小动物眼动追踪和虚拟现实仪器

一、 小动物眼动追踪设备 该设备呈现视觉、听觉刺激时记录小动物眼球运动

和瞳孔变化，并实时图像处理，提取眼动数据，以反映动物的觉醒、情绪、认知状况。配备有完整的图像采集、实时处理、数据分析软件，软件可定制。可协同神经电生理、双光子成像、在体膜片钳等位置固定的实验仪器使用。

应用范围： “眼睛是心灵的窗口”，由于眼球运动和变化表征了认知过程和情绪变化，该设备主要适用于注意、认知、情绪、觉醒、视觉及神经精神**研究（小动物应用*主要是情绪和觉醒）。并在不同研究方向形成不同指标体系。

（1）前庭：幅度，增益，延迟……

（2）**：眼震（方向、回旋、快慢相）…

（3）认知：注视（位点、频数），扫视（速度、方向、跨度），追随…

注：商业设备中仅日本 Iscan 可用于小动物。Iscan 本身为人眼动追踪设计，因其照明方式，可用于小动物。但因软件操作、人机交互、与其它设备协同等等方面的问题，该品牌在眼动追踪蓬勃发展的近几年反而逐步退出了市场。

二、自由移动的小鼠眼动装置 

为了适应现有绝大多数小动物自由活动的行为实验范式，开发了可自由移动的头戴式小动物眼动追踪设备。一对装置加头部固定器件总长度 28 mm，总 重量不足 2 g。图像采集速度为 30 帧/秒，拍摄到的眼部图像清晰，运行稳定。

与其它实验室装置相比，*大优点在于重量轻，中部中空，可灵活结合光遗传、钙成像、微型双光子等头部置入器件的神经干预和记录技术。

目前该类装置没有商用产品。

应用范围：该设备可适用于目前大多数小动物行为实验。

三、小动物眼动追踪 & 虚拟现实设备

不仅是位置识别、空间定位一类课题，较多小动物行为实验都是基于小动物在空间中的选择和活动。而目前的实验方式中环境干扰因素众多，测试的行为指标单一，所以实验结果不稳定，可重复性差。本院结合虚拟视觉呈现和眼动追踪记录，建立面向啮齿动物的行为实验系统，向清醒固定动物呈现图像互动拟真、因素定量可控的实验环境，并以眼动变化作为认知和情绪识别及量化的生理指标。

相比同类装置用简单的线条和几何图形组成抽象的环境图像，需要动物适应和训练 2 周 – 1 月，本设备图像质量高，畸变小，延迟少，可高度模拟真实环境，并可定制软件，分级定量设置环境因素，便于研究环境因素与动物行为之间

的数学关系。而且本设备增加眼动追踪功能，速度达到 1000 帧/秒。

应用范围：该设备可替代目前大多数小动物在一定空间中活动的实验范式，尤其适用于空间导航类研究。

四、小动物 眼动追踪 & 虚拟现实 II 代设备

考虑到小动物虚拟现实设备价格高昂，体积庞大。本院加强集成化设计，在视觉以外、增加听觉、嗅觉、触觉、奖励、惩罚模块，开发了多模态一体化的二代小动物眼动追踪 & 虚拟现实设备。便于多只动物并行实验，减少实验迭代时间，加快研究进度。

目前尚无同类实验室或商业装置。

应用范围：适用于目前大部分小动物行为实验。