小鼠主动跑轮系统概述

小动物主动跑轮系统是由动物本身自发运动来推动跑轮转动。在这种构型中，笼内动物长期活动的信息，如跑轮转动方向、转数、累计总行程等，能够使用编码器进行长度计记录。此装置由转轮组件、笼体、以及转动方向速度传感器组成，该仪器是研究动物生活节律实验工具。也可选配投食器，进行运动奖赏实验等。
一、系统组成

核心组件

转轮组件：小鼠自发推动的跑轮，通常由轻质材料制成，直径和宽度根据小鼠体型设计（如小鼠跑轮直径120mm）。

笼体：提供封闭且可控的生活环境，支持温湿度、光照等条件调节。

传感器：高精度编码器或磁阻装置，记录转动方向、速度及行程，分辨率可达360P/R。

扩展功能

投食器：用于运动奖赏实验，研究行为与奖励机制的关系。

数据采集与分析模块：通过USB导出数据，支持时间序列、运动轨迹等分析。

二、核心功能与优势

自主性记录

无需人工干预，小鼠自发运动驱动跑轮，模拟自然行为，减少实验干扰。

高精度数据采集

可记录正转、反转、总圈数、运动距离等参数，支持长期连续监测。

灵活实验设计

通过调整跑轮阻力、光照周期或联合药品干预，研究运动对大脑、代谢等系统的影响。

三、主要应用领域

神经科学研究

探究运动对突触可塑性、认知能力的影响，如阿尔茨海默病模型中昼夜节律紊乱的机制。

运动生理学

评估不同运动强度对骨骼密度、肌肉力量及心血管功能的效果。

代谢病研究

分析运动干预对肥胖、糖尿病模型的能量消耗和糖脂代谢调控。

药理学与遗传学

测试药品对行为节律的影响，或结合基因编辑技术研究特定基因的功能。

四、实验设计要点

动物选择

需考虑品种、年龄、性别等因素，如C57BL/6小鼠常用于神经退行病研究。

环境控制

标准化温度（22±2℃）、湿度（50-60%）和光照周期（如12小时明暗交替）。

数据验证

通过调整计数阈值减少误差，结合视频监控验证传感器数据的准确性。

五、与被动跑轮系统的区别

主动系统：依赖小鼠自发运动，适用于自然行为研究。

被动系统：通过电机驱动跑轮强制运动，用于模拟高强度训练或压力模型。