Arduino实现鼠标单颗粒熟练触及自动化系统开发

资源摘要信息:"为Leventhal实验室设计的Arduino代码，自动化技术熟练的到达任务系统" 在神经科学和行为研究领域，模拟动物行为实验环境是研究动物行为及其神经基础的重要手段。Leventhal实验室致力于开发和应用各种技术手段以研究动物的行为模式，尤其是涉及到学习和记忆的复杂行为。该实验室所使用的Arduino代码，旨在自动化完成特定的“熟练到达”（skilled reaching）任务，对于研究小鼠的运动学习和执行功能至关重要。 ### Arduino代码应用 Arduino是一套开源电子原型平台，由简单的微控制器板以及一组可以用来编程的软件组成。它广泛应用于快速原型制作，并且适合各种类型的项目，尤其是那些需要与物理世界互动的项目。 该Arduino代码主要用于控制实验装置中的运动部件，例如推动杆。在“熟练到达”任务中，研究者通常会训练小鼠使用它的前肢去接触并抓取食物颗粒（例如糖丸），这是一项需要精确和协调动作的任务。通过Arduino控制的装置可以自动化这一过程，包括控制杆的移动和食物的释放。 ### 项目依赖与安装 该Arduino项目依赖Motor Shield v2库，这是一个扩展板，可以简化电机驱动和控制过程，使得Arduino板能够控制多个电机。项目要求开发者在本地计算机上克隆代码库，并通过Arduino IDE打开并上传到Arduino板中。这一过程需要正确的库安装和配置，以确保代码能够成功编译并运行。 ### 系统设计背景 该系统的设计受到Farr和Wishaw（2002）在神经科学研究中的相关工作启发，他们详细描述了老鼠行为研究所需的技术规格。此外，系统的硬件实现借鉴了Ellens等人的工作（2016），这些研究者们在自动化实验室装置的开发上做了进一步的探索。 ### 硬件接线与操作 项目提供了硬件接线图，这一步骤对于设置实验装置至关重要。正确的接线可以确保Arduino板能够准确地控制设备的动作，包括启动和停止运动，以及控制运动的序列和模式。 在实验中，通过遥控器控制执行器移动杆，小鼠因而能够触碰到杆并获得奖励（糖丸）。此过程可以反复进行，以记录和分析小鼠在这一任务中的表现，评估其学习和记忆能力。 ### 知识点总结 1. Arduino的简介及其在科研中的应用。 2. Motor Shield v2库的功能和重要性。 3. Farr和Wishaw（2002）以及Ellens等人（2016）研究背景的介绍。 4. 如何克隆代码库并上传到Arduino板。 5. 系统设计原理及行为室环境的自动化。 6. 硬件接线和操作步骤的详细描述。 7. 熟练到达任务的科学意义及其在动物学习和记忆研究中的作用。 通过以上知识点，可以对Leventhal实验室所使用的Arduino控制的“熟练到达”任务有一个全面的理解，这为该领域的研究者提供了宝贵的资源和工具，以进一步探索和研究动物行为及神经机制。