在心理學、神經(jīng)科學與行為藥理學研究中,斯金納實驗系統(tǒng)通過標準化環(huán)境與自動化控制,精確記錄動物(如大鼠、小鼠)在特定刺激下的自主行為反應(yīng)。現(xiàn)代斯金納實驗系統(tǒng)已從機械裝置升級為集傳感、控制、數(shù)據(jù)采集于一體的智能平臺,其各組成部件協(xié)同工作,確保實驗的客觀性、可重復性與高通量。

1、實驗箱體
箱體采用隔音、避光的高分子材料或金屬制成,內(nèi)部尺寸符合動物福利標準,有效隔絕外部聲、光、氣味干擾,營造穩(wěn)定、可控的行為測試環(huán)境。內(nèi)壁光滑,便于清潔消毒,防止動物攀爬或藏匿。
2、操作裝置
壓桿:大鼠實驗中常用,內(nèi)置高靈敏度微動開關(guān)或力傳感器,可檢測按壓次數(shù)、力度與持續(xù)時間;
鼻觸孔:適用于小鼠,孔內(nèi)集成紅外對射傳感器,精準記錄探鼻行為;
部分系統(tǒng)支持多位置響應(yīng)裝置,用于復雜任務(wù)(如延遲匹配、決策選擇)。
3、強化物遞送系統(tǒng)
液體獎勵:通過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:可釋放標準顆粒飼料(如45mg),具備防卡丸設(shè)計與余量監(jiān)測;
強化物發(fā)放與行為響應(yīng)嚴格同步,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)、揚聲器(音頻頻率可調(diào))及觸覺振動器,用于提供辨別刺激(SD)或懲罰信號。燈光可安裝于壓桿上方或箱頂,聲音經(jīng)校準確保聲壓一致,避免動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)實時記錄行為事件的時間戳、序列與參數(shù),支持自定義實驗程序(如FR、VR、FI、VI等強化程序)。數(shù)據(jù)自動存儲為結(jié)構(gòu)化格式,便于后續(xù)統(tǒng)計分析與可視化。
6、通風與清潔系統(tǒng)
箱底設(shè)排泄物收集托盤,部分型號系統(tǒng)配備自動清潔噴淋或負壓通風,減少氣味累積,保障動物健康與實驗倫理合規(guī)。