DD155033A1 - Apparatur zur bestimmung der lokomotorischen aktivitaet von lebewesen - Google Patents

Abstract

Apparatur zur Bestimmung der lokomotorischen Aktivitaet von Lebewesen, vorzugsweise von Saeugetieren, Voegeln, Fischen und Insekten. Mit Hilfe einer solchen Apparatur lassen sich lokomotionssenkende und -steigernde Pharmaka testen auf ihre Wirkungsweise. Die Anwendung ist in der Medizin, Veterinaermedizin, Pharmakologie und Biologie gegeben. Das Ziel der Erfindung besteht darin, mittels eines Geraetes in einer open-field-Arena das Erfassen der lokomotorischen Aktivitaet zu automatisieren. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, indem ein frei waehlbares Feld oder Raum von Waenden begrenzt wird. Die gegenueberliegenden Seitenwaende sind entweder mit Sendern oder Empfaengern versehen, die paarweise Lichtschranken bilden und durch eine Logikschaltung verknuepft werden.

Description

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Titel der Erfindung

Apparatur zur Bestimmung der lokomotorischen Aktivität von Lebewesen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Apparatur zur Bestimmung der lokomotorischen Aktivität von Lebewesen, vorzugsweise von Säugetieren, Vögeln, Fischen und Insekten·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Bewegungsaktivität von bodenaktiven Lebewesen wird nach den DD-WP 106 133 und 108 455 über federnd aufgehängte und/ oder dreh- oder kippbare Tierbehälter und mechanoelektrische Wandler erfaßt· Die Geräte sind in ihrer Punktion nicht rückwirkungsfrei auf die Tiere und nicht geeignet zur genauen Erfassung zurückgelegter Wegstrecken in einer großen open-field-Arena.

Bekannt ist nach DD-WP 140 799 die Ermittlung der Bewegungsaktivität durch Ultraschallreflexion am Versuchetier und Umwandlung in ein elektrisches Signal· Das Gerät ist ebenfalls nicht rückwirkungsfrei auf die Versuchsobjekte und erfordert einen hohen apparativen Aufwand· Uach der DE-AS 1 598 465 werden die durch ein .Versuchsobjekt ausgelösten Bewegungen einer Arbeitsplatte über einen Erschütterungsaufnehmer und ,Meßwertwandler registriert» Der Nachteil dieses Gerätes ist es, daß nur die Bewegungen bodenaktiver Tiere erfaßt werden; auch werden Be-

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wegungen am Platz mitgerneasen, und es ist nicht möglich, eine zurückgelegte Wegstrecke zu erfassen· Bei der DE-OS 2.728„894 wird mittels einer optiachen Linse ein Bild des Versuchsobjektes auf eine aua mehreren Fotowiderständen bestehende lichtempfindliche Meßplatte projiziert,, Über eine Schaltung der Fotowiderstände zu einer Wheastone'sehen Meßbrücke werden die Bewegnungen registriert. Die Anlage erfordert einen zu hohen Aufwand, wenn z_e B· kleine Laufbewegungen in einer großen Arena gemessen werden sollen«, Außerdem fehlt hier die Grenzfallbetrachtung bei gleichzeitiger Auslöaung mehrerer oder wiederholter Auslöaung ein und desselben Detektors» Die Vorrichtung nach der DE-OS 2*247*032 und der US-PS 3·843·924 verwendet mehrere Kapazitätaelektroden zur Bewegungserfassung entlang einer .Koordinatenachse· Der Nachteil dieser Geräte besteht darin, daß Spezialkäfige gebraucht werden, daß die Arenagröße eingeschränkt ist und daß ein Schutz gegen das Aufrichten angebracht sein muß· Körperteilbewegungen werden dabei mitregietriert«

Hach der DE-PS 1«350*848 werden die durch Bewegungen hervorge-' rufenen Impedanzänderungen eines magnetischen Feldes gemessen«, Dabei müssen die Versuchsobjekte Permanentmagnete tragen« Die Befestigung und das Tragen der Magnete beeinflussen die Spontanlokomotion erheblich«

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Gerät zu entwickeln, welches das Erfassen der Iokomotorisehen Aktivität von Versuchstieren in einer open-field-Arena automatisiert·

Darlegung des Wesens der Erfindung

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.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät au entwik-

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kein, das automatisch alle ortaverändernden Bewegungen von Versuchspersonen oder Versuchstieren registriert und dabei Bewegungen am Platz oder Bewegungen von einzelnen Körperteilen von der Registrierung ausschließt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die gegenüberliegenden Wäride eines Versuchsfeldes oder Tierkäfigs entweder Sender oder Empfänger tragen, die vorzugsweise im IR-Bereich arbeiten und so ein unsichtbares Lichtschrankenraster bilden, die das Versuchsfeld in Unterfelder aufteilen, Form und Größe des open-field sind dabei frei wählbar, eine -Erweiterung auf Bestimmung der Erfassung von Plug- und Schwimmbewegungen möglich ist. Durch eine elektronische Logikschaltung wird gewährleistet, daß nur ortsverändernde Bewegungen registriert werden und daß Bewegungen am Platz oder Bewegungen von Körperteilen von der Registrierung ausgeschlossen eind· Durch die Verv/endung eines Mikroprozessors zur Verknüpfung und Steuerung der Lichtschranken ist eine Erweiterung der Möglichkeiten der Auswertung (Aufnahme von Ort- und Zeitprofilen) möglich.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend am folgenden Ausführungsbeispiel erläutert werden:

Zur Bestimmung der lokomotorischen Aktivität von Ratten wird ein quadratisches Versuchsfeld (1 m χ 1 m) verwendet, das durch Seitenwände begrenzt wird«

Die gegenüberliegenden Seitenwände tragen 5IR- Sender (Luminiszenzdioden oder Laserdioden) bzw. 5 IR-Empfänger, die paarweise Lichtschranken bilden und das Versuchsfeld in β χ 6 Unterfelder aufteilen. Jede Lichtschranke ist mit einem Eingang einer Logikeinheit verbunden. Das Versuchstier, das an einer beliebigen Stelle in das Versuchsfeld eingesetzt werden kann, betätigt zunächst eine Lichtschranke· Das dabei entstehende Signal wird in der Logik verarbeitet, die ihrerseits alle ihre Eingänge aktiviert bis auf denjenigen, der mit der betätigten Lichtschranke

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verbunden ist» Dieser wurde durch das Lichtachraxikenaignal gesperrt und kann durch erneutes Betätigen derselben Lichtachranke nicht wieder aktiviert werden..

Richtet sich daa Versuchstier am Platz auf und unterbricht durch Putzbewegung o« ä. dieselbe Lichtachranke mehrmals, so führt daa zu keiner Änderung der Empfangsbereitschaft der Logik und damit zu keiner erneuten'Registrierung einer Bewegung, Die Auswerteeinheit zählt "1 Bewegung"_β ·

Bei' einer Bewegung des Versuchstieres (Figur 1, Pall I) von 1 nach 2, 3 oder 4 wird eine weitere Lichtachranke betätigt« Das entstehende Signal 'aktiviert wieder alle· Eingänge der Logik (auch den vorher gesperrten) bis auf denjenigen, der zu der zuletzt betätigten Lichtschranke gehört·

Nach diesem Verfahren iat es möglich, das gradlinige Überschreiten der Unterfelder mit Hilfe der Lichtschranke zu erfassen« Ein Spezialfall tritt auf, wenn sich das Versuchstier über einen Kreuzungspunkt zweier Lichtschranken bewegt (Pigur 2, Pail II)« Hierbei werden in schneller Folge zwei Lichtschranken auagelöat und dadurch wurden "2Bewegungen" gezählt werden, obwohl sich das Versuchstier nur von einem Unterfeld in das nächste bewegt hat* Durch eine spezielle Verarbeitungsstufe in der Logik wird erreicht, daß nur daa Signal der zuerst ausgelösten Lichtschranke gezählt wird β Die Zeitdauer, in der die Logik nur ein Lichtschrankensignal verarbeitet, läßt sich zwischen 10" s und 10"' s frei wählen_e Ein Lichtschrankenimpuls, der nach dieser Zeitdauer entsteht, wird wieder gezählt. Die Wahl dieses Zeitintervalls erlaubt .damit die Entscheidung, ob bei schrägen Durchlaufen der Unterfelder (Figur'3, Fall III), zwei oder nur eine Bewegung gezählt werden soll»

Sämtliche lokomotorischen Bewegungen des Versuchstieres lassen sich in die betrachteten Teilbewegungen zerlegen und so mit dieser Kombination von Lichtschranken und Logik erfassen«

Die Logikeinheiten 1A und 1B werden -aus digitalen integrierten Schaltkreisen aufgebaut. Jede Logik hat 5 Eingänge, die über

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jeweils ein Gatter untereinander verbunden aind· Jeder Eingang besteht aus einem R/S-Flip/Elop mit anachließendem Differentiationsglied und einem Monoflop. Der ao geformte und definierte Auagangsirapuls wird auf alle Gatter zur Rücksetzung der R/S^ Flip-Flop geführt, außer auf das eigene· Gleichzeitig gelangt der Impuls über ein weiteres Gatter und Monoflop zum Zähler. Über den Timer werden zu Beginn einer Messung sämtliche Eingänge zurückgesetzt»

Claims (1)

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   Erf indungsanapruch

   Apparatur zur Bestimmung der lokomotorischen Aktivität von Lebewesen, vorzugsweise von Säugetieren, Vögeln, Fischen und Insekten, gekennzeichnet dadurch,' daß ein frei wählbares PeId oder Raum von Wänden begrenzt wird, dessen gegenüberliegende Seitenwände entweder mit Sendern oder Empfängern versehen sind, die paarweise Lichtschranken bilden und durch eine Logikschaltung, die eine Registrierung von ausschließlich translatorischen Bewegungen erlaubt, verknüpft sind«'

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