味觉，视觉，嗅觉，听觉，触觉是动物所能接受的所有外部刺激，大脑就是依靠这五种感官的输入来认知、学习与记忆整个外部世界的。虚拟现实是人为创造出的一个接近真实世界的虚拟环境，可控的模拟真实世界中产生的各种感官刺激可使身处次环境的动物与虚拟环境进行互动，从而进行行为学方面的研究。

VR-ACTIVE动物虚拟行为学实验系统是一种新型的的虚拟现实的系统，用于大小鼠的行为学实验的研究。它基于一个轻质滚筒跑步机，固定的实验动物可以通过这个轻质滚筒在虚拟空间中运动。VR-ACTIVE动物虚拟行为学实验系统提供了一个完全可控的试验环境，可用于导航，认知，学习和记忆的研究。

 一、原理介绍

     VR-ACTIVE动物虚拟行为学实验系统是一种新型虚拟现实实验系统。它基于一个轻质滚筒跑步机，固定的实验动物可以通过这个滚筒跑步机在虚拟空间里运动。虚拟现实提供了一个完全可控的实验环境，可以用于研究导航，认知，学习和记忆。

     VR-ACTIVE可以和电生理、光遗传、成像系统结合使用，在虚拟现实中观察动物简单或复杂的行为。

     电生理，成像等技术已经被广泛应用于研究脑功能的实验中，但是由于技术要求的局限性，在体的研究中主要是通过麻醉的动物上实现的，而如何对自由活动的动物进行研究成为目前的科研难点。VR-ACTIVE动物虚拟行为学实验系统采用头颅固定的方式，因此可结合电生理，光遗传或成像技术，对动物在虚拟现实的环境中进行简单或复杂的行为学实验。

二、产品组成

1.硬件：
·环绕监视系统：

由环绕镜像投影组成，实现动物视角内无缝隙全显示，使得实验动物在虚拟世界中处于真实的视线环境。环绕镜像投影上方有足够的空间搭建其他设备，如显微镜等。

·轻质滚筒系统:
轻质滚筒系统包括一个铝制滚筒架和轻质微阻力滚筒，动物在滚筒上活动时可获得如现实运动时的相似惯性。  

•味觉刺激系统:
味觉刺激系统由一套液体舔舐传感装置和一个蠕动泵组成,通过球架上的可伸缩装置进行控制,从而可对实验动物进行味觉刺激或者奖励机制的设定。

•头部固定装置:
头部固定装置用于固定在滚筒上运动的实验动物，方便实验动物在虚拟现实场景中进行运动。固定器的支架可方便灵活的调节角度和位置。固定器的孔可定制。

•可选系统:

VR-ACTIVE除基础配置配备一个可伸缩操作装置，一个舔舐传感器和一个用来输送液体作为奖励机制的蠕动泵外，也可根据实验需求选配电刺激，嗅觉刺激，声音刺激等。

2.软件

基础软件包包括：

·通过图形界面来控制硬件组件

·构建自定义的迷宫（大小、地标、颜色和纹理）

·用流程图或状态图来显示实验进度

三、产品应用

·用于观察实验动物在虚拟现实中的复杂行为

·条件反射可操作性

·学习和记忆过程

·虚拟实境与电生理膜片钳记录

头颅固定与虚拟实境相搭配：能在自由活动的动物大脑中稳定地采集到电信号！

特点说明：

膜片钳记录需要超高稳定性的系统支持，活体膜片钳记录目前为止都是在麻醉动物身上进行，动物麻醉后无法模拟真实环境下对外界刺激的反应。因此好的实验系统是在活动动物身上做记录。既要能让动物自由活动完成任务，又要维持稳定性记录大脑电生理信号，可通过虚拟实境系统能完成这项任务。虚拟实境系统采用头颅固定方式，搭配视觉、嗅觉、听觉、味觉、与触觉等所有与真实环境相似的外界刺激，让动物自由运动。同时搭配无限可能的场景设计，在狭小的实验室空间内模拟了各种可能的场景。

·虚拟实境与双光子、共聚焦荧光显微镜记录
头颅固定与虚拟实境相搭配：能在自由活动的动物大脑中，稳定地采集到细胞影像！

特点说明：

与活体膜片钳记录相同，活体双光子记录目前为止都是在麻醉动物身上进行，动物麻醉后无法模拟真实环境下对外界刺激的反应。因此*好的实验系统是在活动动物身上做记录。既要能让动物自由活动完成任务，又要维持稳定性记录大脑皮层的细胞形态，可通过虚拟实境系统能完成这项任务。虚拟实境系统采用头颅固定方式，搭配视觉、嗅觉、听觉、味觉、与触觉等所有与真实环境相似的外界刺激，让动物自由运动。同时搭配无限可能的场景设计，在狭小的实验室空间内模拟了各种可能的场景。