大鼠主動(dòng)跑輪系統(tǒng)是由動(dòng)物本身自發(fā)運(yùn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)跑輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種構(gòu)型中，籠內(nèi)動(dòng)物長(zhǎng)期活動(dòng)的信息，如跑輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向、轉(zhuǎn)數(shù)、累計(jì)總行程等，能夠使用編碼器進(jìn)行長(zhǎng)度計(jì)記錄。此裝置由轉(zhuǎn)輪組件、籠體、以及轉(zhuǎn)動(dòng)方向速度傳感器組成，該儀器是研究動(dòng)物生活節(jié)律實(shí)驗(yàn)工具。也可選配投食器，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)等。

一、系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理

核心組件

轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)：大鼠直徑標(biāo)準(zhǔn)為340mm（內(nèi)徑），寬度100mm，材質(zhì)多為不銹鋼或合金，表面光滑以減少足部損傷。

籠體設(shè)計(jì)：配備透明觀察窗、獨(dú)立飲水/食槽，支持溫濕度控制，模擬自然棲息環(huán)境。

傳感器模塊：

高精度編碼器（分辨率360P/R）實(shí)時(shí)記錄轉(zhuǎn)動(dòng)方向（正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)）、轉(zhuǎn)數(shù)及累計(jì)行程（單位：米）；

數(shù)據(jù)通過(guò)USB/U盤(pán)導(dǎo)出，支持5寸觸摸屏實(shí)時(shí)顯示。

工作流程

大鼠自發(fā)奔跑驅(qū)動(dòng)跑輪轉(zhuǎn)動(dòng) → 傳感器捕捉機(jī)械運(yùn)動(dòng) → 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至終端（如PC或觸摸屏）→ 生成運(yùn)動(dòng)軌跡及節(jié)律圖譜。

二、核心記錄參數(shù)

系統(tǒng)可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)以下指標(biāo)：

運(yùn)動(dòng)量：總?cè)?shù)、總里程（米）、瞬時(shí)/平均速度 量化活動(dòng)強(qiáng)度及晝夜節(jié)律波動(dòng)

方向性數(shù)據(jù)：正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)比例、運(yùn)動(dòng)方向切換頻率 分析探索行為及神經(jīng)狀態(tài)異常

時(shí)間維度：?jiǎn)未芜\(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、單位時(shí)間（分/時(shí)）活動(dòng)量 評(píng)估生物鐘穩(wěn)定性（如黑暗期活躍高峰）

三、應(yīng)用場(chǎng)景

神經(jīng)科學(xué)研究

探究運(yùn)動(dòng)對(duì)海馬體突觸可塑性的影響，評(píng)估阿爾茨海默病等神經(jīng)退行模型的行為變化；

結(jié)合投食器模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)獎(jiǎng)賞實(shí)驗(yàn)，解析行為強(qiáng)化機(jī)制。

代謝與病癥模型

量化肥胖/糖尿病模型中運(yùn)動(dòng)對(duì)能量消耗、胰島素敏感性的調(diào)控作用；

分析心血管適應(yīng)性及骨骼密度變化。

新藥研發(fā)

檢測(cè)神經(jīng)類(lèi)藥（如抗抑郁劑、興奮劑）對(duì)自發(fā)運(yùn)動(dòng)的抑制作用。

四、技術(shù)參數(shù)與優(yōu)勢(shì)

實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)：支持連續(xù)運(yùn)行≥180天，0-400小時(shí)

多通道擴(kuò)展：1–512通道同步監(jiān)測(cè)，提升實(shí)驗(yàn)效率

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：本地保存≥1000行數(shù)據(jù)，支持Excel導(dǎo)出及節(jié)律圖生成（24/48小時(shí)制）

動(dòng)物友好設(shè)計(jì)：非強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)減少應(yīng)激，封閉式籠體配備通風(fēng)清潔系統(tǒng)

五、實(shí)驗(yàn)規(guī)范建議

適應(yīng)期：實(shí)驗(yàn)前提供3–7天環(huán)境適應(yīng)，降低應(yīng)激干擾；

環(huán)境控制：恒定溫度22±2℃、濕度50%±10%，12小時(shí)明暗循環(huán)光照；

倫理要求：定期監(jiān)測(cè)體重及足部健康，禁用金屬網(wǎng)格跑輪。

該系統(tǒng)通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)（如選配呼吸代謝監(jiān)測(cè)、程序化照明）實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科研究，為動(dòng)物自發(fā)行為提供高保真記錄平臺(tái)。