DE2013898C - Verfahren und Vorrichtung zur Bewe gungsmessung von Tieren mit Hilfe von induzierten Spannungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Bewegungsmessung unterbleiben. Die Qeräte eignen

eine Vorrichtung zur Bewegungsmessung von Tieren sich nur für bestimmte Tierarten (sogenannte

mit Hilfe induzierter Spannungen. Bodentiere wie Ratten, Mäuse), für Messungen an

Eine objektive, quantitative Messung von Bewe- fliegenden, schwimmenden Tieren sind sie ungegungen von verschiedenen Versuchstieren ist. für die 5 eignet. Bei der fotoelektrischen Methode wird nur Bearbeitung zahlreicher Fragestellungen der Biolo- die Anzahl der Bewegungen registriert, wozu eine gie, Verhaltensforschung und Medizin erforderlich. große Anzahl von Lichtschranken nötig ist. Lei Hell-Besonderes Interesse verdient die Bewegungsmessung Dunkel-Untersuchungen muß infrarotes Licht verbei Bestimmungen des Energieumsatzes von Tieren, wendet werden, was besonders in kleineren Käfigen wie sie in der Ernährungsphysiologie durchgeführt 10 eine nicht gewünschte Temperatureirhöhung zur werden, und die nicht nur wissenschaftliche, sondern Folge hat. Alle Geräte sind nicht blockierungssicher, vor allem auch ökonomische 3edeutung haben. In d.h. es können nur Bewegungen von einem Tier Respirationsversuchen wird dazu der Sauerstoffver- allein gemessen werden. Brauchbare Ergebnisse werbrauch der Tiere ermittelt, aus dem sich der Ener- den mit den Aktivitätsmeßgeräten ANIMEX (Fa. gieumsatz errechnen läßt. Während dieser Versuche i₅ Farad Elektronics, Hagersten, Schweden) erreicht, verhalten sich die Tiere jedoch nie vollkommen Viele Nachteile anderer Geräte entfallen hiermit. Die ruhig. Sie zeigen deshalb stets einen über ihren Apparatur benutzt die SensoreigenschaFt eines elekeigentlichen Ruheumsatz hinaus erhöhten Energie- trischen Schwingkreises: In dem elektrisch sensiven umsatz, den sogenannten Erhaltungsumsatz. Für Bereich von 6 Induktionsspulen befindet sich der exakte vergleichende Untersuchungen ist jedoch die ao Käfig. Die Spulen bilden mit einem Kondensator Kenntnis des Ruheumsatzes erforderlich. Eine quan- einen Resonanzkreis, der von einem Oszillatorkreis titative Bewegungsmessung während derartiger Un- erregt wird. Jede Veränderung der geometrischen tersuchungen ist erforderlich, um unter Auswertung Raumstruktur (Tierbewegung) in dem Spulenbereich der Ruhepausen der Versuchstiere ihren Ruheum- stört die Resonanz der Kreise. Die daraus entstesatz berechnen zu können. as hende elektrische Änderung wird als Impuls regi-

Vercchiedene Geräte, meist im Eigenbau, wurden striert und auf ein Zählwerk übertragen

zur Lösung dieser Frage entwickelt. Bei rein mecha- Mit diesen Geräten kann nicht nur die Mobilität

nisch wirkenden Geräten werden die Bewegungen eines oder mehrerer Versuchstiere gleichzeitig ermit-

des Tieres von Schwingkäfi^en, T^cimelplatten oder telt werden, sondern es läßt sich auch die Aktivität

Membrandosen aufgenommen und als Maß der Tier- 30 eines Einzeltieres (Kupferringmarkierung) in einer

bewegung in geeigneter Weise regisuiert. Die Regi- Tiergruppe (unmarkiert) feststellen. Durch zwei

strierung der Bewegungsvorgänge erfolgt entweder in Empfindlichkeitsbereiche lassen sich Lokomobilität

analoger Weise, indem die Bewegungen des Meß- und Feinmotorik des Versuchstieres; gleichzeitig

wertgebers auf mechanischem Wege auf eine rotie- registrieren.

rende Schreibwalze übertragen werden, oder die Be- 35 Die Reichweite der Sensoreige^schaft der Spulen

wegung des Meßwertgebers wird durch Mikroschal- ist gering. So lassen sich nur Aktivitäten von Boden-

ter, Lichtschranken usw. in elektrische Impulse um- tieren (Ratten, Mäuse) direkt feststellen). Ungeeignet

gesetzt und registriert. Auch auf fotoelektrischem sind die Geräte für Tiere, die sich auf Grund ihrer

Wege wird versucht, die Bewegung eines Tieres zu Bewegungsart aus dem sensiven Bereich entfernen

erfassen. Das sich bewegende Tier durchkreuzt da- 40 (fliegende Vögel). Die Bewegungen größerer Tiere

bei mehrere Lichtschranken; die so entstehenden müssen auf die Resonanz störende Metallplatten

elektrischen Impulse werden registriert. übertragen werden. Dabei können Artifakte durch

(Aktivitäts-Laufrad d. Fa. Ugo Basile, Mailand, Nachschwingen auftreten. Ebenso dürfte eine Tren-

Italien; Aktivitäts-Plattform, Taumelplatte d. Fa. nung von Harn und Kot nicht möglich sein, da die

Lehigh Valley Electronics Inc., Fogelsville, Pennsyl- 45 dazu notwendigen Separatoren einen räumlichen

vania, USA). Abstand von Tier und Animex bedingen.

Die auf diese Weise erzielten Ergebnisse sind Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die äußerst unzuverlässig und ungenau, die Geräte stö- Bewegungen von Tieren, insbesondere quantitativ rungsanfällig. Bei den mechanisch wirkenden Sy- und störungsfrei zu erfassen, wobei Tierart und Baustemen ist die Übertragung auf den Meßwertgeber 50 form des Käfigs keine Rolle spielen und andere Unnicht quantitativ. Die Relaisstellen unterliegen der tersuchungen am Tier gleichzeitig vorgenommen Gefahr der Verschmutzung durch den vom Tier ab- werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgesetzten Harn und Kot. Teilweise entstehen Arti- gemäß dadurch gelöst, indem durch die Bewegung fakte auf Grund der Methodik (Nachschwingen des eines am Versuchstier befestigten Permanentmagne-Schwingkäfigs) oder die Empfindlichkeit der Mes- SS ten in einer Induktionsspule Spannungsstöße indusung wird vom Gewicht des Tieres oder dessen ziert werden.

Standort im Käfig beeinflußt. Werden die Bewegun» Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

gen des Meßwertgebers als elektrische Impulse regi· insbesondere darin, daß jede Bewegung des Tieres

striert, so entfällt zwar die immer als störend emp* durch einen Spannungsstoß angezeigt wird, selbst die

fundene, direkte mechanische Verbindung zum Re- 60 Atembewegungen können dargestellt werden. Die

glstriergerät, die Bewegungen werden aber dann nur einzelnen Bewegungen werden nach Größe, Intensi-

als Ja-nein-Entscheidungen erfaßt. Auf Grund ihrer tat, Schnelligkeit und Richtung durch entsprechend

Konstruktion eignen sich solche Systeme nicht be- große Spannungsstöße angezeigt. Die Amplituden der

sonders für den Einbau in Spezialkäflge (z. B. in induzierten Spannungsstöße korrelieren, wie verglei-

einen Respirationskäfig, der abgesehen von öffnun- ⁶S chende Beobachtungen zeigten, recht gut mit der vom

gen für Frischluft und Abluft, vollkommen luftdicht Tier bei den einzelnen Bewegungsformen geleisteten

sebj muß). Bestimmte Untersuchungen (z. B. Tren- Arbeit. Die Messung der Tierbewegungen nach dem

nen tun Harn und Kot) müssen bei gleichzeitiger Prinzip der elektromagnetischen Induktion bringt

sehr zuverlässige Ergebnisse, die entschieden besser dem wahren Bewegungsablauf entsprechen. Da zwischen Tier und Spule keinerlei Kontakt besteht, ist die Messung verlustlos und weitere Untersuchungen können an dem sich im Käfig befindlichen Tier gleichzeitig durchgeführt werden. Die Messung ist nicht störanfällig (elektrische Artifakten können durch sich in der Nähe der Spule befindliche externe Magnetfelder, z. B. Elektromotore, entstehen, die sich jedoch entsprechend abschirmen lassen). Die Meßmethode läßt sich auf jede Tierart anwenden, selbst die Bewegungen eines fliegenden Vogels können erfaßt werden. Die Windungen der Spule um den Käfig müssen jedoch so gelegt sein, daß jede Tierbewegung innerhalb der Spule stattfindet. Auf Grund der Einfachheit des Meßwertgebers (Spule) und dessen leichter Montage von außen, kann jede Bauform von Käfig verwendet werden, sofern dieser nidi aus elektrisch leitendem Material besteht. Eine befriedigende Empfindlichkeit der Messung wird erreicht durch Anpas- so sung von magnetischer Feldstärke des Dauermagneten, des Spulendurchmessers, der Windungszahl und des Meßbereichumfangs des Spannungsmeßgerätes. Theoretisch kann die Empfindlichkeit der Messung durch entsprechend hohe Windungszahl so gesteigert «5 werden, daß das magnetische Feld der im Körper fließenden bioelektrischen Ströme zur Induktion ausgenutzt wird. Die Meßempfindlichkeit hängt nicht ab von der Größe und dem Gewicht des Versuchstieres. Ein weiterer Vorteil dieser Meßmethode liegt darin, daß die Bewegung eines (durch einen Magneten markierten) Finzeltieres in einer (nicht markierten) Tiergruppe untersucht werden kann.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur quantitativen Bewegungsmessung an Tieren mit Hilfe von induzierten Spannungen isi in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt näher beschrieben:

Um den Käfig I sind von außen zahlreiche Drahtwindungen zu einer Induktionsspule 2 gewickelt. In der Nackengegend des Versuchstieres 3 ist in Richtung der großen Körperachse ein kleiner permanenter Stabmagnet 4 befestigt. Das Tier 3 fühlt sich dadurch nicht belästigt und bewegt sich frei, ohne jeden Kontakt zur Spule 2, im Käfig 1. Bewegt sich das Tier 3, so werden in der Spule 2 nach den Gesetzen der elektromagnetischen Induktion Spannungsstöße induziert, die von einem geeigneten Gleichspannungsmeßgerät S gemessen und in analoger Weise registriert werden. Für eine bessere, quantitative Auswertung der Meßergebniiie werden die gemessenen Spannungswerte durch einen Impulsumsetzer 6 mit entsprechender Impulszahl auf ein Zählwerk 7 übertragen und in bestimmten Zeitintervalien ausgedruckt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bewegungsmessung von Tieren mit Hilfe von induzierten Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bewegungen eines mit einem Permanentmagneten versehenen Tieres in einer Induktionsspule Spannungsstöße erzeugt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Permanentmagneten versehene Tier sich willkürlich in einem Behälter bewegen kann, welcher von einer an Meßgeräte angeschlossenen Induktionsspule umgeben ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen