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a demo of Unity-based Virtual Reality software for studying on spatial memory behavior of mice

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Achuan-2/unity_mouse_vr

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文档:https://www.yuque.com/achuan-2/cv09t6

实验设计方案

为了基于虚拟现实进行小鼠空间记忆行为范式的研究,虚拟现实场景主体设计为直线轨道,轨道某段设置为Reward区域,使用特殊条纹标记;空间记忆的任务训练设计为,当小鼠舔水嘴时,可以控制是否触发水嘴出水,当小鼠位于Reward区域舔水嘴时,触发水嘴出水进行奖赏,反之,当小鼠在非Reward区域舔水嘴时,会进行惩罚,水嘴不出水,并且会将虚拟场景移动到原点并锁住一段时间。此外,需要场景进行变化,而Reward区域保留,Reward区域可以移动位置。为了检测小鼠的空间记忆训练成果,设计是使用撤除奖赏和惩罚反馈,测定小鼠在奖励区域的停留情况。

软件功能和场景展示

本软件的整体功能设计如下:

game_design.drawio

打开软件,首先会进入 GUI 界面,能够以下拉框的形式选择不同的场景,点击按钮即可进入场景,点击退出按钮则中断游戏。

image

进入场景后,支持设置默认的场景原点,当小鼠滚动时,场景将前进。支持配置 Reward 区域的范围,当小鼠发生舔舐水嘴行为时,支持配置 n 次舔舐行为记为一次有效舔舐,Reward 区域和非 Reward 区域的舔舐行为计数相互独立,一旦小鼠跑到另一个区域舔舐,该区域的计数就会清空。对有效舔舐本将进行反馈,若在 Reward 区域产生有效舔舐,则会进行奖赏,奖赏形式为触发水嘴出水,反之,则进行惩罚,惩罚形式为回到原点并锁住 x 秒。每发生一次有效舔舐行为,软件会记录舔舐的信息到文件中,默认存放到软件所在路径下的“log/licking_log.csv”文件中,舔舐的信息包括舔舐时间、舔舐时的场景名、舔舐时的场景位置、是否在 Reward 区域舔舐。由于场景主体是直线轨道,考虑到小鼠可能会出界,支持设置场景出界范围,一旦小鼠出界,就会回到设置的场景原点。

目前已经设计了三个场景。Scene1 和 Scene2 是训练场景,除了 Reward 区域不同以外,其他场景内容会进行变化,Scene0 是测试场景,除去了对有效舔舐行为的反馈,旨在测试去除奖赏后,小鼠在 Reward 区域的停留。

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软件添加了键盘控制功能:按 ↑/↓ 能够前进/后退场景;按 R 键回到原点;按 J 键模拟小鼠舔舐行为;按下 Esc 键退出当前场景,打开 GUI 菜单。

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