昆明动物所研发新的生物气味探测装置

　　在人类社会的多种场合中都有气味探测的需求，尤其现代社会中反恐、缉毒问题日益突出，而啮齿类动物在研发生物气味探测系统方面有独特的优势。中国科学院昆明动物研究所认知障碍病理实验室研究员马原野组的何静等开发设计了的一套新的生物气味探测装置，在该装置中5只受训合格的小鼠同时探测指定目标气味，正确率可达98%，报警反应迅速平均为6秒左右。相比已有报道的国内外生物气味探测方法，该系统自动化程度高，训练周期短，训练成功率高，动物只数适中，既保证了报警的可靠性又提高了实用性，有较好的应用前景。该探测系统采用一种新的嗅觉操作条件化范式：Relative GO NO-GO。和已有方法相比，其创新之处在于，它以气味探测应用为目的，训练动物被动感知随时可能呈现的目标气味（已有方法是动物主动触发气味释放）并作出报警反应；它能同时训练多只小鼠，提高了训练效率，同时小鼠之间互不影响，进一步确保了报警可信度；报警算法实时高效，不仅实时记录多只小鼠的反应数据，并以实时统计更新的个性化参数判断各个小鼠行为反应的准确性，合理地调整奖励水平，进而最大限度地激励每只小鼠的探测行为。对该系统进行模拟测试的结果表明小鼠的表现稳定可靠，对随机呈现的目标气味能够正确快速报警。

　　该研究建立的气味探测装置、学习范式和配套的报警算法具有进一步研究的价值和应用潜力。研究论文An odor detection system based on automatically trained mice by relative go no-go olfactory operant conditioning 近期在Scientific Reports上在线发表；同时相关工作成果获得两项已授权国家发明专利（201310161977.7，201310159093.8）和一项计算机软件著作权登记（2013SR080422）。