在心理学、神经科学与行为药理学研究中,斯金纳实验系统通过标准化环境与自动化控制,精确记录动物(如大鼠、小鼠)在特定刺激下的自主行为反应。现代斯金纳实验系统已从机械装置升级为集传感、控制、数据采集于一体的智能平台,其各组成部件协同工作,确保实验的客观性、可重复性与高通量。

1、实验箱体
箱体采用隔音、避光的高分子材料或金属制成,内部尺寸符合动物福利标准,有效隔绝外部声、光、气味干扰,营造稳定、可控的行为测试环境。内壁光滑,便于清洁消毒,防止动物攀爬或藏匿。
2、操作装置
压杆:大鼠实验中常用,内置高灵敏度微动开关或力传感器,可检测按压次数、力度与持续时间;
鼻触孔:适用于小鼠,孔内集成红外对射传感器,精准记录探鼻行为;
部分系统支持多位置响应装置,用于复杂任务(如延迟匹配、决策选择)。
3、强化物递送系统
液体奖励:通过微型电磁阀控制糖水或牛奶的精确滴注(0.01-0.1mL/次),管路采用惰性材料防残留;
食物丸分配器:可释放标准颗粒饲料(如45mg),具备防卡丸设计与余量监测;
强化物发放与行为响应严格同步,延迟<10ms,确保条件反射建立的有效性。
4、刺激呈现模块
集成LED灯(多色可编程)、扬声器(音频频率可调)及触觉振动器,用于提供辨别刺激(SD)或惩罚信号。灯光可安装于压杆上方或箱顶,声音经校准确保声压一致,避免动物位置偏差影响感知。
5、数据采集与控制系统
由嵌入式控制器或PC软件(如MedPC、ANY-maze)实时记录行为事件的时间戳、序列与参数,支持自定义实验程序(如FR、VR、FI、VI等强化程序)。数据自动存储为结构化格式,便于后续统计分析与可视化。
6、通风与清洁系统
箱底设排泄物收集托盘,部分型号系统配备自动清洁喷淋或负压通风,减少气味累积,保障动物健康与实验伦理合规。