本能行为研究

反馈式 Looming
本能恐惧系统

反馈式小鼠行为分析系统:在线实时解析质心、速度、头部偏转与 Freezing / Flight,按阈值触发可配置 Looming 视觉刺激与光遗传等联用刺激,将本能恐惧实验从手动给刺激升级为全自动闭环。

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反馈式小鼠 Looming 本能恐惧系统
8 种Looming 范式
闭环阈值反馈刺激
实时行为变量分析
TTL光遗传联用

软硬件方案

采集硬件与反馈分析一体交付

旷场采集硬件与反馈分析软件一体交付,覆盖从顶部摄像、顶置显示器到实时行为闭环与报告导出的完整链路。

硬件方案

旷场 + 顶置显示 + 顶部摄像

配备旷场活动箱、顶置视觉刺激屏与顶部摄像头,可选安全区庇护通道;主机统一控制刺激呈现与视频采集。

  • 旷场箱体 ≥ 45×45 cm,耐用易清洁
  • 刺激屏 27″ / 1920×1080 · ≥60 Hz · 低延迟
  • 顶部摄像 1080p · ≥60 fps 全场监控
  • 软件控制主机 · HDMI / USB 连接

软件方案

反馈式行为分析与刺激控制

图形化刺激控制界面,实时输出质心、速度、Freezing / Flat 等指标;行为变量达阈值后自动触发随机刺激,并生成轨迹、热图与统计报告。

  • 在线实时分析 + 离线复盘
  • 阈值触发 · 随机刺激序列
  • 轨迹 · 距离 · 速度 · 区域停留 · Freezing
  • TTL 外设同步 · 光遗传 / 电生理 / 光纤成像

产品特点

把本能恐惧实验做成在线闭环

传统 looming 实验常靠手动给刺激、事后离线分析。反馈式系统把「看行为 → 达阈值 → 给刺激 → 再分析」收成同一闭环,提升效率与可重复性。

在线闭环反馈

实时解析多种行为变量;当质心进入 ROI、速度/姿态等达设定阈值时,自动触发视觉或光刺激并继续监测反应。

可配置 Looming 刺激

黑盘灰度、大小、频率、时长等参数可调;支持随机序列,降低习惯化,贴近真实捕食逼近场景。

Freezing / Flight 判别

结合速度与帧间变化自动区分冻结、逃跑与自由运动;研究显示低灰度/低频更易诱发冻结,高强度更易诱发逃向安全区。

刺激范式

内置 8 种 Looming 黑盘呈现

系统内置 8 种黑盘呈现范式,覆盖中央、头顶、前方与四角扇形及对角线扫掠,也可按课题定制更多视觉刺激。

屏幕中央

黑盘出现在屏幕中央,模拟正上方扩张阴影。

屏幕中央

头顶上方

黑盘对准小鼠头顶上方区域呈现。

头顶上方

前方二十度

黑盘出现在小鼠前方约二十度角位置。

前方二十度

屏幕四边

屏幕四角出现扇形黑盘,覆盖边缘威胁方位。

屏幕四边

左上 → 右下

黑盘沿对角线从左上扫掠至右下。

左上 → 右下

左下 → 右上

黑盘沿对角线从左下扫掠至右上。

左下 → 右上

右上 → 左下

黑盘沿对角线从右上扫掠至左下。

右上 → 左下

右下 → 左上

黑盘沿对角线从右下扫掠至左上。

右下 → 左上

行为分析

从质心轨迹到 Freezing / Flight

从实时变量到可视化报告,覆盖本能恐惧实验常用的运动学与防御状态 readout。

XY

质心定位与轨迹

准确定位小鼠质心 (X, Y),输出运动轨迹与区域停留时间。

v

运动速度

实时读取运动速度并绘制速度曲线 / 速度热图。

θ

头部偏转角

判断头部偏转角度,并可识别头部剧烈运动。

FZ

Freezing / Flat 状态

自动判别冻结与 Flat 等防御相关状态及其时程。

ROI

角落与安全区统计

统计四角经过次数,以及进入安全区的时间与次数。

Viz

报告与统计检验

生成图表、热力图、箱线图等可视化,并配备基本统计检验。

应用场景

本能恐惧环路与视觉刺激扩展

面向本能恐惧环路、感觉信息处理与恐惧相关疾病模型;也可扩展至视错觉等需定制视觉刺激的课题。

本能恐惧神经环路

结合光遗传与行为闭环,解析上丘等核团在冻结 / 逃跑决策中的作用。

刺激强度—防御策略

系统比较灰度、频率等强度梯度下冻结与逃向安全区的倾向差异。

焦虑 / PTSD 等相关模型

量化威胁刺激下防御反应异常与习惯化缺陷,服务恐惧相关病症研究。

视觉刺激定制扩展

不限于本能恐惧:视错觉等视觉相关范式均可按需求定制升级。

系统规格

标准化 Looming 反馈实验配置

面向小鼠 Looming 本能恐惧与反馈式行为实验的标准化软硬件配置。

适用对象小鼠 · 本能恐惧 / 视觉刺激实验
活动箱旷场 ≥ 45×45 cm · 可选安全区通道
视觉刺激≥27″ 1920×1080 · ≥60 Hz · 响应 <10 ms
摄像采集1080p · ≥60 fps 顶部监控
内置范式8 种黑盘呈现模式 · 可定制扩展
分析能力质心 · 速度 · 头角 · Freezing/Flat · ROI · 报告
联用接口TTL 输入输出 · 光遗传 / 电生理 / 光纤成像
部署服务现场安装 · 范式培训 · 分析指导

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