虚拟现实系统PhenoSys VR

功能
行为神经学研究主要依赖于能够研究自由活动的清醒动物并同时记录其脑电信号，PhenoSys VirtualReality （VR）系统基于 一个气流悬浮球，固定的实验动物可以通过这个悬浮球在虚拟空间中运动，在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如味觉' 视觉、嗅觉、听觉、触觉所能接受的所有外界刺激，从而进行行为学方面的研究

适用实验动物
小型动物：包括啮齿类（如大小鼠）等动物;
大型动物：包括灵长类（如戴猴）等动物。

应用
1、可重构虚拟实验迷宫场景，如T迷宫' 丫迷宫、高架十字迷宫等，用于观察实验动物在虚拟现实中的复杂行为。
2、可模拟五感外周刺激的输入，包括视觉、听觉、嗅觉、味觉' 触觉，为实验动物提供一个可控的模拟真实环境的活动
3、虚拟环境高度的灵活可控性，可以给予实验动物奖励，惩罚，挫折感等机制，用于学习记忆过程的研究。
4、实验动物头部可固定，从而结合其他试验方法，如电生理，显微成像等技术手段进行行为学研究。外部接口可同步导出大脑刺激 产生的时间标识，位置以及速度等数据。

组成
TFT环绕监视系统
虚拟现实场景通过TFT环绕监视系统来实现。TFT环绕监视系统由6个19寸的显示器以270°的科学精角度（无盲点）围成八 角形，同时，显示器的高分辨率（1280（x3）x1024pixels），对比度（2000 :1）以及反馈时间（20ms），明亮度（300cd/m2） 这些都使得实验动物在虚拟世界中处于真实的环境。
TFT显示器设置了四个音响支架，可选择性的放置音箱提供声音效果以及听觉刺激可以在虚拟现实场景中设定规定时间中的标记对实验动物进行实验刺激环绕监视系统上方有足够的空间搭建其他设备，如显微镜等。

图1:TFT环绕监视系统                                                                                        图2: TFT环绕监视系统

a.TFT环绕显示屏组b.音箱支架c.伸缩装置
d.气流悬浮球e.悬浮球底座

图3：跑球头部固定系统
1.气流悬浮球
2.悬浮球底座
3.味觉刺激系统
4.可伸缩装置
5.触觉刺激系统
6.刹车系统
7.头部固定装置

跑球头部固定系统
悬浮球底座是稳重的铝制球架，球架底部备有压缩气体供气装置，通过供气是的悬浮球悬浮。根据使用对象提供两种规格
分别提供大小鼠。小鼠规格为：20*20*8cm重5.5Kg,大鼠的规格为：30.2*30.2*12cm重19.8Kg
悬浮球包括用于小鼠研究的直径为20cm的悬浮球和适用于大鼠研究的直径为30cm的悬浮球。
味觉刺激系统有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。
触觉刺激系统包含左右触觉刺激装置，当实验大/小鼠在虚拟迷宫中遇到虚拟屏障时，触觉刺激装置会吹出气体刺激大/小 鼠胡须，模拟真实环境中的碰触墙壁的效果，给予实验动物真实的触觉迷宫环境。
头部固定装置用于在悬浮球上运动的实验动物，固定器小巧，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。
除了悬浮球，还可提供一种SpeedBelt作为VR监测被试动物运动的线性跑步机。和悬浮球相比，线性跑步机培训被试动 物更加简单、清理和更换跑步带也更便捷，对使用用户更友好；此外跑步机更擅长计算直线速度和距离，对被试而言也是更固定的地面。

嗅觉刺激系统
嗅觉刺激系统由一个高灵敏度的8通道嗅觉测量 器组成。通过球架上的可伸缩装置对实验动物进行嗅觉刺激。

控制组件及软件系统
控制组件提供一个封闭电路。压力调节阀门，流量计来调控压缩气体供气装置。此外，可提供可 选的活动架子便于仪器操作。

软件
虚拟现实系统的软件功能强大，可以制作各类迷宫，如走廊，T-Maze, Y-Maze, Plus-Maze, Radial-Arm-Maze, Open-Field；还能将虚拟现实与奖励惩罚机制，挫折感，声音刺激，嗅觉刺激，胡须刺激相结合。软件自带虚拟墙壁，地板，天空等素材；可通过上传jpg、png图形文件作为地标，亦可设置和隐藏地标，可构建无止境的迷宫；可将虚拟迷宫与动物的真实运动分开。例如：虚拟迷宫移动1米而实验动物实际运动了2米。

PhenoSoft Control
控制每个硬件设备的触发，并且记录不同事件的时刻点。
PhenoSoft Schedule
能够准确设置迷宫中的事件发生, 亦能编写试验计划的流程图。

PhenoSoft VR
构建各种试验所需的场景迷宫