小动物主动跑轮系统：大鼠运动轨迹与生物节律研究工具

大鼠主动跑轮系统是由动物本身自发运动来推动跑轮转动。在这种构型中，笼内动物长期活动的信息，如跑轮转动方向、转数、累计总行程等，能够使用编码器进行长度计记录。此装置由转轮组件、笼体、以及转动方向速度传感器组成，该仪器是研究动物生活节律实验工具。也可选配投食器，进行运动奖赏实验等。

一、系统组成

转轮组件

大鼠转轮直径标准为340mm（内径），宽100mm，采用不锈钢或合金材质，表面光滑减少足部损伤。

支持多通道扩展（1–512通道），满足高通量实验需求。

笼体结构

配备独立饮水/食槽及可拆卸排泄托盘，提供封闭可控环境，支持温度、湿度及光照调节。

部分型号集成隔音箱除环境干扰。

传感器模块

高精度编码器（分辨率100–360P/R）实时记录转动方向（正/反转）、转数、累计总行程（米级精度）；

数据通过USB或U盘导出，5寸以上触摸屏实时显示运动参数。

二、核心功能

长期活动监测

连续记录昼夜节律、运动频率及强度，分析自发活动与病症模型（如神经退行病）的关联。

支持较长实验周期（≥180天），数据存储≥1000组，无失真丢失。

行为与生理研究

运动生理学：量化耐力、能量代谢及心肺适应性变化；

神经科学：评估抑郁/焦虑模型的行为异常（如活动量减少）及药干预效果；

认知研究：通过选配投食器进行运动奖赏实验，解析多巴胺系统与行为动机的关联。

三、扩展模块与实验设计

环境控制系统：程序化照明（12小时明暗循环）、恒温恒湿（22±2℃, 50%±10%）

呼吸熵监测：同步分析能量消耗与气体代谢，用于肥胖/糖尿病机制研究

视频监控：红外摄像头追踪动物行为轨迹，结合运动数据综合分析

四、伦理规范

自发运动设计显著降低应激反应，符合动物福利要求；

实验前需3–7天环境适应期，确保行为基线稳定。

该系统通过模块化扩展实现跨学科研究，为动物自发行为提供高保真记录平台。

原创作者：淮北鲲腾软件有限公司