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专利号: 2010101962778
申请人: 中国科学院深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种果蝇行为学研究系统,其特征在于,包括如下装置:

果蝇活动容器,为具有特异性蛋白的果蝇提供活动空间;

影像采集装置,采集果蝇行为影像;

刺激装置,对果蝇实施外界刺激;

中心装置,与所述影像采集装置和刺激装置相连,控制影像采集装置及刺激装置并记录果蝇行为影像以及分析果蝇行为;

所述中心装置为搭载有数据分析平台的计算机,所述数据分析平台包括调控刺激装置各项刺激参数的刺激参数控制模块、接收影像采集装置数据并传入中心装置的影像输入模块、检测果蝇影像建立果蝇模型并跟踪果蝇运动的检测跟踪模块、提取表现果蝇各行为的特征参数的特征提取模块、分析果蝇行为的行为甄别模块以及用户界面模块,所述刺激参数控制模块与刺激装置相连,所述影像输入模块连接影像采集装置,所述用户界面模块提供用户操作及观看果蝇影像的界面。

2.如权利要求1所述的果蝇行为学研究系统,其特征在于,所述果蝇活动容器为透明容器,包括顶盖、侧壁及底座,所述侧壁涂有特氟隆材料和反光材料并设有气孔,所述顶盖滑动地设于侧壁上缘,所述侧壁与底座卡接。

3.如权利要求1所述的果蝇行为学研究系统,其特征在于,所述影像采集装置设置于果蝇活动容器上方,为拍摄速度大于200帧/秒的摄像机。

4.如权利要求2所述的果蝇行为学研究系统,其特征在于,所述刺激装置包括光刺激装置和温度刺激装置,所述光刺激装置设于果蝇活动容器上方,所述温度刺激装置设于果蝇活动容器底座中。

5.如权利要求4所述的果蝇行为学研究系统,其特征在于,所述光刺激装置为激光发生器或LED光源。

6.如权利要求5所述的果蝇行为学研究系统,其特征在于,所述激光发生器包括波形发生器、激光器和激光发射端,所述波形发生器与中心装置连接,所述激光器连接波形发生器并通过光纤与激光发射端相连,所述激光发射端设于果蝇活动容器的上方。

7.如权利要求5所述的果蝇行为学研究系统,其特征在于,所述LED光源包括白光LED、蓝光LED以及黄光LED,所述白光LED、蓝光LED以及黄光LED交错地设于薄的银板上,所述银板对称地设于果蝇活动容器侧壁,且与设于底座中的单片机相连。

8.一种果蝇行为学研究方法,其特征在于,包括如下步骤:

对具有特异性蛋白的果蝇实施刺激;

采集果蝇活动影像;

根据果蝇活动影像分析果蝇的行为;

根据果蝇活动影像分析果蝇的行为包括如下步骤:

根据果蝇活动影像检测果蝇轮廓,建立果蝇模型及轨迹参数;

根据果蝇模型及其轨迹参数提取用于分析果蝇活动的特征参数;

读取果蝇行为的各特征参数的标准;

根据实际提取的果蝇的各特征参数及所述标准确定果蝇的行为;

统计果蝇各种行为发生的频率,分析行为与刺激的对应关系。

9.如权利要求8所述的果蝇行为学研究方法,其特征在于,对果蝇实施的刺激包括光刺激和温度刺激。

10.如权利要求8所述的果蝇行为学研究方法,其特征在于,所述果蝇模型为三个部分重叠的椭圆,分别表示果蝇的躯干和左右翅膀,其中躯干椭圆的中心点与左翅膀椭圆和右翅膀椭圆的长轴端点交于一点,对应所述果蝇模型具有八个轨迹参数,分别为躯干椭圆中心点坐标、躯干椭圆长轴长度、躯干椭圆短轴长度、躯干椭圆长轴与横坐标的夹角、左翅膀椭圆长轴的长度、右翅膀椭圆长轴的长度、左翅膀椭圆长轴与躯干椭圆长轴的夹角以及右翅膀椭圆长轴与躯干椭圆长轴的夹角。

11.如权利要求8所述的果蝇行为学研究方法,其特征在于,果蝇的行为包括求偶行为和攻击行为。

12.如权利要求11所述的果蝇行为学研究方法,其特征在于,所述求偶行为包括展翅、回旋、交尾或求偶性追逐。

13.如权利要求12所述的果蝇行为学研究方法,其特征在于,所述攻击行为包括前扑、撕斗、威胁或攻击性追逐。

14.如权利要求8所述的果蝇行为学研究方法,其特征在于,确定果蝇行为的方法包括阈值法预处理的步骤和监督学习分类的步骤,所述阈值法预处理具体为,将所获得的果蝇的特征参数与预设的阈值进行比较,初步判定果蝇行为的类型;

所述监督学习分类具体为,根据模式识别方法修正判定的结果,最终确定果蝇的行为类型。