在心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)與行為藥理學(xué)研究中,斯金納實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境與自動(dòng)化控制,精確記錄動(dòng)物(如大鼠、小鼠)在特定刺激下的自主行為反應(yīng)?,F(xiàn)代斯金納實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已從機(jī)械裝置升級(jí)為集傳感、控制、數(shù)據(jù)采集于一體的智能平臺(tái),其各組成部件協(xié)同工作,確保實(shí)驗(yàn)的客觀性、可重復(fù)性與高通量。

1、實(shí)驗(yàn)箱體
箱體采用隔音、避光的高分子材料或金屬制成,內(nèi)部尺寸符合動(dòng)物福利標(biāo)準(zhǔn),有效隔絕外部聲、光、氣味干擾,營(yíng)造穩(wěn)定、可控的行為測(cè)試環(huán)境。內(nèi)壁光滑,便于清潔消毒,防止動(dòng)物攀爬或藏匿。
2、操作裝置
壓桿:大鼠實(shí)驗(yàn)中常用,內(nèi)置高靈敏度微動(dòng)開(kāi)關(guān)或力傳感器,可檢測(cè)按壓次數(shù)、力度與持續(xù)時(shí)間;
鼻觸孔:適用于小鼠,孔內(nèi)集成紅外對(duì)射傳感器,精準(zhǔn)記錄探鼻行為;
部分系統(tǒng)支持多位置響應(yīng)裝置,用于復(fù)雜任務(wù)(如延遲匹配、決策選擇)。
3、強(qiáng)化物遞送系統(tǒng)
液體獎(jiǎng)勵(lì):通過(guò)微型電磁閥控制糖水或牛奶的精確滴注(0.01-0.1mL/次),管路采用惰性材料防殘留;
食物丸分配器:可釋放標(biāo)準(zhǔn)顆粒飼料(如45mg),具備防卡丸設(shè)計(jì)與余量監(jiān)測(cè);
強(qiáng)化物發(fā)放與行為響應(yīng)嚴(yán)格同步,延遲<10ms,確保條件反射建立的有效性。
4、刺激呈現(xiàn)模塊
集成LED燈(多色可編程)、揚(yáng)聲器(音頻頻率可調(diào))及觸覺(jué)振動(dòng)器,用于提供辨別刺激(SD)或懲罰信號(hào)。燈光可安裝于壓桿上方或箱頂,聲音經(jīng)校準(zhǔn)確保聲壓一致,避免動(dòng)物位置偏差影響感知。
5、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)
由嵌入式控制器或PC軟件(如MedPC、ANY-maze)實(shí)時(shí)記錄行為事件的時(shí)間戳、序列與參數(shù),支持自定義實(shí)驗(yàn)程序(如FR、VR、FI、VI等強(qiáng)化程序)。數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)為結(jié)構(gòu)化格式,便于后續(xù)統(tǒng)計(jì)分析與可視化。
6、通風(fēng)與清潔系統(tǒng)
箱底設(shè)排泄物收集托盤,部分型號(hào)系統(tǒng)配備自動(dòng)清潔噴淋或負(fù)壓通風(fēng),減少氣味累積,保障動(dòng)物健康與實(shí)驗(yàn)倫理合規(guī)。