小鼠移动眼动追踪系统

　　BehaviorAtlas'EyeTracking是一套用于自由移动小动物的眼动记录与分析系统，能够对小动物的瞳孔进行数据采集、数据分析、数据导出和可视化预览。该系统记录装置轻巧可拆卸，并且能够结合光遗传、双光子等多种神经技术手段。软件中内置数据处理与可视化模块，整个流程实现了自动化处理，仅需简单操作即可实现数据的分析，导出以及可视化。该系统能够为多种神经科学的研究提供眼动方面的精准结果。

　　特点

　　轻量级传感器：超微型的眼动追踪传感器，头戴式记录装置轻至1g*,能够方便地进行拆卸，几乎不影响小动物的自由移动行为

　　自动化瞳孔数据采集和分析：软件中集成了录制和分析功能，仅需简单的操作即可实现对数据的采集和分析

　　多设备联用：通过通用的TTL接口，实现输入输出的同步。系统可以兼容光遗传学、双光子、电生理、光纤成像等多模态神经记录和调控技术。

　　*头戴端仅保留必要的图像传感器及光学元件，其他的外围电路设计在了远端。

　　软件预览

　　功能

　　稳定、多功能的数据采集

　　可实现眼动及行为数据同步双摄像头采集；自动化的视频录制过程，仅需设置好参数后即可轻松实现视频的录制；录制的眼动视频清晰，无丢帧；可自由选择视频录制的分辨率，时间，框选录制视频的位置及大小；能够实现精准的事件同步，方便与其他神经活动记录或调控设备进行同步的事件打标。

　　精准可靠的眼动追踪效果

　　内置Al瞳孔检测算法，可在各种光照及对比下精准识别瞳孔；可提取多种眼动指标，例如瞳孔位置、瞳孔直径、瞳孔面积、眼跳速度等；可实现批量化处理，一次性导入多个样本数据，自动处理完后保存结果。

　　回丰富的眼动数据可视化

　　支持多种符合论文标准的可视化图表的生成，包括眼动轨迹图、瞳孔位置热图、事件相关瞳孔变化图、瞳孔对比统计图等，并能够以jpg或pdf格式进行输出；支持人为或根据打标信息选取时间窗，并对时间窗内的数据进行特定分析；支持以csv或txt格式对原始数据，分析数据，刺激事件时间戳等信息进行导出。

　　应用

　　用于自由移动小动物的超微型易兼容眼动追踪系统

　　An Easily Compatible Eye-tracking System for Freely-moving Small Animals Huang,K.,Yang,Q.,Han,Y.,et al.,2022.Neuroscience Bulletin.

　　眼动信息能够反映大脑的活动状态，因此，测量动物或人的眼动参数是认知神经科学的基本研究手段。团队自主设计并研发了目前全世界最轻便的超微型的眼动追踪设备。目前，该系统已经作为科研仪器列入《中科院国产自主科研仪器名录》,并服务于多个课题组。

　　图A-C.眼动追踪单元设计方案；D.用于眼动记录及实时瞳孔特征提取的软件；E-F.设备的物理参数

　　设计自适应融合算法，将传统的图像分割算法与基于机器学习的方法相结合。

　　Shank3突变犬的瞳孔对社交和非社交刺激的反应变化

　　Altered pupil responses to social and non-social stimuli in Shank3 mutant dogs Ren,W.,Huang,K.,Li,Y.,Yang,Q.,Wang,L.,Guo,K.,Wei,P.and Zhang,Y.Q.,2023.Molecular Psychiatry

　　深圳市一湾生命科技有限公司为该项研究定制开发了犬的头戴式瞳孔测量仪，并提供了软件及算法支持

　　用于骨钙素调控中枢神经系统机制的研究

　　Osteocalcin attenuates oligodendrocyte differentiation and myelination via GPR37 signaling in the mouse brain

　　Qian Z,Li H,Yang H,Yang Q,Lu Z,Wang L,Chen Y,Li X.,2021.Science Advances.

　　在OCN小鼠的光反射实验中，利用瞳孔对光反射测量神经传导速度和神经髓鞘病变

　　快速眼动睡眠参与本能恐惧的神经机制的研究

　　The subthalamiccorticotropin-releasing hormone neurons mediate adaptive REM-sleep responses to threat

　　Tseng YT,Zhao B,Chen S,Ye J,Liu J,Liang L,Ding H,Schaefke B,Yang Q,Wang L,Wang F.,2022.Neuron..

　　mSTN-CRH-LGP神经环路调控，快速眼动睡眠及清醒状态下对天敌刺激的响应