JP2003199457A - 小動物の運動状態観測装置 - Google Patents
小動物の運動状態観測装置Info
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- JP2003199457A JP2003199457A JP2002004152A JP2002004152A JP2003199457A JP 2003199457 A JP2003199457 A JP 2003199457A JP 2002004152 A JP2002004152 A JP 2002004152A JP 2002004152 A JP2002004152 A JP 2002004152A JP 2003199457 A JP2003199457 A JP 2003199457A
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小動物の運動状態観測に関し、小動物にスト
レスを付随させずに各種の運動を正確にかつ再現性良く
測定できる運動状態観測装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 小動物の運動用ケースを乗せる為の架台
と，小動物が運動する際に発生する振動を縦，横，高さ
のそれぞれの方向軸の振幅変動に変換する事が可能で振
動減衰特性のある防振支持器と，振動の検出器とから構
成される防振支持器の支持強度を変更する事により小動
物の体重が軽い場合でも振動信号受信感度を向上する事
が可能な，小動物の運動状態観測装置。
レスを付随させずに各種の運動を正確にかつ再現性良く
測定できる運動状態観測装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 小動物の運動用ケースを乗せる為の架台
と，小動物が運動する際に発生する振動を縦，横，高さ
のそれぞれの方向軸の振幅変動に変換する事が可能で振
動減衰特性のある防振支持器と，振動の検出器とから構
成される防振支持器の支持強度を変更する事により小動
物の体重が軽い場合でも振動信号受信感度を向上する事
が可能な，小動物の運動状態観測装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，人の各種掻痒性疾患の
研究，および掻痒性疾患の治療用の新規医薬品開発のた
め，解析用動物実験装置に関するものである。応用分野
としては，抗痙攣剤の開発(痙攣閾値測定装置)，パーキ
ンソン病治療薬の開発(震戦強度測定装置)，抗不安薬の
開発（マウス首振運動測定装置） ，アトピー性皮膚炎
治療剤の開発(マウス，ヒッカッキ行動測定装置)，中枢
作用薬の副作用検出装置（小動物の無動時間測定装
置），糖尿病性合併症治療薬の開発（小動物の歩行状態
測定装置）等に適用が可能である。
研究，および掻痒性疾患の治療用の新規医薬品開発のた
め，解析用動物実験装置に関するものである。応用分野
としては，抗痙攣剤の開発(痙攣閾値測定装置)，パーキ
ンソン病治療薬の開発(震戦強度測定装置)，抗不安薬の
開発（マウス首振運動測定装置） ，アトピー性皮膚炎
治療剤の開発(マウス，ヒッカッキ行動測定装置)，中枢
作用薬の副作用検出装置（小動物の無動時間測定装
置），糖尿病性合併症治療薬の開発（小動物の歩行状態
測定装置）等に適用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】薬理学試験法では，投薬効果について小
動物の反応行動を研究者が目視観察する方法が主流であ
り，現状では，客観性を持つ試験装置が少ないため，高
精度自動測定装置の開発が望まれている。このような状
況に鑑み，本発明の従来技術に関する装置として，金属
通過センサ等により小動物の反応行動に起因する振動検
出を行い，振動強度から運動状態を解析するものが開発
されている。
動物の反応行動を研究者が目視観察する方法が主流であ
り，現状では，客観性を持つ試験装置が少ないため，高
精度自動測定装置の開発が望まれている。このような状
況に鑑み，本発明の従来技術に関する装置として，金属
通過センサ等により小動物の反応行動に起因する振動検
出を行い，振動強度から運動状態を解析するものが開発
されている。
【０００３】小動物におけるスクラッチ（引っ掻き）行
動は，ヒトの痒みモデルの一つとして位置づけられてお
り，各種掻痒性疾患の研究や新規医薬品開発のための動
物モデルとして有用である。この種の動物実験装置の例
としては，ヨーロッパのＴＮＯ製，あるいはニューロサ
イエンス製の動物実験装置がある。
動は，ヒトの痒みモデルの一つとして位置づけられてお
り，各種掻痒性疾患の研究や新規医薬品開発のための動
物モデルとして有用である。この種の動物実験装置の例
としては，ヨーロッパのＴＮＯ製，あるいはニューロサ
イエンス製の動物実験装置がある。
【０００４】これらは，実験用の小動物，例えばマウス
の後足に，固定され，あるいは埋め込まれた小型磁石か
ら発生する磁力線を検出し，マウスの運動の状況を，磁
力線の変化で見るという方式を用いている。
の後足に，固定され，あるいは埋め込まれた小型磁石か
ら発生する磁力線を検出し，マウスの運動の状況を，磁
力線の変化で見るという方式を用いている。
【０００５】しかし，小型磁石をマウスの足の甲に埋め
込んであるため，その痛みによるストレスのため，本来
の引っ掻き行動ができず，異常運動を行ってしまう。
込んであるため，その痛みによるストレスのため，本来
の引っ掻き行動ができず，異常運動を行ってしまう。
【０００６】さらに，痛みによるマウス体力の消耗によ
り，測定可能時間は１〜１．５時間と短い。
り，測定可能時間は１〜１．５時間と短い。
【０００７】また，別な方法として，動物のスクラッチ
行動をビデオ撮影し，ビデオを再生しながら人間の観察
者が目視によりスクラッチ回数のカウントをする方法が
繁用されている。
行動をビデオ撮影し，ビデオを再生しながら人間の観察
者が目視によりスクラッチ回数のカウントをする方法が
繁用されている。
【０００８】しかし，この方法では，観察者がビデオを
撮影に要した時間と同様の時間，ビデオを再生しなけれ
ばならず，解析時間を要する。
撮影に要した時間と同様の時間，ビデオを再生しなけれ
ばならず，解析時間を要する。
【０００９】さらに，ヒトの目による観察では一度に多
くても４匹の小動物を判別するのが限界であり，動物試
験で必要な統計的な例数を揃えるためには，くり返し実
験を行わなければならない。
くても４匹の小動物を判別するのが限界であり，動物試
験で必要な統計的な例数を揃えるためには，くり返し実
験を行わなければならない。
【００１０】さらに，小動物の行動は，数秒以下の短時
間に行われることが多く，ヒトの目による観察では見落
としによる実験誤差が多く発生する。また，スクラッチ
の回数を数える場合，観察者によってスクラッチとして
採用する運動の基準がまばらであり，観察者間のデータ
の再現性が著しく小さいという種々の欠点を有してい
る。
間に行われることが多く，ヒトの目による観察では見落
としによる実験誤差が多く発生する。また，スクラッチ
の回数を数える場合，観察者によってスクラッチとして
採用する運動の基準がまばらであり，観察者間のデータ
の再現性が著しく小さいという種々の欠点を有してい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の従来技術
の有する課題を解決するためになされたものであり，本
発明の，小動物の運動状態観測装置の特徴は，小動物の
運動用ケースを乗せる為の架台と，小動物が運動する際
に発生する振動を縦，横，高さのそれぞれの方向軸の振
幅変動に変換する事が可能で振動減衰特性のある防振支
持器と，振動の検出器とから構成され，検出器が，前記
架台の上に設置された小動物の運動用ケース，あるいは
架台に固定されていることにある。
の有する課題を解決するためになされたものであり，本
発明の，小動物の運動状態観測装置の特徴は，小動物の
運動用ケースを乗せる為の架台と，小動物が運動する際
に発生する振動を縦，横，高さのそれぞれの方向軸の振
幅変動に変換する事が可能で振動減衰特性のある防振支
持器と，振動の検出器とから構成され，検出器が，前記
架台の上に設置された小動物の運動用ケース，あるいは
架台に固定されていることにある。
【００１２】さらに，前記防振支持器が，有機高分子材
料，金属，木材，繊維，あるいはそれらのうち２以上の
材料からなる振動減衰用材料であることにある。
料，金属，木材，繊維，あるいはそれらのうち２以上の
材料からなる振動減衰用材料であることにある。
【００１３】さらに，前記有機高分子材料が，シリコン
ゲル，天然ゴム，シリコンゴム，あるいはその複合材料
からなることにある。
ゲル，天然ゴム，シリコンゴム，あるいはその複合材料
からなることにある。
【００１４】
【発明の実施形態】以下，本発明の実施形態について，
図面に従って説明する。
図面に従って説明する。
【００１５】（実施形態１）図１は，本発明の，小動物
の運動状態観測装置の概略図である。
の運動状態観測装置の概略図である。
【００１６】予め，小動物の例としてマウスをケースで
飼育しておき，ケース内の環境に順応させておく。
飼育しておき，ケース内の環境に順応させておく。
【００１７】スクラッチ運動を観測する際，ケースを，
架台１の上に固定する。
架台１の上に固定する。
【００１８】マウスが引っ掻き行動等の運動を開始する
と，その運動による振動はＸ−Ｙ−Ｚの３軸ともに信号
が出るが，マウスのような小動物の行動に基づく基本振
動数は，実測値により１０〜１６Ｈｚであることが知ら
れている。
と，その運動による振動はＸ−Ｙ−Ｚの３軸ともに信号
が出るが，マウスのような小動物の行動に基づく基本振
動数は，実測値により１０〜１６Ｈｚであることが知ら
れている。
【００１９】また，減衰振動を考慮すると，架台の固有
振動数は，１／√２以下に押さえる必要があるが，鋼製
のバネ等では実現することが困難であるため，本発明で
は，シリコンゲルを防振支持器として使用する。
振動数は，１／√２以下に押さえる必要があるが，鋼製
のバネ等では実現することが困難であるため，本発明で
は，シリコンゲルを防振支持器として使用する。
【００２０】そして，防振支持器によって，マウスの引
っ掻き，走行，懸垂，歩行，回転などの運動が振幅変動
に変換され，その変動の変位を検出する検出器により，
変位信号が検出される。検出器として，加速度センサー
を用いる。
っ掻き，走行，懸垂，歩行，回転などの運動が振幅変動
に変換され，その変動の変位を検出する検出器により，
変位信号が検出される。検出器として，加速度センサー
を用いる。
【００２１】（その他の実施形態）以下，本発明のその
他の実施形態について説明する。
他の実施形態について説明する。
【００２２】前期実施形態では，防振支持器としてシリ
コンゲルを用いたがこれに限定されるものではない。要
は，観測周波数よりも小動物を載せた架台の共振周波数
が低く設定できるものを防振支持器の材質として使用す
ることができる。
コンゲルを用いたがこれに限定されるものではない。要
は，観測周波数よりも小動物を載せた架台の共振周波数
が低く設定できるものを防振支持器の材質として使用す
ることができる。
【００２３】さらに，前記実施形態では，検出器として
加速度センサーを用いたが，センサーの形式はこれに限
定されるものではなく，歪計などが利用できる。要は，
架台あるいは小動物の運動用ケースを介して伝搬してく
る変位を検出できるものであれば良いのである。
加速度センサーを用いたが，センサーの形式はこれに限
定されるものではなく，歪計などが利用できる。要は，
架台あるいは小動物の運動用ケースを介して伝搬してく
る変位を検出できるものであれば良いのである。
【００２４】さらに，前記実施形態では，検出器とし
て，Ｘ−Ｙ−Ｚの３軸ともに信号が出る変位センサーを
用いたが，小動物の運動の特徴によって，観測する軸の
数を変化させることができる。すなわち，Ｘ−Ｙ方向に
特異な運動を示す小動物の場合は，Ｘ−Ｙ軸専用センサ
ーを，ジャンプなど縦方向に特異な行動が多い小動物に
はＺ軸専用センサーを適宜，使い分けて設置することが
出きる。
て，Ｘ−Ｙ−Ｚの３軸ともに信号が出る変位センサーを
用いたが，小動物の運動の特徴によって，観測する軸の
数を変化させることができる。すなわち，Ｘ−Ｙ方向に
特異な運動を示す小動物の場合は，Ｘ−Ｙ軸専用センサ
ーを，ジャンプなど縦方向に特異な行動が多い小動物に
はＺ軸専用センサーを適宜，使い分けて設置することが
出きる。
【００２５】さらに，ケースと架台との接触面積，防振
支持器の設置個数は，試験動物の体重に応じて適宜，変
更させることができる。
支持器の設置個数は，試験動物の体重に応じて適宜，変
更させることができる。
【００２６】さらに，試験用の小動物はマウスに限定さ
れるものではなく，ラット，昆虫，は虫類，小魚など，
ケースに収容可能な小動物全てに適用可能である。
れるものではなく，ラット，昆虫，は虫類，小魚など，
ケースに収容可能な小動物全てに適用可能である。
【００２７】
【実施例１】以下，本発明の実施例について説明する。
図２に本発明の測定装置と実験に用いたシステムの全体
図を示す。実施例では防振支持器としてαゲル（Ｒ）を
使用した。Ａはマウス飼育ケース、Ｂはマウス、Ｃは本
発明の測定装置、Ｄは信号増幅装置、Ｅは信号を記録し
波形解析する為のパーソナルコンピューター。
図２に本発明の測定装置と実験に用いたシステムの全体
図を示す。実施例では防振支持器としてαゲル（Ｒ）を
使用した。Ａはマウス飼育ケース、Ｂはマウス、Ｃは本
発明の測定装置、Ｄは信号増幅装置、Ｅは信号を記録し
波形解析する為のパーソナルコンピューター。
【００２８】本実施例では実験動物として体重２７ｇの
マウスを用いた。測定はマウス飼育ケースに実験用マウ
スを入れて１０分間環境に順応させた。次に本発明の測
定装置架台に実験用マウスを入れたマウス飼育ケースを
乗せた。
マウスを用いた。測定はマウス飼育ケースに実験用マウ
スを入れて１０分間環境に順応させた。次に本発明の測
定装置架台に実験用マウスを入れたマウス飼育ケースを
乗せた。
【００２９】マウスの運動に起因する振動を本発明の測
定装置で検出し信号増幅器で増幅した。この増幅した信
号をパーソナルコンピュータに５分間連続して記録し
た。
定装置で検出し信号増幅器で増幅した。この増幅した信
号をパーソナルコンピュータに５分間連続して記録し
た。
【００３０】計測したＺ軸振動測定結果を図３に示す。
マウスの運動に伴い振動信号が変化するのがわかる。
マウスの運動に伴い振動信号が変化するのがわかる。
【００３１】記録したＺ軸信号の振幅変化が大きい例と
して、測定開始からＺ軸測定結果の４０秒から５０秒の
部分を拡大して図４に示す。２つの振幅の大きい部分が
明確に判る。測定と同時にビデオ撮影した映像解析から
この信号部がマウスの引っ掻き運動に基づくと判ってい
る。
して、測定開始からＺ軸測定結果の４０秒から５０秒の
部分を拡大して図４に示す。２つの振幅の大きい部分が
明確に判る。測定と同時にビデオ撮影した映像解析から
この信号部がマウスの引っ掻き運動に基づくと判ってい
る。
【００３２】図４左側振幅増大部の周波数解析結果１を
図５に、図４中央振幅増大部の周波数解析結果２を図６
に示す。マウスの後ろ足の引っ掻き運動に起因する約１
５ＨＺを中心とするスペクトルが出現している。本発明
の測定装置で測定した振動信号を波形解析する事により
小動物の運動状態の自動観測が可能になった。
図５に、図４中央振幅増大部の周波数解析結果２を図６
に示す。マウスの後ろ足の引っ掻き運動に起因する約１
５ＨＺを中心とするスペクトルが出現している。本発明
の測定装置で測定した振動信号を波形解析する事により
小動物の運動状態の自動観測が可能になった。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように，本発明の装置は，
小動物を既に飼育していたケースを用い，小動物の運動
をそのまま，信号として検出することができ，ストレス
のない日常の運動をそのまま再現し，検出できる。
小動物を既に飼育していたケースを用い，小動物の運動
をそのまま，信号として検出することができ，ストレス
のない日常の運動をそのまま再現し，検出できる。
【００３４】さらに，従来の観測装置による，観測デー
タと実際の運動との適合率が６０％程度である一方，本
発明による装置を用いた方法では，適合率が９０％を越
え，高い信頼性を得ることが出きる。
タと実際の運動との適合率が６０％程度である一方，本
発明による装置を用いた方法では，適合率が９０％を越
え，高い信頼性を得ることが出きる。
【００３５】さらに，本発明では，小動物を負傷させる
ことが無く，長期間，継続したデータを採取することが
出きるうえに，成長の過程で運動する信号を正確に採取
することが可能になる。
ことが無く，長期間，継続したデータを採取することが
出きるうえに，成長の過程で運動する信号を正確に採取
することが可能になる。
【００３６】また，検出されたデータは，磁気ディスク
等に保存が可能であり，いつでも任意に再現でき，デー
タの解析も容易になる。
等に保存が可能であり，いつでも任意に再現でき，デー
タの解析も容易になる。
【００３７】さらに，データの解析結果が，解析者によ
って差が出ることが無く，正確な，再現性のあるデータ
を採取することが可能になる。
って差が出ることが無く，正確な，再現性のあるデータ
を採取することが可能になる。
【図１】 本発明装置の概略図、（ａ）は平面図、
（ｂ）は正面図である。
（ｂ）は正面図である。
【図２】 実施例１の状況を説明する概略図
【図３】 Ｚ軸振動測定結果
【図４】 Ｚ軸測定結果の４０秒から５０秒の部分を拡
大
大
【図５】 周波数解析結果１
【図６】 周波数解析結果２
【符号の説明】
１：架台
２：防振用支持器
３：検出器
Ａ：マウス飼育ケース
Ｂ：マウス
Ｃ：本発明の測定装置
Ｄ：信号増幅装置
Ｅ：パーソナルコンピューター
Claims (5)
- 【請求項１】 小動物の運動用ケースを乗せる為の架台
（１）と，小動物が運動する際に発生する振動を縦，
横，高さのそれぞれの方向軸の振幅変動に変換する事が
可能で振動減衰特性のある防振支持器（２）と，振動の
検出器（３）とから構成される，小動物の運動状態観測
装置。 - 【請求項２】 前記検出器（３）が，前記架台（１）の
上に設置された小動物の運動用ケースに固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の小動物の運動状況観
測装置。 - 【請求項３】 前記検出器（３）が，前記架台（１）に
固定されていることを特徴とする請求項１に記載の小動
物の運動状況観測装置。 - 【請求項４】 前記，防振支持器（２）が，有機高分子
材料，金属，木材，繊維，あるいはそれらのうち２以上
の材料からなる振動減衰用材料であることを特徴とする
請求項１乃至３に記載の小動物の運動状態観測装置。 - 【請求項５】 前記，有機高分子材料が，シリコンゲ
ル，天然ゴム，シリコンゴム，あるいはその複合材料か
らなることを特徴とする請求項１乃至４に記載の小動物
の運動状態観測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004152A JP2003199457A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 小動物の運動状態観測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004152A JP2003199457A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 小動物の運動状態観測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003199457A true JP2003199457A (ja) | 2003-07-15 |
Family
ID=27643555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002004152A Pending JP2003199457A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 小動物の運動状態観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003199457A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103445789A (zh) * | 2013-09-09 | 2013-12-18 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 实验用癫痫监测系统 |
| WO2016092699A1 (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社 エー・アンド・デイ | 動物の行動観察システム |
| JP2016211984A (ja) * | 2015-05-11 | 2016-12-15 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 行動解析方法 |
| CN113017631A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 扬州大学 | 一种动物行为测试装置 |
-
2002
- 2002-01-11 JP JP2002004152A patent/JP2003199457A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103445789A (zh) * | 2013-09-09 | 2013-12-18 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 实验用癫痫监测系统 |
| WO2016092699A1 (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | 株式会社 エー・アンド・デイ | 動物の行動観察システム |
| JPWO2016092699A1 (ja) * | 2014-12-12 | 2017-09-21 | 株式会社エー・アンド・デイ | 動物の行動観察システム |
| US10375933B2 (en) | 2014-12-12 | 2019-08-13 | A&D Company, Limited | Animal behavior monitoring system |
| JP2016211984A (ja) * | 2015-05-11 | 2016-12-15 | 国立研究開発法人理化学研究所 | 行動解析方法 |
| CN113017631A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-06-25 | 扬州大学 | 一种动物行为测试装置 |
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