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相对于人脑而言,蜜蜂(Apis)大脑尺寸小,结构简单。由于其丰富的行为,以及惊人的学习和记忆能力,被用作研究动物学习和记忆神经基础的模式昆虫。 在研究昆虫学习与记忆过程中,常需要训练昆虫,训练昆虫方式分为奖励训练和惩罚训练两种。对于果蝇(Drosophila melanogaster),主要采用惩罚训练,而对于蜜蜂,多采用已标准化的奖励训练方法,原因是目前没有标准化的惩罚训练装置。本研究研制了电击惩罚训练蜜蜂装置,并对装置的性能进行了初步测试。主要工作包括: 1)设计和制造一种电击蜜蜂行为研究装置。该装置采用ATxmega64A3U作为主控制芯片,用红外传感器构成的阵列收集电击蜜蜂避让的位置信息,用驻极体话筒收集电击蜜蜂振翅时发出的声音信息,采集的数据通过USB接口传递给电脑,用于分析电击后蜜蜂行为。初步测试表明,强度为6V的电刺激适用于惩罚训练蜜蜂。 2)设计和制造一种电击惩罚训练蜜蜂装置。该装置基于Arduino Nano板扩展(ATmega328为核心处理器),通过开关切换训练和检测模式,使用蜜蜂振翅声音信号评估训练和检测结果。初步测试表明,经过3次训练后,有43.3%的蜜蜂能够学会并记住气味刺激。 相关装置设计合理,控制精确、系统功能基本达到设计要求,但还需要进一步优化装置。