shí)踐過程中基于小腦的運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力。
基于海馬的空間學(xué)習(xí)記憶能力和基于小腦的運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力在平戰(zhàn)時(shí)都有著舉足輕重的作用。但是，戰(zhàn)場(chǎng)上殘酷的高強(qiáng)度應(yīng)激和現(xiàn)實(shí)生活中過度的社會(huì)心理應(yīng)激都可能嚴(yán)重?fù)p傷人類的空間和運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力，長(zhǎng)期暴露于社會(huì)心理應(yīng)激和戰(zhàn)時(shí)應(yīng)激會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，比如抑郁1以及創(chuàng)傷后應(yīng)激綜合癥(PTSD)2，在平時(shí)影響社會(huì)生產(chǎn)力，戰(zhàn)時(shí)嚴(yán)重影響部隊(duì)的戰(zhàn)斗力。對(duì)于應(yīng)激的預(yù)防和治療在平戰(zhàn)時(shí)都是個(gè)迫切的問題，已經(jīng)成為世界衛(wèi)生組織和各國(guó)軍事衛(wèi)生研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)。如何篩選能提高空間、運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力的抗應(yīng)激藥也成為醫(yī)藥衛(wèi)生機(jī)構(gòu)迫在眉睫的任務(wù)。
既往對(duì)于抗應(yīng)激藥物的療效評(píng)估主要集中于觀察抗應(yīng)激藥物干預(yù)后空間學(xué)習(xí)記憶能力的改善3，而對(duì)抗應(yīng)激藥物影響運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力尚無報(bào)道，主要原因之一是缺乏檢測(cè)運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力的有效手段。小鼠水平動(dòng)眼反射(Horizontal Optokinetic Response，HOKR)的適應(yīng)是基于小腦的運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力，簡(jiǎn)單來說就是在頭部固定的小鼠眼前水平移動(dòng)屏幕時(shí)，小鼠能在一定程度上跟蹤屏幕移動(dòng)(水平動(dòng)眼反射)，經(jīng)過一段時(shí)間訓(xùn)練后，這種能力得到提高(適應(yīng)過程)，稱為小鼠水平動(dòng)眼反射(HOKR)的適應(yīng)，是基于小腦的運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力。既往研究提示其機(jī)制是小腦平行纖維-浦肯野細(xì)胞之間興奮性突觸傳遞的長(zhǎng)時(shí)程抑制(Long-Term Depression，LTD)4，目前該指標(biāo)已被廣泛應(yīng)用于探討小腦功能及機(jī)制5，6，7，但尚無觀察應(yīng)激對(duì)該適應(yīng)過程的影響及其作用機(jī)制。
檢測(cè)小鼠HOKR的中心問題和難點(diǎn)是跟隨小鼠瞳孔的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)態(tài)分析瞳孔位置。目前主要利用三種技術(shù)動(dòng)態(tài)分析小鼠瞳孔位置向眼球內(nèi)植入線圈(searched coil technique)8、眼(動(dòng))電(流)描記術(shù)(electrooculography，EOG)和紅外眼球成像動(dòng)態(tài)分析技術(shù)5。前兩種技術(shù)屬于有損性介入記錄，對(duì)動(dòng)物造成一定的創(chuàng)傷，而且是間接反映瞳孔位置，存在應(yīng)用缺陷，已逐漸讓位于紅外眼球成像動(dòng)態(tài)分析技術(shù)。目前利用紅外眼球成像動(dòng)態(tài)分析技術(shù)分析瞳孔位置的做法是動(dòng)態(tài)攝取小鼠眼球照片，利用位置分析器(光電轉(zhuǎn)換器)動(dòng)態(tài)計(jì)算小鼠瞳孔直徑，利用小鼠眼球的解剖模型換算小鼠瞳孔運(yùn)動(dòng)的角度(圖1)，代表者是日本東京理化學(xué)研究所腦研究部門永雄總一教授實(shí)驗(yàn)組5。
這種測(cè)量方法存在很大的缺陷①如圖1所示，實(shí)際上測(cè)量的是利用位置分析器加載的通過小鼠瞳孔中央的長(zhǎng)方形條帶中心的位置，小鼠的掙扎、閉合眼瞼、縮小瞳孔，都會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差，而小鼠HOKR的檢測(cè)系統(tǒng)要求精度極高，很小的測(cè)量誤差就會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的巨大改變；②為了避免這種測(cè)量誤差，觀察過程中實(shí)驗(yàn)人員需要通過位置分析器隨時(shí)調(diào)整長(zhǎng)方形條帶的位置，這樣就會(huì)增加很多額外的工作量而且引入了另一個(gè)主觀測(cè)量誤差因素。為了克服這些問題，就需要通過計(jì)算機(jī)圖像捕獲與分析技術(shù)來完成小鼠瞳孔位置的動(dòng)態(tài)分析過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，以便對(duì)小鼠瞳孔移動(dòng)的分析自動(dòng)化，減輕了實(shí)驗(yàn)人員的負(fù)擔(dān)；在分析過程中排除掙扎、閉合眼瞼、縮小瞳孔對(duì)記錄的影響，獲得比以往更精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；為研究應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶能力的改變提供有力的工具，并可以廣泛應(yīng)用于臨床藥物的篩選。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，其特征是它至少包括這樣的步驟，將小鼠固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)軸連接有環(huán)形屏幕，小鼠眼球側(cè)面包括有攝像裝置，攝像裝置的鏡頭正對(duì)小鼠眼球，并使小鼠眼球成一清晰圖像，使環(huán)形屏幕沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在環(huán)形屏幕轉(zhuǎn)動(dòng)開始后，第一時(shí)間捕獲小鼠眼球圖片信息；進(jìn)一步將小鼠眼球圖片信息輸入到計(jì)算單元；計(jì)算單元對(duì)圖片信息進(jìn)行存貯處理，以獲取小鼠瞳孔邊界信息和瞳孔中心位置；將小鼠瞳孔邊界圓形曲線與已建立的該小鼠瞳孔邊界移動(dòng)重合，記錄第一個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置；按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄第二個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置；按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄第N個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置；計(jì)算小鼠瞳孔在時(shí)間T內(nèi)的變化速度和幅度；按同樣的條件，在時(shí)間T1后進(jìn)一步重復(fù)上述過程；按同樣的條件，在時(shí)間T2后重復(fù)上述過程；分析每一次小鼠瞳孔在時(shí)間T內(nèi)的變化速度和幅度。
所述的將小鼠瞳孔邊界圓形曲線與已建立的該小鼠瞳孔邊界移動(dòng)重合包括對(duì)新測(cè)量的小鼠瞳孔邊界圓形曲線和小鼠瞳孔同比例放大、縮小、拉伸的圖像處理過程。
所述的記錄小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置，其中小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)是小鼠兩眼角其中的一個(gè)眼角的頂點(diǎn)。
所述的小鼠兩眼角與水平面或X軸平行。
所述的攝像裝置鏡頭加有濾色鏡，以便降低噪聲信號(hào)，使瞳孔邊界信息和小鼠瞳孔中心點(diǎn)更方便處理。
所述的按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置，其中的時(shí)間間隔可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)置并產(chǎn)生，也可由與實(shí)驗(yàn)臺(tái)軸連接一環(huán)形屏幕固定的同步機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。
本發(fā)明的特點(diǎn)是它采用無創(chuàng)性計(jì)算機(jī)圖像捕獲分析系統(tǒng)，不影響動(dòng)物行為，提高了結(jié)果的可信度。同時(shí)由于利用計(jì)算機(jī)編程大大簡(jiǎn)化了HOKR中眼球運(yùn)動(dòng)的測(cè)量程序，大大提高了測(cè)量精度，降低了測(cè)量誤差。由于該系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)小鼠的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力，可以廣泛應(yīng)用于小腦功能研究領(lǐng)域、應(yīng)激后運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶功能變化的監(jiān)測(cè)以及臨床藥物的篩選。
下面結(jié)合實(shí)施例附圖和實(shí)際使用過程對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是實(shí)施例一種系統(tǒng)硬件連接示意圖；
圖2給出了經(jīng)過1次訓(xùn)練后的一次記錄情況；圖3給出了再經(jīng)過N次訓(xùn)練后的一次記錄情況；圖4是測(cè)量到小鼠HOKR眼球運(yùn)動(dòng)曲線以及評(píng)分值的計(jì)算方式。
圖中，1、環(huán)形屏幕；2、小鼠；3、數(shù)碼攝像機(jī)；4、HOKR實(shí)驗(yàn)臺(tái)；5、小鼠眼睛；6、電機(jī)軸、7、馬達(dá)；8、脈沖發(fā)生器；9、接口；10、計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式
參見附圖1，將HOKR實(shí)驗(yàn)臺(tái)4固定于環(huán)形屏幕1中央，并將小鼠身體置入HOKR實(shí)驗(yàn)臺(tái)4上的小鼠籠內(nèi)，固定小鼠2的頭部，使通過小鼠眼睛5和外耳道的連線呈水平(水平半規(guī)管的方向)，數(shù)碼攝像機(jī)3固定架設(shè)在小鼠籠對(duì)應(yīng)的前方，它通過脈沖發(fā)生器8發(fā)出的定時(shí)脈沖到來時(shí)攝取小鼠眼睛5的圖像，并通過接口9發(fā)送到計(jì)算機(jī)10。環(huán)形屏幕1的下方連接有馬達(dá)7，電機(jī)軸6與馬達(dá)7傳動(dòng)連接，脈沖發(fā)生器8與電機(jī)軸6連接。將小鼠2固定于HOKR實(shí)驗(yàn)臺(tái)4，開啟系統(tǒng)，環(huán)形屏幕1在馬達(dá)7的驅(qū)動(dòng)下隨電機(jī)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；這時(shí)數(shù)碼攝像機(jī)3在脈沖發(fā)生器8發(fā)出的定時(shí)脈沖到來時(shí)攝取小鼠眼睛5的圖像，并通過接口9發(fā)送到計(jì)算機(jī)10。在馬達(dá)7轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)角度內(nèi)，脈沖發(fā)生器8發(fā)出的定時(shí)脈沖可以有多個(gè)，每1個(gè)定時(shí)脈沖對(duì)應(yīng)1幅數(shù)碼攝像機(jī)3攝取的小鼠眼睛5的圖像。環(huán)形屏幕1的傳動(dòng)馬達(dá)7轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)通過脈沖發(fā)生器8產(chǎn)生的脈沖信號(hào)可以是1個(gè)/周(L)和100個(gè)/周(M)。
如果馬達(dá)7是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的，這時(shí)可通過脈沖發(fā)生器8產(chǎn)生1同步信號(hào)送到計(jì)算機(jī)10，計(jì)算機(jī)10接收到同步信號(hào)開始控制數(shù)碼攝像機(jī)3采集圖像，采集圖像的次數(shù)由計(jì)算機(jī)10的軟件設(shè)定完成。
數(shù)碼攝像機(jī)3拍攝小鼠眼球的圖片，需要軟件處理，為了使軟件方便，處理的效果更好，首先可通過調(diào)節(jié)對(duì)比度和亮度以獲得最好圖像效果，也就是瞳孔邊界和眼球其余部分對(duì)比最鮮明的眼球圖片；設(shè)定灰度的閾值，將灰度圖轉(zhuǎn)化為兩位位圖，利用電子過濾去除噪聲以及紅外光反射形成的光點(diǎn)。上述的操作可以通過在數(shù)碼攝像機(jī)3鏡頭加濾色鏡完成。
軟件的處理過程如圖2所示，圖2中的第一幅小鼠眼球圖片是脈沖發(fā)生器8在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的第一個(gè)脈沖捕獲的；第二幅小鼠眼球圖片是脈沖發(fā)生器8在同一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的第二個(gè)脈沖捕獲的；第三幅小鼠眼球圖片也是脈沖發(fā)生器8在同一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的第三個(gè)脈沖捕獲的；一個(gè)周期內(nèi)設(shè)定有多少脈沖，至少將存貯多少幅圖片。計(jì)算機(jī)10要對(duì)這些圖片進(jìn)行處理。在第一幅小鼠眼球圖片中，獲取了小鼠瞳孔邊界信息和瞳孔中心位置；軟件首先將小鼠瞳孔邊界圓形曲線與已建立的該小鼠瞳孔邊界移動(dòng)重合，計(jì)錄第一個(gè)小鼠瞳孔中心位置A2的坐標(biāo)點(diǎn)(X2，Y2)，與已建立的該小鼠瞳孔邊界的上的一個(gè)點(diǎn)A1的坐標(biāo)點(diǎn)(X1，Y1)，按一定的時(shí)間間隔，也就是同一周期的第二個(gè)點(diǎn)重復(fù)記錄第二個(gè)小鼠瞳孔中心位置B2(X2，Y2)與已建立的該小鼠瞳孔邊界的上的一個(gè)點(diǎn)B1(X1，Y1)的位置；按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄第N個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界的上的一個(gè)點(diǎn)的位置；圖2給出了一周中的三個(gè)脈沖記錄的三幅圖片是一個(gè)示例，實(shí)際上脈沖數(shù)可在100個(gè)之內(nèi)任意設(shè)定。每個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，也就是說不管屏幕移動(dòng)的周期長(zhǎng)短如何，屏幕運(yùn)動(dòng)一周產(chǎn)生100個(gè)脈沖信號(hào)，每個(gè)脈沖信號(hào)觸發(fā)記錄一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，記錄到的每個(gè)眼球運(yùn)動(dòng)周期都包含100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，同時(shí)每次都從同一個(gè)起始點(diǎn)開始記錄。這樣，脈沖發(fā)生器就能夠保證對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)的周期性記錄，根據(jù)眼球運(yùn)動(dòng)的周期性記錄測(cè)定眼球運(yùn)動(dòng)的平均幅度，利用公式評(píng)分值＝眼球運(yùn)動(dòng)平均幅度/屏幕運(yùn)動(dòng)平均幅度計(jì)算平均值。
圖3給出了再經(jīng)過N次訓(xùn)練后的一次記錄情況，圖3中的第四個(gè)小鼠瞳孔中心位置D2的坐標(biāo)點(diǎn)(X2，Y2)和已建立的該小鼠瞳孔邊界的上的一個(gè)點(diǎn)D1的坐標(biāo)點(diǎn)(X1，Y1)與圖2中的第三個(gè)小鼠瞳孔中心位置B2的坐標(biāo)點(diǎn)(X2，Y2)和已建立的該小鼠瞳孔邊界的上的一個(gè)點(diǎn)B1的坐標(biāo)點(diǎn)(X1，Y1)都是一個(gè)周期內(nèi)的最后一個(gè)小鼠圖片記錄。顯然，再經(jīng)過N次訓(xùn)練后，小鼠瞳孔變化幅值有所改變。
在實(shí)際處理時(shí)，記錄的小鼠眼晴圖片不是都很完整，如小鼠眨眼的時(shí)候，部分瞳孔被遮擋，使得小鼠瞳孔邊界圓形不完整，因此圖像處理軟件還需要具備圖像修復(fù)功能。圖像修復(fù)功能可以是將小鼠瞳孔邊界圓形曲線與已建立的該小鼠瞳孔邊界移動(dòng)重合時(shí)，小鼠瞳孔邊界圓形有所變化，需要對(duì)新測(cè)量的小鼠瞳孔邊界圓形曲線和小鼠瞳孔同比例放大、縮小、拉伸的圖像處理過程。
一般來講，小鼠瞳孔邊界的上的一個(gè)點(diǎn)的位置取小鼠兩眼角其中的一個(gè)眼角的頂點(diǎn)從圖像處理角度講比較方便，如將小鼠瞳孔邊界圓形最左邊的點(diǎn)(圖2，圖3中的X1，Y1)和最右邊的點(diǎn)都放在同一X值上，也就是將小鼠兩眼角與水平面或X軸平行，使X值相同。
軟件中從圖片中查找小鼠瞳孔邊界圓形，首先應(yīng)當(dāng)選定包含瞳孔在內(nèi)的分析區(qū)域(ROI)。在ROI內(nèi)搜索圓周邊界，采用圓周曲線回歸瞳孔中心坐標(biāo)，以瞳孔的初始位置為0，利用小鼠眼球和瞳孔的3維解剖模型計(jì)算瞳孔移動(dòng)的角度。眼球移動(dòng)的角度組成連續(xù)數(shù)列。
紅外光線在眼球的反射、眼瞼陰影以及瞳孔部分被遮擋都不妨礙計(jì)算機(jī)的圓周曲線回歸，因此能模擬計(jì)算出瞳孔的實(shí)際坐標(biāo)。計(jì)算機(jī)的圓周曲線回歸實(shí)際上是以計(jì)算機(jī)檢測(cè)到的瞳孔邊界點(diǎn)來模擬圓周，回歸圓心的坐標(biāo)，利用函數(shù)計(jì)算，降低了誤差。舉例來說，如果計(jì)算機(jī)檢測(cè)到100個(gè)均勻分布的瞳孔邊界來回歸圓心坐標(biāo)，其結(jié)果與通過40個(gè)均勻分布的瞳孔邊界點(diǎn)回歸的圓心坐標(biāo)是一致的；即使檢測(cè)到的邊界點(diǎn)很少，且分布不均勻，只要不少于應(yīng)檢測(cè)到正確邊界點(diǎn)的50％，還是能夠回歸正確的圓心坐標(biāo)。
如圖4所示，利用本系統(tǒng)測(cè)量多個(gè)周期的眼球運(yùn)動(dòng)，計(jì)算眼球運(yùn)動(dòng)的平均幅度，眼球運(yùn)動(dòng)的平均幅度/屏幕運(yùn)動(dòng)的平均幅度即為小鼠HOKR評(píng)分值，經(jīng)過一小時(shí)訓(xùn)練后，HOKR的評(píng)分值升高，代表小鼠跟隨屏幕運(yùn)動(dòng)的能力得到了提高，這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)性學(xué)習(xí)記憶過程。
在實(shí)際使用過程按下列步驟進(jìn)行①.將小鼠身體置入HOKR實(shí)驗(yàn)臺(tái)4上的小鼠籠內(nèi)，固定小鼠2的頭部，使通過小鼠眼睛5和外耳道的連線呈水平(水平半規(guī)管的方向)；②.調(diào)節(jié)眼球位置、數(shù)碼攝像機(jī)焦距以及紅外照明的強(qiáng)度以獲得高對(duì)比度清晰的眼球圖像；③調(diào)節(jié)圖像的灰度閾值使瞳孔和周圍的對(duì)比最強(qiáng)，將圖像轉(zhuǎn)化為兩位位圖；劃定包含瞳孔在內(nèi)的分析區(qū)域(ROI)；④讓小鼠適應(yīng)實(shí)驗(yàn)環(huán)境15分鐘；⑤開啟環(huán)形屏幕1傳動(dòng)馬達(dá)7，調(diào)節(jié)圖像捕獲與分析系統(tǒng)參數(shù)以便動(dòng)態(tài)捕獲高對(duì)比度高清晰度的圖像；⑥記錄50個(gè)周期的小鼠眼球運(yùn)動(dòng)，統(tǒng)計(jì)其平均幅度，計(jì)算小鼠HOKR評(píng)分，作為基礎(chǔ)值；⑦關(guān)閉紅外照明(避免長(zhǎng)時(shí)間紅外光線照射造成小鼠眼球干燥)，持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)形屏幕1小時(shí)，再次開啟紅外照明，記錄50個(gè)周期的小鼠眼球運(yùn)動(dòng)，統(tǒng)計(jì)其平均幅度，計(jì)算HOKR評(píng)分。
本發(fā)明利用計(jì)算機(jī)編程簡(jiǎn)化了HOKR中眼球運(yùn)動(dòng)的測(cè)量程序，大大提高了測(cè)量精度，降低了測(cè)量誤差；同時(shí)由于采用無創(chuàng)性計(jì)算機(jī)圖像捕獲分析系統(tǒng)，不影響動(dòng)物行為，提高了結(jié)果的可信度。
以下是背景技術(shù)中提到的主要參考文獻(xiàn)1Marona-Lewicka D，Nichols DE.The Effect of Selective SerotoninReleasing Agents in the Chronic Mild Stress Model of Depression inRats.Stress.1997Dec；2(2)91-100.
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權(quán)利要求
1.應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，其特征是它至少包括這樣的步驟，將小鼠固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)軸連接有環(huán)形屏幕，小鼠眼球側(cè)面包括有攝像裝置，攝像裝置的鏡頭正對(duì)小鼠眼球，并使小鼠眼球成一清晰圖像，使環(huán)形屏幕沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在環(huán)形屏幕轉(zhuǎn)動(dòng)開始后，第一時(shí)間捕獲小鼠眼球圖片信息；進(jìn)一步將小鼠眼球圖片信息輸入到計(jì)算單元；計(jì)算單元對(duì)圖片信息進(jìn)行存貯處理，以獲取小鼠瞳孔邊界信息和瞳孔中心位置；將小鼠瞳孔邊界圓形曲線與已建立的該小鼠瞳孔邊界移動(dòng)重合，記錄第一個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置；按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄第二個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置；按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄第N個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置；計(jì)算小鼠瞳孔在時(shí)間T內(nèi)的變化速度和幅度；按同樣的條件，在時(shí)間T1后進(jìn)一步重復(fù)上述過程；按同樣的條件，在時(shí)間T2后重復(fù)上述過程；分析每一次小鼠瞳孔在時(shí)間T內(nèi)的變化速度和幅度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，其特征在于所述的將小鼠瞳孔邊界圓形曲線與已建立的該小鼠瞳孔邊界移動(dòng)重合包括對(duì)新測(cè)量的小鼠瞳孔邊界圓形曲線和小鼠瞳孔同比例放大、縮小、拉伸的圖像處理過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，其特征在于所述的記錄小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置，其中的小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)是小鼠兩眼角其中的一個(gè)眼角的頂點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，其特征在于所述的小鼠兩眼角與水平面或X軸平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，其特征在于所述的攝像裝置鏡頭加有濾色鏡，以便降低噪聲信號(hào)，使瞳孔邊界信息和小鼠瞳孔中心點(diǎn)更方便處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)激后小鼠運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)記憶能力自動(dòng)化檢測(cè)方法，其特征在于所述的按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置，其中的時(shí)間間隔可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)置并產(chǎn)生，也可由與實(shí)驗(yàn)臺(tái)軸連接一環(huán)形屏幕固定的同步機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)行為學(xué)自動(dòng)觀察方法，它至少包括這樣的步驟，將小鼠固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)軸連接有環(huán)形屏幕，小鼠眼球側(cè)面包括有攝像裝置，攝像裝置的鏡頭正對(duì)小鼠眼球，并使小鼠眼球成一清晰圖像，使環(huán)形屏幕沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在環(huán)形屏幕轉(zhuǎn)動(dòng)開始后，第一時(shí)間捕獲小鼠眼球圖片信息；進(jìn)一步將小鼠眼球圖片信息輸入到計(jì)算單元；計(jì)算單元對(duì)圖片信息進(jìn)行存貯處理，以獲取小鼠瞳孔邊界信息和瞳孔中心位置；將小鼠瞳孔邊界圓形曲線與已建立的該小鼠瞳孔邊界移動(dòng)重合，按一定的時(shí)間間隔重復(fù)記錄第N個(gè)小鼠瞳孔中心位置與已建立的該小鼠瞳孔邊界上的一個(gè)點(diǎn)的位置；計(jì)算小鼠瞳孔在時(shí)間T內(nèi)的變化速度和幅度。
文檔編號(hào)A01K15/00GK1817323SQ200510124578
公開日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者王文, 武勝昔, 李云慶 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)