Устройство для исследования моторных реакций животных

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ ЖИВОТНЫХ, включающее электростимулятор, подключенный через переключатель к электродам , вживленным в мозг животного. о т л и ч ю w е в с я тем, что, с целью повьшения точности и расширения 1)ункциональных возможностей, оно снабжено блоком формирования траектории , телевизионной камерой, селектором , блоком элементов И, блоком регистрации, смесителем и видеоконтрольнЕям блоком, причем телевизионная камера выходами соединена с входами селектора, видеоконтрольногр блока, смесителяи блока формирования траектории , подключенного выходами к входам смесителя и блока элементов И, который подключен выходгши к входам переключателя и блока регистрации, а входом - к селектора, при этом выход смесителя подключен к I входу видеоконтрольного блока. (Л 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е С я тем, что переключа тель выполнен в виде электронного ;коммутатора. §

,SUÄÄ 10 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

6С»ОП .

РЕСПУБЛИН Ш A 01 15/02; A 01 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР, ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21):3402284/30-15 (22) 01 ° 03.82 (46) 30 ° 08 ° 83 е Бюл э В 32 (72) В,И, Руткин В.10. Ким . Е,П По» печителев и 10.И. Буч (71) Северо-Западный заочный политехнический институт и Ленинградский электротехнический институт нм.

В.И. ° Ульянова (Ленина) (53) 636.083 (088 . 8) (56) 1. Лисейчиков 10.H. и др. Электронный прибор для определения двигательной активности. -ВЭБ. Н., 1978, т. 85 В 5, с.. 633, 634.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 849576, кл. A 01 К 15/02 1981 (прототип). (54)(57) 1 ° УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАННН МОТОРНЫХ РЕАКЦИЙ ЖИВОТНЫХ включаккаее электростимулятор, подключенный через переключатель к электродам, вживленным в мозг животного, о т л и ч ю ж е е с я тем, что, с целью повьзаения точности и расширения функциональных возможностей, оноснабжено блоком формирования траектории, телевизионной камерой, селектором, -блоком элементов И, блоком . регистрации, смесителем и видеокон« трольным блоком, причем телевизионная камера выходами соединена с входами селектора, видеоконтрольного блока, смесителя.и блока формирования траектории, подключенного выходами к входам смесителя и блока элементов И, который подключен выходами- к входам11 переключателя и блока регистрации, а входом - к. выходу селектора, при этом выход смесителя подключей к Щ входу видеоконтрольного блока.

2. Устройство по и. 1, о т л и — Щ ч а ю з1е е с я тем, что переключа-.. тель выполнен в виде электронного С коммутатора.

1037896

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к изучению поведения животных и их моторных реакций.

Известны устройства, включающие электростимулятор, подключенный через 5 переключатель к электродам, вживленным в мозг животного (1) и (2), Недостатками известных устройств являются низкая точность и ограниченные функциональные возможности. 10

Цель изобретения — повышение точ ности и расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком форми-15 рования траектории, телевизионной камерой, селектором, блоком элементов И, блоком регистрации, смесителем и видеоконтрольным блоком, причем телевизионная камера выходами соединена а входами селектора, видеоконтрольного блока, смесителя и блока формирования траектории, подключенного выходами к входам смесителя и блока элементов И, который подключен выходами к входам переключателя и блока регистрации, а входом — к выходу селектора, при этом выход смесителя подключен к входу видеоконтрольного блока.

Переключатель выполнен в виде электронного коммутатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока формирования траектории; на фиг. 3 — схематичный вид на экране; на фиг. 4 — пересечение животными границы разрешенной зоны под заданным углом; на фиг. 5 — изменение направления движения животного в допусковой зоне при его выхо- 40 де в разрешенную зону; на фиг. б то же, при пересечении им границы разрешенной зоны под углом большим заданного; на фиг. 7 и 8 - то же, при изогнутой форме границы разре- 45 шенной зоны.

Устройство включает электростимулятор 1, подключенный через переклю, чатель 2 k электродам З,.вживленным в мозг животного, блок 4 формирования траектории, телевизионную камЕру 5, селектор б, блок 7 элементов И, блок 8 регистрации, смеситель 9 и видеоконтрольный блок 10, блок 4 формирования траектории имеет генераторы 11 и 12, сумматор 13, триггеры

Шмитта 14-17, элементы Й 18-20.

На фиг. 3-8 обозначены телевизионный растр 21 животное 22, разрешенная эона 23 движения животного, левая допусковая полоса 24, правая допуско-60 вая полоса 25, препятствия 26, угол

27 поворота животного при определенных и неизменных параметрах стимуляции соответствующей эоны мозга, угол

28 увеличенный угол 27, угол 29 пере-65 сечения животным разрешенной зоны 23, угол 30 увеличенный угол 29, угол 31 поворота животного, в котором телевизионная камера 5 выходами соецинена с входами селектора 6, видеоконтрольного блока 10, смесителя 9 и блока 4 формирования траектории, подключенного выходами к входам смесителя 9 и блока 7 элементов И, который подключен выходами к входам переключателя 2 и блока 8 регистрации, а входом - с выходом селектора 6, при этом выход смесителя 9 подключен к входу видеоконтрольного блока 10, причем переключатель 2 выполнен в виде элек тронного коммутатора.

Устройство работает следующим образом.

Параметры стимуляции животного

22, в мозг которого вживлены электроды 3, определяются предварительно по известным методикам.

Синхронизация работы видеоконтрольного блока 10 осуществляется сигналом с телевизионной камеры 5. Блоком 4 формирования траектории формируется условное иэображение задаваемой траектории. С выхода телевизионной камеры

5 на вход генераторов ll и 12 блока 4 формирования траектории поступают соответственно строчные (ССИ) и кадровые (КСИ) синхроимпульсьт. Генераторы

11 и 12 формируют импульсы строчной и кадровой частоты различной формы, например пилообразной, треугольной параболической и др. Укаэанные импульсы поступают в сумматор 13, с выхода которого их адаптивная смесь подается иа выходы триггеров Шмитта 14-17.

Пороги срабатывания указанных триггеров Шмитта определяют фронт формируемой фигуры на экране видеоконтрольного блока 10. С выходов триггеров

Шмитта 14-17 прямые и инверсные импульсы поступают на элементы И 18-20, на выходах которых, а также инверсном выходе триггера Шмитта 14 и прямом выходе триггера Шмитта 17 формируются сигналы допусковых зон траектории. Ширина зон определяется порогами срабатывания триггеров Шмитта 17.

Форма импульсов на выходе генераторов 11 и 12 определяет форму траектории. Например, для импульсов пилообразной формы траектория будет представлять собой прямую линию, наклон которой определяется. соотношением амплитуд пилообразных импульсов строчной и кадровой частот. В случае пара-. боллической формы импульсов траектория будет иметь вид эллиптической замкнутой кривой. Используя другие генераторы и комбинируя их сочетания, получают более сложные траектории.

На экране видеоконтрольного блока 10 изображение задаваемой траектории совмещается с иэображением животного, для чего сигналы с выходов блока 4

-1037896 формирования траектории и видеосигнал с выхода телевизионной камеры 5 через смеситель 9 подаются на вход видеоконтрольного блока 10.

Кроме того, видеосигнал с телевизионной камеры 5 поступает на вход S селектора б, в котором происходит выделение сигнала животного. Сигнал с выхода селектора б, соответствующий положению животного в поле зрения телевизионной камеры 5, .поетупает на 10 один из входов всех элементов И бло- ка 7. На другие входы указанного блока поступают сигналы с блока 4 формирования траектории, соответствующие пространственному расположению различных участков траектории. При совпадении сигнала с селектора б с оп- ределенным сигналом с блока 4 форми-. рования траектории срабатывает соответствующий элемент в блоке 7. 20

Таким образом, на выходе блока 7 элементов И постоянно действует один иэ сигналов, соответствующих следующим положениям животного относительно заданных зон траектории: животное находится на разрешенной зоне 23, животное находится в пределах левой допусковой полосы

24, животное вышло за левую допусковую .полосу 24, животное нахо- дится в пределах левой допусковой полосы 24, животное вышло за левую допусковую полосу 24, животное находится в пределах правой допусковой полосы 25, животное вышло за правую допусковую полосу 25. 35

Указанные сигналы являются управляющими для переключателя 2, который осуществляет подключение к определенному (в зависимости от положения животного относительно полос тра кторив 40 электроду 3. В мозг животного вживляют три электрода, один из которых вы-. зывает пробежку животного вперед, второй — поворот налево,. третий— поворот направо. Причем угол поворо- 4g та зависит от продолжительности и/или интенсивности сигналов.

Злектростимулятор 1 подключается через переключаетль 2 к электроду, вызывающему реакцию пробежки животного вперед при поступлении на его вход сигнала Животное находится на разрешенной зоне 23 . По сигналам Животное находится в пределах левой допусковой полосы 24 или Ы Животное вышло за левую допусковую полосу 24 подается сигнал на электрод поворота животного направо, а по сигналам Животное находится в пределах правой допусковой полосы

25 или Животное вышло за правую допусковую полосу 25 подается сиг нал на электрод поворота налево.

Величина угла поворота животного обеспечивается сигналами большей продолжительности или интенсивности.

Указанный принцип корректировки дви,жения животного может быть выполнен и с большим количеством допусковых полос, Формирование дополнительных допусковых полос необходимо для компенсации возможных отклонений действительного курса животного от заданного. Эти отклонения связаны со следующими особенностями управления: особенностями биологического объекта и особенностями формы заданной траектории.

Несмотря на то, что вид двигательных реакций животного, вызванных электрической стимуляцией зон мозга, является практически неизменным (при неизменных параметрах стимуляции), количественные характеристики этих реакций: патентный период, скорость пробежки и поворотов могут изменяться в процессе управления. Соответственно, при изменении этих величин меняется и угол поворота животного.

Кроме того, животное может пересе кать допусковые полосы под разными углами.

Например, пусть угол 27 поворота .(фиг. 4) при определейных и.неизменных параметрах, стимуляции соответствующей эоны мозга имеет определен-. ную величину. Рассмотрим два случая: угол. 28 уменьшился и угол 29 пересечения эоны увеличиМся до угла 30.

При изменении направления движения обусловленном формой заданной траектории (фиг. 6), изменяется угол 30 при неизменном угле 28, что обуслов.лено маневром животного или формой траектории (фиг. 7 и 8).

Для более быстрого возвращения животного во всех случаях на разрешенную зону 23 необходимо дополнительное воздействие, вызывающее более сильную реакцию, т.е. поворот на угол 31.

Количественные показатели характеризующие насколько быстро и точно г. животное выполняет команды, регистрирует блок 8 регистрации. В зависимос.ти от условий эксперимента блок 8 регистрации фиксирует количество выходов с разрешенной эоны 23 на правую и левую допусковые полосы 24 и 25, время нахождения животного на укаэанных полосах и т,п.

В устройстве предусмотрен переход с автоматического на ручное управление.

Таким образом, предлагаемое устрой. ство обеспечивает повышение точности и расширение функциональных возможностей.

1037896

Фий 2

true.3 фиг, б

@)A 8

Тираж 721 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная,4

С И а L Лу/ l Р7= Z гр l Х/ 71 г7 фиг 7

ВНИИПИ Заказ 606473

l У1 >I Ð7, l РР рие. 5