JP2009261365A - System for measuring stimulus response, and method for measuring stimulus response - Google Patents

System for measuring stimulus response, and method for measuring stimulus response Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve quantitative evaluation of depressive states of animals. <P>SOLUTION: A stimulus is provided for an animal 200 to be measured with a stimulation bar 13 to detect a load (force) applied to the stimulation bar 13 with a load sensor 14 based on behavior exhibited for the stimulation bar 13 by the animal 200 to be measured. The amount of response of the animal 200 to be measured to the stimulus for the stimulation bar 13 is measured by a measuring/commanding apparatus 30 on the basis of the load (force) detected with the load sensor 14. Thus, the depressive state of the animal 200 to be measured can quantitatively be evaluated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被計測対象動物に対して軽い接触刺激等の機械的刺激(機械刺激)を与え、その刺激に対する応答行動を計測する刺激応答計測システム及び刺激応答計測方法に関するものである。   The present invention relates to a stimulus response measurement system and a stimulus response measurement method for applying a mechanical stimulus (mechanical stimulus) such as a light contact stimulus to a measurement target animal and measuring a response behavior to the stimulus.

従来より、動物の行動を解析する方法として、様々な解析システムが提案されている。
例えば、下記の特許文献1及び特許文献2には、モデルとなる動物の撮影を行い、撮影した時系列の映像データを用いて、動物の行動を解析する方法が提案されている。
Conventionally, various analysis systems have been proposed as methods for analyzing animal behavior.
For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 below propose a method of photographing an animal as a model and analyzing the behavior of the animal using the photographed time-series video data.

しかしながら、上述した特許文献1および特許文献2は、単に動物の行動を観察し、解析するものであったため、軽い接触刺激(粗大触圧覚刺激)等の機械的刺激に対する動物の応答行動を観察することはできなかった。   However, since Patent Document 1 and Patent Document 2 described above merely observe and analyze the behavior of the animal, the response behavior of the animal to a mechanical stimulus such as a light contact stimulus (coarse tactile pressure sense stimulus) is observed. I couldn't.

特開2006−75138号公報JP 2006-75138 A 特開2004−89027号公報JP 2004-89027 A

一般に、動物の刺激に対する皮膚感覚には、温痛覚、識別性触圧覚及び粗大触圧覚(機械的接触等に対する触覚)がある。これらの感覚は、皮膚においてそれぞれ異なる終末受容器によって受容され、異なる神経細胞により中継され、そして異なる神経伝導路によって大脳皮質感覚野へ伝えられる。したがって、これらの3つの触覚は異なる感覚として明確に区別されている。   In general, skin sensations to animal stimuli include thermal pain sensations, discriminating tactile sensations, and gross tactile sensations (tactile sensations for mechanical contact, etc.). These sensations are received in the skin by different terminal receptors, relayed by different nerve cells, and transmitted to the cerebral cortical sensory areas by different nerve conduction pathways. Therefore, these three tactile sensations are clearly distinguished as different sensations.

現在、温痛覚に対する実験動物の応答を解析する計測装置は、すでにいくつかのものが市販されており、それらを用いた計測手法が確立され、様々な研究が行われている。これに対して、粗大触圧覚に対する応答行動を対象にした行動学的研究は、あまり行われていない。また、粗大触圧覚に対する応答行動を計測する研究機器も開発されていない。これは、粗大触圧覚は、温痛覚や識別性触圧覚と比較して臨床的に重要視されることが少なかったことが背景にあると考えられる。   At present, several measuring devices for analyzing the response of experimental animals to thermal pain sensation are already on the market, and measuring methods using them have been established and various studies are being conducted. On the other hand, behavioral research on response behavior to coarse tactile sensation has not been carried out much. In addition, no research equipment has been developed to measure response behavior to coarse tactile sensation. This is thought to be due to the fact that coarse tactile sensation was clinically less important than thermal pain sensation and discriminating tactile sensation.

粗大触圧覚刺激に対する応答の有無は情動中枢(辺縁系)の状態、即ち、動物の精神状態に強く影響を受けると考えられている。情動中枢が安定していない動物、即ち、精神的に苛立ちのある鬱状態の動物では、粗大触圧覚刺激(軽い接触刺激)等の機械的刺激に対して過敏な応答行動を起こすことが多い。   It is considered that the presence or absence of a response to a coarse tactile pressure stimulus is strongly influenced by the state of the emotional center (limbic system), that is, the mental state of the animal. Animals whose emotional centers are not stable, that is, mentally irritated depressed animals, often exhibit hypersensitive response behavior to mechanical stimuli such as gross tactile stimuli (light contact stimuli).

即ち、粗大触圧覚刺激(軽い接触刺激)等の機械的刺激を用いることにより、動物の情動中枢の状態を推察することができると考えられる。しかしながら、従来の技術では、粗大触圧覚刺激等の機械的刺激を被計測対象動物に与え、機械的刺激に対する応答を計測することができなかったため、被計測対象動物の鬱症状を計測することはできなかった。   That is, it is considered that the state of the emotional center of an animal can be inferred by using mechanical stimulation such as coarse tactile pressure sense stimulation (light contact stimulation). However, in the prior art, mechanical stimulus such as coarse tactile pressure sense stimulus was given to the animal to be measured, and the response to the mechanical stimulus could not be measured. could not.

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、動物の鬱状態の定量的な評価を実現する刺激応答計測システム及び刺激応答計測方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a stimulus response measurement system and a stimulus response measurement method that realize quantitative evaluation of an animal's depression.

鬱病やストレス性精神疾患の治療薬の開発にあたっては、実験動物を用いた研究が不可欠である。しかしながら、これらの疾患では、他の多くの疾患と異なり、血液検査や画像診断による診断を行うことができない。したがって、行動学的検査方法を実施し、治療効果の査定を行うことが必須である。   Research using experimental animals is indispensable for the development of drugs for depression and stress mental disorders. However, unlike many other diseases, these diseases cannot be diagnosed by blood tests or image diagnosis. Therefore, it is essential to conduct behavioral testing methods and assess therapeutic effects.

現在、実験動物に発症した鬱病のスクリーニングには、強制水泳試験や雄性間攻撃行動等を観察する行動学的方法などが行われている。しかしながら、どの方法も高度な解析スキルを要し、初学者が信頼できる所見を得るのは容易ではない。しかも、同一の動物を使って継続的に試験を行うことができないので、鬱病の発症と治癒を、時間を追って計測することには難がある。したがって、初学者にも簡単に鬱病をスクリーニングでき、しかも鬱の進行や治癒を客観的に評価できる研究機器の開発が必要である。   Currently, for screening for depression that has developed in experimental animals, behavioral methods for observing forced swimming tests and male-male attack behavior are being carried out. However, all methods require advanced analysis skills and it is not easy for beginners to obtain reliable findings. Moreover, since the same animal cannot be used for continuous testing, it is difficult to measure the onset and cure of depression over time. Therefore, it is necessary to develop a research instrument that can easily screen depression for beginners and can objectively evaluate the progression and healing of depression.

鬱病をはじめとする精神疾患の1つの症状として、「普通なら無視されるような軽い刺激に対して過剰に反応する精神症状」が指摘されている。「何事にも我慢ができない」、「キレやすい」というような言葉で表現される精神症状である。   As a symptom of mental illness including depression, “psychological symptoms that excessively respond to mild stimuli that would normally be ignored” have been pointed out. It is a psychiatric symptom expressed in words such as “I can't stand anything” or “I am easy to be crisp”.

強いストレスを長期的に与えられた実験動物では、鬱病を発症することが多い。これらの動物では、軽微な機械的刺激に対して過敏に応答する行動が現れることがある。例えば、鬱病を発症した動物(マウス、ラット)をプラスチック棒で軽く触ると、棒を後肢で激しく払い除ける行動(接触刺激応答行動)や棒に噛みつく行動(対物攻撃行動)が顕著に現れる。これらの応答行動は、正常動物ではあまり観察されないので、鬱症状を検出する指標として極めて重要である。したがって、これらを定量的に計測することができれば、鬱病の進行や治癒を数値化して示すことが可能となる。   In experimental animals given long-term stress, depression often develops. In these animals, behaviors may appear that are hypersensitive to minor mechanical stimuli. For example, when an animal (mouse, rat) that has developed depression is lightly touched with a plastic stick, the action of violently removing the stick with the hind limbs (contact stimulus response action) and the action of biting the stick (objective attack action) remarkably appear. Since these response behaviors are not often observed in normal animals, they are extremely important as an index for detecting depressive symptoms. Therefore, if these can be measured quantitatively, the progression and cure of depression can be expressed numerically.

軽い接触刺激等の機械的刺激は、温痛覚刺激のような侵害性の刺激ではないので、逃避反射を起こすことはない。即ち、脊髄反射は惹起されない。機械的刺激から「逃避」するか「無視」するかの判断は、動物の情動中枢(辺縁系)における快/不快の判断をもとに、大脳新皮質によって行われる。そして、当該動物の情動中枢によって刺激が不快であると判断されれば、大脳新皮質は刺激から「逃避」する指令を出す。また、刺激を放置しても構わないと判断されれば、刺激を「無視」する。   Mechanical stimuli such as light contact stimuli are not noxious stimuli such as thermal pain stimuli and do not cause escape reflexes. That is, no spinal reflex is induced. The decision to “escape” or “ignore” from a mechanical stimulus is made by the cerebral neocortex based on the determination of pleasure / discomfort in the emotional center (limbic system) of the animal. If the stimulus is determined to be unpleasant by the animal's emotional center, the cerebral neocortex issues a command to “escape” from the stimulus. If it is determined that the stimulus can be left unattended, the stimulus is ignored.

鬱症状をもつ動物では、些細な機械的刺激に対して情動中枢が過敏に応答し、低い閾値で応答行動を発現する。そして、鬱症状をもつ動物では、不快な刺激から「逃避」できない場合には、刺激に対して「攻撃」を加え、刺激を撃退しようとする。   In animals with depressive symptoms, the emotional center responds sensitively to minor mechanical stimuli and develops responsive behavior at low thresholds. If an animal with depressive symptoms cannot “escape” from an unpleasant stimulus, an “attack” is applied to the stimulus to try to repel the stimulus.

そこで、本発明者らは、鬱症状をもつ動物のこれらの行動に注目し、鬱症状を検出する計測手法、及び、鬱症状の強弱を定量的に評価するための計測手法を発案した。そして、その計測手法を簡単に、且つ、客観的に信頼性を高く行うために、刺激応答計測システムを発明した。   Accordingly, the present inventors have focused on these behaviors of animals with depressive symptoms, and invented a measurement method for detecting depressive symptoms and a measurement method for quantitatively evaluating the strength of depressive symptoms. And in order to perform the measurement method simply and objectively with high reliability, the stimulus response measurement system was invented.

本発明の刺激応答計測システムは、被計測対象動物に対して刺激を与える刺激棒と、前記被計測対象動物に前記刺激棒による刺激を与えた際に、前記被計測対象動物が前記刺激棒に対して起こした行動に基づく当該刺激棒に加えられた荷重を検出する検出手段と、前記検出手段で検出された荷重に基づいて、前記被計測対象動物の前記刺激に対する応答量を計測する計測手段とを有する。   The stimulation response measurement system of the present invention includes a stimulation rod that gives a stimulus to a measurement target animal, and the measurement target animal is applied to the stimulation rod when the stimulation target animal is stimulated by the stimulation rod. Detecting means for detecting a load applied to the stimulation rod based on the action caused to the action, and measuring means for measuring a response amount of the animal to be measured to the stimulation based on the load detected by the detecting means And have.

本発明の刺激応答計測方法は、被計測対象動物に対して刺激棒を用いて刺激を与える刺激ステップと、前記被計測対象動物に前記刺激棒による刺激を与えた際に、前記被計測対象動物が前記刺激棒に対して起こした行動に基づく当該刺激棒に加えられた荷重を検出する検出ステップと、前記検出ステップで検出された荷重に基づいて、前記被計測対象動物の前記刺激に対する応答量を計測する計測ステップとを有する。   The stimulation response measuring method of the present invention includes a stimulation step of applying a stimulus to a measurement target animal using a stimulation rod, and the measurement target animal when the stimulation target rod is stimulated by the stimulation rod. A detection step of detecting a load applied to the stimulus bar based on an action caused to the stimulus bar, and a response amount to the stimulus of the measurement target animal based on the load detected in the detection step Measuring step.

本発明によれば、被計測対象動物の鬱状態を定量的に評価することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the depression state of a to-be-measured animal can be evaluated quantitatively.

以下に、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る刺激応答計測システム100の外観の一例を示す写真である。
図1に示すように、本実施形態の刺激応答計測システム100は、動物刺激・刺激応答検出装置10と、刺激制御装置20と、アナログ/デジタル変換器(A/Dコンバータ)を内蔵した計測・指令装置30と、表示装置40と、操作入力装置50を有して構成されている。
FIG. 1 is a photograph showing an example of the appearance of a stimulus response measurement system 100 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the stimulus response measurement system 100 of this embodiment includes an animal stimulus / stimulus response detection device 10, a stimulus control device 20, and an analog / digital converter (A / D converter). A command device 30, a display device 40, and an operation input device 50 are included.

動物刺激・刺激応答検出装置10は、被計測対象動物を収容し、当該被計測対象動物に対して刺激棒を用いて機械的刺激を与えると共に、被計測対象動物が刺激棒に対して起こした行動に基づく当該刺激棒に加えられた荷重(力)を検出する。この動物刺激・刺激応答検出装置10の詳細については、後述する。   The animal stimulation / stimulus response detection apparatus 10 accommodates a measurement target animal, applies a mechanical stimulus to the measurement target animal using a stimulation rod, and the measurement target animal raises the stimulation rod. A load (force) applied to the stimulus bar based on the behavior is detected. Details of the animal stimulation / stimulus response detection apparatus 10 will be described later.

刺激制御装置20は、計測・指令装置30からの指令に従って、動物刺激・刺激応答検出装置10による被計測対象動物に対する刺激棒の駆動速度やその上昇時間(刺激時間)、刺激の間隔、その回数等を直接制御する。また、刺激制御装置20は、動物刺激・刺激応答検出装置10から送られてくる荷重データに係るアナログ信号(検出信号)をアンプで増幅し、増幅したアナログ信号を計測・指令装置30へ伝えるものである。   The stimulation control device 20 drives the stimulation rod with respect to the animal to be measured by the animal stimulation / stimulation response detection device 10 according to a command from the measurement / command device 30, its rising time (stimulation time), the interval of stimulation, and the number of times Etc. are directly controlled. The stimulus control device 20 amplifies an analog signal (detection signal) related to the load data sent from the animal stimulus / stimulus response detection device 10 with an amplifier, and transmits the amplified analog signal to the measurement / command device 30. It is.

計測・指令装置30は、刺激制御装置20から送られてくるアナログ信号を、内蔵するA/Dコンバータでデジタル信号に変換し、当該デジタル信号に基づいて被計測対象動物の機械的刺激に対する応答量(反応量)をコンピュータ解析により算出して、被計測対象動物の機械的刺激に対する応答量の計測を行う。そして、計測・指令装置30は、必要に応じて、計測の結果得られた応答量の情報を、自装置に内蔵されている内部メモリに記億すると共に表示装置40に表示する。また、計測・指令装置30は、刺激制御装置20等に指令を出して、刺激応答計測システム100における動作を統括的に制御する。例えば、計測・指令装置30は、コンピュータで構成されている。   The measurement / command device 30 converts the analog signal sent from the stimulus control device 20 into a digital signal by a built-in A / D converter, and based on the digital signal, the response amount to the mechanical stimulus of the animal to be measured (Reaction amount) is calculated by computer analysis, and the response amount to the mechanical stimulus of the animal to be measured is measured. Then, the measurement / command device 30 stores the information on the response amount obtained as a result of the measurement in an internal memory built in the device and displays it on the display device 40 as necessary. In addition, the measurement / command device 30 issues a command to the stimulus control device 20 and the like, and comprehensively controls the operation in the stimulus response measurement system 100. For example, the measurement / command device 30 is configured by a computer.

表示装置40は、計測・指令装置30による制御に基づいて、計測結果を表示したり、各種の情報を表示したりする。   The display device 40 displays measurement results and various information based on the control by the measurement / command device 30.

操作入力装置50は、計測・指令装置30に対して、計測者(ユーザ)からの各種の入力指示を入力信号として入力する装置である。図1では、操作入力装置50としてキーボードの例を示しているが、本実施形態ではこれに限らず、他に、マウス等を有して構成されている形態であっても良い。   The operation input device 50 is a device that inputs various input instructions from a measurer (user) to the measurement / command device 30 as input signals. In FIG. 1, an example of a keyboard is shown as the operation input device 50, but the present embodiment is not limited to this, and may be configured to include a mouse or the like.

図2は、本発明の実施形態に係る刺激応答計測システム100の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図1に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。この図2には、図1に示す動物刺激・刺激応答検出装置10の内部の詳細な構成の一例が示されている。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a schematic configuration of the stimulus response measurement system 100 according to the embodiment of the present invention. Here, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the structure shown in FIG. FIG. 2 shows an example of a detailed configuration inside the animal stimulus / stimulus response detection apparatus 10 shown in FIG.

図2に示すように、動物刺激・刺激応答検出装置10は、動物用ケージ10a、及び、刺激発生・検出機構部10bを有して構成されている。   As shown in FIG. 2, the animal stimulus / stimulus response detection apparatus 10 includes an animal cage 10a and a stimulus generation / detection mechanism unit 10b.

動物用ケージ10aには、被計測対象動物200を収容する動物用チャンバー11と、動物用チャンバー11内で被計測対象動物200を収容する領域を画定する可動式シャッター12が配設されている。ここで、図2には、被計測対象動物200の一例としてマウスが示されている。また、動物用ケージ10aと刺激発生・検出機構部10bに跨って、動物用チャンバー11内に収容された被計測対象動物200に対して軽い接触刺激等の機械的刺激を与える刺激棒13が設けられている。   The animal cage 10a is provided with an animal chamber 11 that houses the animal 200 to be measured, and a movable shutter 12 that demarcates a region in the animal chamber 11 that houses the animal 200 to be measured. Here, FIG. 2 shows a mouse as an example of the animal 200 to be measured. In addition, a stimulation rod 13 is provided across the animal cage 10a and the stimulus generation / detection mechanism unit 10b to give a mechanical stimulus such as a light contact stimulus to the animal 200 to be measured housed in the animal chamber 11. It has been.

刺激発生・検出機構部10bには、刺激棒13と、刺激棒13により被計測対象動物200に機械的刺激を与えた際に、被計測対象動物200が刺激棒13に対して起こした行動に基づく当該刺激棒13に加えられた荷重(力)を検出する検出手段である荷重センサー14が設けられている。図2に示す例では、荷重センサー14は、刺激棒13の基部に固定されている。さらに、刺激発生・検出機構部10bには、刺激棒13及び荷重センサー14等を支持する支持体15と、刺激棒駆動装置17及び汚物トレイ18等を左右の水平方向に移動させるためのスライドレール16と、スライドレール16を用いて支持体15を水平移動させて刺激棒13を左右に水平移動させると共に、支持体15を垂直移動させて刺激棒13を上下に垂直移動させる刺激棒駆動装置17と、被計測対象動物200の汚物の受け皿となる汚物トレイ18が設けられている。   In the stimulus generation / detection mechanism unit 10b, when the stimulus target 13 and the target animal 200 to be measured are mechanically stimulated by the stimulus bar 13, the behavior of the target animal 200 to the stimulus stick 13 is changed. There is provided a load sensor 14 which is a detecting means for detecting a load (force) applied to the stimulation bar 13 based thereon. In the example shown in FIG. 2, the load sensor 14 is fixed to the base of the stimulation bar 13. Further, the stimulus generation / detection mechanism unit 10b includes a support 15 for supporting the stimulus bar 13, the load sensor 14, and the like, and a slide rail for moving the stimulus bar drive device 17, the waste tray 18 and the like in the horizontal direction on the left and right. 16 and a slide bar 16 are used to horizontally move the support 15 to horizontally move the stimulation bar 13 left and right, and to move the support 15 vertically to move the stimulation bar 13 vertically. And the filth tray 18 used as the saucer of the filth of the animal 200 to be measured is provided.

図3は、図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置10の外観の一例を示す写真である。また、図4は、図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置10における動物用チャンバー11の外観の一例を示す写真である。また、図5は、図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置10における刺激棒13及び荷重センサー14の外観の一例を示す写真である。
図5に示すように、荷重センサー14は、被計測対象動物200による放尿や脱糞から内部の精密部を保護するため、低円柱状の金属カバーで覆われている。
FIG. 3 is a photograph showing an example of the appearance of the animal stimulus / stimulus response detection apparatus 10 shown in FIG. FIG. 4 is a photograph showing an example of the appearance of the animal chamber 11 in the animal stimulus / stimulus response detecting apparatus 10 shown in FIG. FIG. 5 is a photograph showing an example of the appearance of the stimulation bar 13 and the load sensor 14 in the animal stimulus / stimulus response detection apparatus 10 shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the load sensor 14 is covered with a low columnar metal cover in order to protect the internal precision part from urination and defecation by the animal 200 to be measured.

動物刺激・刺激応答検出装置10では、被計測対象動物200の身繕いや体位変換などの自発行動によって生じた振動等による荷重(力)を荷重センサー14で検出しないように、動物用チャンバー11と刺激棒13とは、刺激棒13の上昇時及び下降時においても直接接触しない構造となっている。そして、本実施形態では、動物用チャンバー11内に刺激棒13が上昇して被計測対象動物200に直接触れる等により、被計測対象動物200が刺激棒13に対して応答行動を起こす時、即ち被計測対象動物200が刺激棒13を後肢で払い除けたり、噛みついたり、前肢で攻撃する等した時に、その荷重(力)を荷重センサー14で検出する仕組みとなっている。このような観点から、本実施形態では、以下に示す動物刺激・刺激応答検出装置10を構成するようにした。   In the animal stimulus / stimulus response detection apparatus 10, the animal chamber 11 and the stimulus are stimulated so that the load sensor 14 does not detect a load (force) caused by vibrations caused by self-issued movements such as dressing or posture change of the measurement target animal 200. The rod 13 has a structure that does not come into direct contact with the stimulating rod 13 when it is raised and lowered. In this embodiment, when the stimulation rod 13 rises in the animal chamber 11 and directly touches the measurement target animal 200, the measurement target animal 200 causes a response action to the stimulation rod 13, that is, The load sensor 14 detects the load (force) when the animal 200 to be measured removes the stimulation rod 13 from the hind limb, bites it, or attacks the front limb. From this point of view, in the present embodiment, the following animal stimulus / stimulus response detection apparatus 10 is configured.

(動物用ケージ10a)
図6及び図7は、図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置10における動物用ケージ10aの外観の一例を示す写真である。具体的に、図6は、動物用ケージ10aを上斜方向から撮影した写真であり、図7は、動物用ケージ10aを上方向から撮影した写真である。
(Animal cage 10a)
6 and 7 are photographs showing an example of the appearance of the animal cage 10a in the animal stimulus / stimulus response detecting apparatus 10 shown in FIG. Specifically, FIG. 6 is a photograph of the animal cage 10a taken from above, and FIG. 7 is a photograph of the animal cage 10a taken from above.

動物用ケージ10aは、図2、図6及び図7に示すように、被計測対象動物200を収容するための収容部となる動物用チャンバー11と、動物用チャンバー11内で被計測対象動物200を収容する領域を画定する可動式シャッター12とを有して構成されている。動物用チャンバー11には、当該動物用チャンバー11を動物刺激・刺激応答検出装置10の筐体に固定するための底板が構成されている。この際、動物用チャンバー11は、被計測対象動物200が常に中央に位置するように、その側面の下部が傾斜面で形成されている。また、動物用チャンバー11の底板には、刺激棒13を通過させるための幅5mm程度の2本の縦孔(例えば、マウス用では長さ90mm程度、ラット用では長さ250mm程度)が形成されている。また、動物用チャンバー11には、可動式シャッター12を挿入するための横孔が、その両端にそれぞれ3つずつ形成され、被計測対象動物200の大きさ等に合わせて収容部の広さが調節できるようになっている。ここで、本実施形態では、動物用チャンバー11は、被計測対象動物200が動物用チャンバー11内でかろうじて向きを変えることができる広さのものを用いるようにする。また、動物用チャンバー11及び可動式シャッター12は、被計測対象動物200の様子が外から分かるように、例えば、無色透明のアクリル製のものを用いる。   As shown in FIGS. 2, 6, and 7, the animal cage 10 a includes an animal chamber 11 serving as a storage unit for storing the measurement target animal 200, and the measurement target animal 200 within the animal chamber 11. And a movable shutter 12 that demarcates an area for housing the camera. The animal chamber 11 includes a bottom plate for fixing the animal chamber 11 to the housing of the animal stimulus / stimulus response detection device 10. At this time, the animal chamber 11 is formed with an inclined lower portion on the side surface so that the animal 200 to be measured is always located at the center. The bottom plate of the animal chamber 11 is formed with two vertical holes (for example, about 90 mm in length for mice and about 250 mm in length for rats) for allowing the stimulation rod 13 to pass therethrough. ing. Further, the animal chamber 11 is formed with three horizontal holes for inserting the movable shutter 12 at both ends thereof, and the size of the accommodating portion is adjusted according to the size of the animal 200 to be measured. It can be adjusted. Here, in the present embodiment, the animal chamber 11 is of a size that allows the animal 200 to be measured to change its direction in the animal chamber 11 barely. The animal chamber 11 and the movable shutter 12 are made of, for example, colorless and transparent acrylic so that the state of the animal 200 to be measured can be seen from the outside.

(刺激棒駆動装置17及び刺激棒13)
刺激棒駆動装置17は、刺激棒13を直線運動で駆動させる装置である。被計測対象動物200に接触させる、或いは、被計測対象動物200の頭部付近に接近させて、被計測対象動物200を視覚的に刺激する刺激棒13は、例えば、動物用チャンバー11の長軸方向(長手方向)に対して垂直に2本設けられ、それぞれが動物用チャンバー11の2つの縦孔を1本ずつ通過するように、上向きに、マウス用では約15mm間隔で、ラット用では約40mm間隔で取り付けられている。
(Stimulation bar drive device 17 and stimulation bar 13)
The stimulation rod driving device 17 is a device that drives the stimulation rod 13 by linear motion. The stimulation rod 13 that is brought into contact with the measurement target animal 200 or that is close to the vicinity of the head of the measurement target animal 200 to visually stimulate the measurement target animal 200 is, for example, the long axis of the animal chamber 11. 2 perpendicular to the direction (longitudinal direction), each passing through the two vertical holes of the animal chamber 11 one by one, upwards, at intervals of about 15 mm for mice and about for rats It is attached at intervals of 40 mm.

刺激棒13としては、例えば、直径3mm程度、長さ50mm程度の金属棒で形成し、また、被計測対象動物200に痛覚を与えることがないように、先端を球状に削ったものを使用する。刺激棒駆動装置17による刺激棒13の駆動速度(上昇速度)は可変式とし、この制御は、例えば、計測者により操作入力装置50を介して入力された入力信号に基づいて、計測・指令装置30により刺激制御装置20を介して制御される。そして、刺激棒駆動装置17では、例えば、刺激棒13を自動的に、動物用チャンバー11の底板の縦孔から、動物用チャンバー11内に直線運動で上昇させるように設定されている。   As the stimulation rod 13, for example, a rod formed of a metal rod having a diameter of about 3 mm and a length of about 50 mm and having a tip cut into a spherical shape so as not to give pain to the measurement target animal 200 is used. . The driving speed (rising speed) of the stimulating bar 13 by the stimulating bar driving device 17 is variable, and this control is performed based on, for example, an input signal input by the measurer via the operation input device 50. 30 is controlled via the stimulus controller 20. In the stimulation rod driving device 17, for example, the stimulation rod 13 is set to automatically rise into the animal chamber 11 from a vertical hole in the bottom plate of the animal chamber 11 by a linear motion.

そして、刺激棒駆動装置17は、刺激棒13を、被計測対象動物200の腹側から比較的遅い速度、例えば、85mm〜100mm/秒程度の速度で上昇させて、被計測対象動物200の腹側面(後肢、腹部、前肢、頸部、下顎のいずれか)に接触するように、または被計測対象動物200の頭部付近に接触することなく停止するように駆動する。また、刺激棒駆動装置17では、被計測対象動物200に過度の圧迫を与えないように、刺激棒13が動物用チャンバー11の底面(底板)から10mm程度の位置で停止するように駆動設定されている。また、刺激棒駆動装置17による刺激棒13の上昇(刺激)時間、上昇(刺激)間隔、上昇(刺激)回数は、例えば、計測者により操作入力装置50を介して入力された入力信号に基づいて、計測・指令装置30により刺激制御装置20を介して自動制御され設定される。   Then, the stimulation rod drive device 17 raises the stimulation rod 13 from the abdominal side of the animal to be measured 200 at a relatively slow speed, for example, a speed of about 85 mm to 100 mm / second, Driving is performed so as to come into contact with the side surface (any one of the hind limb, abdomen, forelimb, neck, and lower jaw) or to stop without contacting the vicinity of the head of the animal 200 to be measured. In addition, the stimulation bar driving device 17 is set to be driven so that the stimulation bar 13 stops at a position of about 10 mm from the bottom surface (bottom plate) of the animal chamber 11 so as not to apply excessive pressure to the animal 200 to be measured. ing. The rise (stimulation) time, the rise (stimulation) interval, and the number of rises (stimulation) of the stimulation rod 13 by the stimulation rod driving device 17 are based on, for example, an input signal input by the measurer via the operation input device 50. Thus, the measurement / command device 30 is automatically controlled and set via the stimulus control device 20.

また、上述した説明では、刺激棒駆動装置17は、支持体15をスライドレール16上に水平移動させて刺激棒13を左右に水平移動させるようにしたが、例えば、刺激棒駆動装置17は、刺激棒13を上下の垂直方向にのみ駆動させ、刺激棒13の左右の水平方向への移動は、手動で行えるようにした形態であってもよい。いずれにせよ、被計測対象動物200が動物用チャンバー11内で体位を変えるため、被計測対象動物200の位置に合わせて刺激棒13を水平方向に移動できるように構成することは必須である。なお、後述する実験では、被計測対象動物200の温痛覚を刺激しないように、実験室内の温度を23±2℃に維持するようにし、また、動物刺激・刺激応答検出装置10は、実験開始の1時間以上前に実験室内に設置し、刺激棒13の温度を管理するようにした。   In the above description, the stimulating rod driving device 17 horizontally moves the support 15 on the slide rail 16 and horizontally moves the stimulating rod 13 left and right. Alternatively, the stimulation bar 13 may be driven only in the vertical direction, and the movement of the stimulation bar 13 in the horizontal direction on the left and right may be manually performed. In any case, since the animal 200 to be measured changes its position in the animal chamber 11, it is essential that the stimulation rod 13 can be moved in the horizontal direction according to the position of the animal 200 to be measured. In the experiment described later, the temperature in the laboratory is maintained at 23 ± 2 ° C. so as not to stimulate the thermal sensation of the animal 200 to be measured, and the animal stimulation / stimulus response detection apparatus 10 starts the experiment. The temperature of the stimulation bar 13 was controlled by installing it in the laboratory one hour or more before.

(荷重センサー14)
刺激棒13を動物用チャンバー11の底面から上昇させて被計測対象動物200の腹部または後肢に接触させることにより、被計測対象動物200はその接触を嫌がって、刺激棒13を後肢で払いのけようとする行動(接触刺激応答行動)を起こすことがある。また、被計測対象動物200の顔の近くに刺激棒13を上昇させると、刺激棒13に噛みついたり、前肢で攻撃を加えたりする行動(対物攻撃行動)を起こすことがある。
(Load sensor 14)
By raising the stimulation rod 13 from the bottom surface of the animal chamber 11 and bringing it into contact with the abdomen or hind limb of the animal 200 to be measured, the animal 200 to be measured dislikes the contact and disposes the stimulation rod 13 with the hind limb. May cause behavior (contact stimulus response behavior). In addition, when the stimulation rod 13 is raised near the face of the animal 200 to be measured, an action (objective attack behavior) of biting the stimulation rod 13 or applying an attack with the forelimbs may occur.

正常な動物では、このような刺激に対して、あまり顕著な応答を示さないことが多いが、鬱症状を持つ動物では、激しく「接触刺激応答行動」や「対物攻撃行動」を起こすことが多い。本実施形態の刺激応答計測システム100では、被計測対象動物200が、刺激棒13を蹴ることや、或いは、刺激棒13に噛みついた際の刺激棒13に加えたれた荷重(力)を検出するための荷重センサー14を、刺激棒13の基部に直接取り付けて構成している。   Normal animals often do not show a significant response to such stimuli, but animals with depressive symptoms often experience severe “contact stimulus response behavior” or “objective attack behavior”. . In the stimulus response measurement system 100 according to the present embodiment, the measurement target animal 200 detects the load (force) applied to the stimulus bar 13 when the target animal 200 kicks the stimulus bar 13 or bites the stimulus bar 13. Therefore, the load sensor 14 for mounting is directly attached to the base of the stimulation rod 13.

荷重センサー14で検出された荷重(力)に係る検出信号(荷重センサー14に加わる荷重(力)に係る検出信号)は、刺激制御装置20を介して計測・指令装置30に入力され、内蔵するA/Dコンバータでアナログ/デジタル変換される。そして、計測・指令装置30では、荷重センサー14で検出された荷重(力)に基づいて、被計測対象動物200の刺激に対する応答(反応)を定量的に計測する。具体的に、計測・指令装置30では、荷重センサー14で検出された荷重(力)の大きさに係る物理量(ここでは、荷重センサー14に加わる荷重(力))と、その継続時間の積(荷重×時間:mN・ms)をコンピュータ解析により計算することにより、被計測対象動物200の刺激に対する応答(反応)を定量的に計測するようにしている。そして、本実施形態の刺激応答計測システム100では、計測結果を、表示装置40に表示し、また、計測・指令装置30に内蔵されている内部メモリに記億する。このようにして、被計測対象動物200の接触刺激等に対する応答行動を定量的に評価するようにし、更には被計測対象動物200の鬱状態を定量的に評価できるようにしている。   A detection signal related to a load (force) detected by the load sensor 14 (a detection signal related to a load (force) applied to the load sensor 14) is input to the measurement / command device 30 via the stimulus control device 20 and incorporated therein. Analog / digital conversion is performed by the A / D converter. The measurement / command device 30 quantitatively measures a response (reaction) to the stimulus of the animal 200 to be measured based on the load (force) detected by the load sensor 14. Specifically, in the measurement / command device 30, a product of a physical quantity (here, a load (force) applied to the load sensor 14) related to the magnitude of the load (force) detected by the load sensor 14 and its duration ( By calculating a load × time (mN · ms) by computer analysis, a response (response) to the stimulus of the animal 200 to be measured is quantitatively measured. In the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment, the measurement result is displayed on the display device 40 and recorded in an internal memory built in the measurement / command device 30. In this way, the response behavior of the measurement target animal 200 to the contact stimulus or the like is quantitatively evaluated, and further, the depression state of the measurement target animal 200 can be quantitatively evaluated.

また、荷重センサー14は、被計測対象動物200が刺激棒13に対して起こした接触刺激応答行動及び対物攻撃行動の荷重(力)の大きさを、XYZ軸の3軸方向のベクトルとして検出する。また、表示装置40には、計測・指令装置30の処理により、荷重センサー14で検出された3軸方向の検出値と、さらに、水平方向の荷重(力)であるX軸とY軸の合成ベクトルの検出値が、縦軸に荷重(力)(mN)、横軸に時間(ms)をパラメータとする波形として表示されるようになっている。また、表示装置40には、毎回の刺激に対する被計測対象動物200の応答行動の計測結果(積分値)が表示される。この計測結果は、被計測対象動物200の体重による荷重を除外して水平方向のみの荷重とするために、下方に向かう(Z軸方向の)ベクトルの検出値は計測から除外している。即ち、この場合、計測・指令装置30は、荷重センサー14で検出された荷重(力)のデータを解析し、当該荷重のX軸及びY軸の水平方向の合成ベクトルを応答量として算出して、被計測対象動物200の刺激に対する応答量を計測する。本実施形態では、荷重センサー14は、荷重(力)の大きさを3軸方向のベクトルとして検出する3軸の荷重センサー(ロードセル)として構成する形態であるが、荷重(力)の大きさをX軸及びY軸の2軸方向(水平方向)のベクトルとして検出する2軸の荷重センサー(ロードセル)として構成する形態であっても良い。   In addition, the load sensor 14 detects the magnitude of the load (force) of the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior caused by the measurement target animal 200 with respect to the stimulus bar 13 as a vector in the three-axis directions of the XYZ axes. . Further, the display device 40 combines the detected value in the three-axis direction detected by the load sensor 14 by the processing of the measurement / command device 30, and the X-axis and the Y-axis which are horizontal loads (forces). The detected value of the vector is displayed as a waveform with the load (force) (mN) on the vertical axis and the time (ms) on the horizontal axis. The display device 40 displays the measurement result (integrated value) of the response behavior of the animal 200 to be measured for each stimulus. Since this measurement result excludes the load due to the weight of the animal 200 to be measured and sets the load only in the horizontal direction, the detection value of the downward vector (in the Z-axis direction) is excluded from the measurement. That is, in this case, the measurement / command device 30 analyzes the data of the load (force) detected by the load sensor 14 and calculates the horizontal combined vector of the X axis and the Y axis of the load as a response amount. Then, the response amount to the stimulus of the animal 200 to be measured is measured. In the present embodiment, the load sensor 14 is configured as a triaxial load sensor (load cell) that detects the magnitude of the load (force) as a vector in the triaxial direction, but the magnitude of the load (force) is determined. It may be configured as a biaxial load sensor (load cell) that is detected as a vector in the biaxial direction (horizontal direction) of the X axis and the Y axis.

図8は、図2に示す表示装置40に表示されたユーザインターフェース画面の一例を示す模式図である。
図8に示すユーザインターフェース画面には、被計測対象動物200における動物IDの設定部801が設けられている。また、図8に示すユーザインターフェース画面は、各種の刺激条件(刺激間隔を示すインターバル、刺激時間、刺激回数、刺激棒13の上昇下降速度)の設定が刺激条件設定部802で行えるように構成されている。また、図8に示すユーザインターフェース画面には、各刺激における計測積分値、被計測対象動物200の応答等の情報を表示する表示領域803や、荷重グラフ(水平荷重グラフ、3軸荷重グラフ)を表示する表示領域804が設けられている。さらに、図8に示すユーザインターフェース画面には、応答行動確認ボタン(図8の「反応[End]ボタン805)と無効データボタン(図8の「無効データ[Esc]ボタン806)が設けられている。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a user interface screen displayed on the display device 40 shown in FIG.
In the user interface screen shown in FIG. 8, an animal ID setting unit 801 for the animal 200 to be measured is provided. Further, the user interface screen shown in FIG. 8 is configured so that various stimulation conditions (interval indicating stimulation interval, stimulation time, number of stimulations, and rising / lowering speed of the stimulation bar 13) can be set by the stimulation condition setting unit 802. ing. Further, the user interface screen shown in FIG. 8 includes a display area 803 for displaying information such as a measurement integrated value for each stimulus, a response of the animal 200 to be measured, and a load graph (horizontal load graph, triaxial load graph). A display area 804 for displaying is provided. Further, the user interface screen shown in FIG. 8 is provided with a response action confirmation button (“Reaction [End] button 805” in FIG. 8) and an invalid data button (“Invalid data [Esc] button 806” in FIG. 8). .

応答行動確認ボタンは、特に、被計測対象動物200の刺激に対する応答が顕著だったと計測者が確認した際などに、実験記録の補助として使われる。無効データボタンは、刺激中に被計測対象動物200が体位変換や身繕いなど、刺激とは無関係な運動を行った際に計測者が押すことにより、その計測値を記録から除外する等の判断の参考のために用いられる。ここでは、無効データボタンが押された回数に応じて刺激回数が最高5回まで追加される設定としている。   The response action confirmation button is used as an aid to the experiment recording, particularly when the measurer confirms that the response to the stimulus of the animal 200 to be measured is remarkable. The invalid data button is used to determine whether to exclude the measurement value from the recording when the measurement subject presses the animal 200 to be measured during a stimulus, such as body posture change or grooming, when the exercise is unrelated to the stimulus. Used for reference. Here, the number of stimulations is set to a maximum of 5 times depending on the number of times the invalid data button is pressed.

さらに、図8に示すユーザインターフェース画面には、「計測スタート」ボタン807及び「計測終了」ボタン808が設けられている。計測者により「計測スタート」ボタン807が押されると計測処理が開始され、また、計測者により「計測終了」ボタン808が押されると計測の終了処理(アプリケーションの終了処理)が行われる。毎回、計測を開始する直前に当該刺激応答計測システム100のキャリブレーションが行われ、その情報は、図8に示すユーザインターフェース画面の左下に表示されるようになっている。
また、荷重グラフの表示領域804には、水平方向(X軸とY軸の合成ベクトル)のみの水平荷重を表示する画面(「水平荷重」画面)と、XYZ軸の3軸の全てを表示する画面(「3軸荷重」画面)が表示されるようになっている。また、図8に示すユーザインターフェース画面には、その他、現在の試行回数を示す表示領域809が設けられている。
Furthermore, a “measurement start” button 807 and a “measurement end” button 808 are provided on the user interface screen shown in FIG. When the “measurement start” button 807 is pressed by the measurer, the measurement process is started, and when the “measurement end” button 808 is pressed by the measurer, the measurement end process (application end process) is performed. The stimulus response measurement system 100 is calibrated every time immediately before the measurement is started, and the information is displayed on the lower left of the user interface screen shown in FIG.
Also, in the load graph display area 804, a screen ("horizontal load" screen) that displays the horizontal load only in the horizontal direction (the combined vector of the X and Y axes) and all three axes of the XYZ axes are displayed. A screen (“3-axis load” screen) is displayed. In addition, the user interface screen shown in FIG. 8 is provided with a display area 809 indicating the current number of trials.

次に、被計測対象動物200としてマウスを用いた実際の実験について説明する。   Next, an actual experiment using a mouse as the animal 200 to be measured will be described.

(被計測対象動物200として使用したマウス)
本実験では、被計測対象動物200としてddY系マウスを使用した。まず、正常な雌及び雄のマウス5組を交配し産仔を得た。出産後、生後3週まで両親と産仔を同居させる通常通りの母乳飼育を行った。生後21日目に産仔を離乳し、離乳後、雌雄別に集団飼育を行った。本実施形態の刺激応答計測システム100を用いた接触刺激応答行動及び対物攻撃行動による応答量の計測には、雄の産仔のうち、15匹を使用した。これは、雄は、性周期を有しないので、性ホルモンの周期的変化による行動変化が存在しないことがその理由である。
(Mouse used as target animal 200)
In this experiment, a ddY mouse was used as the animal 200 to be measured. First, 5 pairs of normal female and male mice were mated to obtain offspring. After giving birth, breastfeeding was carried out as usual, with parents and pups living together for up to 3 weeks after birth. On the 21st day after birth, the pups were weaned. Fifteen of the male offspring were used for measuring the response amount by the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior using the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment. This is because males do not have a sexual cycle, so there are no behavioral changes due to cyclic changes in sex hormones.

(隔離前の刺激応答行動実験とその後の飼育)
離乳した雄産仔15匹は、生後第4週に、隔離前の接触刺激応答行動及び対物攻撃行動に関する刺激応答行動試験を行った。この隔離前の実験が終了した雄産仔マウスを2群に分け、第1群の産仔9匹は、1ケージに1匹のみを収容する隔離飼育を行い(鬱発症モデル)、また、第2群の同腹の雄産仔6匹は、1ケージに収容する集団飼育を行った(対照群マウス)。
(Stimulus response behavior experiment before isolation and subsequent breeding)
In the fourth week after birth, 15 weaned male pups were subjected to a stimulus response behavior test regarding contact stimulus response behavior and objective attack behavior before isolation. The male offspring mice for which this pre-isolation experiment was completed were divided into two groups, and nine offsprings in the first group were isolated and housed only in one cage (depression model). Six litters of 6 litters in the same litter group were housed in a single cage (control group mice).

(鬱発症マウスの作製)
マウスは集団生活をする本能があるので、隔離環境に置かれることにより、強い孤独ストレスを受ける。継続する強いストレスは、鬱発症の最大のリスクファクターの1つであるので、長期にわたって隔離飼育されたマウスの多くに鬱が発症する。隔離飼育されたマウスの脳内物質の生化学的調査においても、鬱病が発症することが証明されている。現在、これらの知見を根拠に、鬱病研究の現場において、隔離飼育マウスは鬱モデルマウスとして広く使用されている。
(Production of depression mice)
Since mice have the instinct for group life, they are subjected to strong loneliness stress when placed in an isolated environment. Continued strong stress is one of the greatest risk factors for developing depression, so depression occurs in many of the long-term isolated mice. Biochemical investigations of brain material in isolated mice have also demonstrated depression. Currently, based on these findings, isolated mice are widely used as depression model mice in the field of depression research.

この事実を踏まえ、本実験では、マウスを隔離することにより、鬱病を発症させるようにした。本実験の第1群のマウスでは、5週間隔離飼育を継続し、隔離後1週、3週、5週において後述の接触刺激応答行動及び対物攻撃行動による応答量の計測を行い、得られた応答量から鬱発症及び鬱症状重症化の評価を行った。そして、本実施形態の刺激応答計測システム100による鬱動物のスクリーニング及び鬱症状の評価の妥当性を考察した。   Based on this fact, in this experiment, mice were isolated to cause depression. In the first group of mice in this experiment, isolation was continued for 5 weeks, and the response amount was measured by contact stimulus response behavior and objective attack behavior described later in 1 week, 3 weeks, and 5 weeks after isolation. We evaluated the onset of depression and the severity of depressive symptoms from the response amount. Then, the validity of screening of depressed animals and evaluation of depressive symptoms by the stimulus response measuring system 100 of the present embodiment was considered.

(隔離飼育期間中のマウスの変化)
隔離飼育を行ったほとんどのマウス(90%以上)に、精神不安定な状態(鬱症状)が現れた。その症状は、身体に触れる軽い接触刺激に対して後肢で激しい払い除け行動(接触刺激応答行動)を起こすか、或いは、その場から立ち去る回避行動をとった。また、身動きができない狭い場所では、顔面付近に提示された物体に対して攻撃行動を起こした。
(Changes in mice during the isolation period)
Most mice (90% or more) that were kept in isolation showed mental instability (depressive symptoms). The symptom was a violent elimination action (contact stimulus response action) in the hind limb in response to a light contact stimulus that touched the body, or an avoidance action that left the place. Also, in a narrow place where movement is not possible, an attacking action was taken against an object presented near the face.

次に、これらの鬱モデルマウスを用いた実験結果について説明する。   Next, the experimental results using these depression model mice will be described.

本実験では、同一動物に対して刺激位置を変えて、2回連続で計測を行った。
図9は、被計測対象動物200であるマウスに対して刺激棒13を上昇させて刺激を行う位置の一例を示す模式図である。
1回目は、図9の後肢レベル1に刺激棒13を上昇させて、接触刺激応答行動の計測を行った。次の2回目は、1回目の刺激応答実験が終了した直後に、図9の頭部レベル2に刺激棒13を上昇させて、対物攻撃行動の計測を行った。
In this experiment, the measurement was performed twice in succession with different stimulation positions for the same animal.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a position where stimulation is performed by raising the stimulation rod 13 with respect to a mouse that is the animal 200 to be measured.
The first time, the stimulus bar 13 was raised to the hind limb level 1 in FIG. 9 and the contact stimulus response behavior was measured. The second time, immediately after the completion of the first stimulus response experiment, the stimulus bar 13 was raised to the head level 2 in FIG. 9 and the objective attack behavior was measured.

(接触刺激応答行動に基づく応答量の計測)
接触刺激応答行動の計測は、マウスの後肢または後肢付近の腹部(図9の後肢レベル1)を下から2本の刺激棒13によって押し上げることにより行った。
(Measurement of response based on contact stimulus response behavior)
The measurement of the contact stimulus response behavior was performed by pushing up the hind limb of the mouse or the abdomen near the hind limb (hind limb level 1 in FIG. 9) with the two stimulation bars 13 from the bottom.

マウスに鬱症状が存在する場合には、マウスは刺激棒13による刺激を嫌悪し、接触刺激応答行動を起こすことが多かった。具体的に、鬱症状が存在するマウスは、刺激棒13の接触に対し、刺激棒13を後肢で激しく払い除ける(蹴る)か、刺激棒13の接触を回避するために後肢を高く持ち上げるか、或いは、身体を振るわせて刺激棒13の接触に耐えた。本実験では、これらの刺激棒13に対する応答行動を総称して、「接触刺激応答行動」としている。これらの応答行動が現れた時には、刺激棒13の基部に設置された荷重センサー14において荷重(力)が検出され、計測・指令装置30において、コンピュータ解析により当該刺激に対する応答量が計測されて、その計測結果が荷重グラフ及び数値として、表示装置40のユーザインターフェース画面(図8参照)に表示される。   When the mouse had depression symptoms, the mouse disliked the stimulation with the stimulating bar 13 and often caused the contact stimulus response behavior. Specifically, a mouse with depressive symptoms can either violently remove (kick) the stimulating bar 13 with the hind limb with respect to the contact with the stimulating bar 13, or lift the hind leg high in order to avoid contact with the stimulating bar 13, Alternatively, the body was shaken to endure the contact with the stimulation bar 13. In this experiment, the response behavior to these stimulus bars 13 is collectively referred to as “contact stimulus response behavior”. When these response behaviors appear, the load (force) is detected by the load sensor 14 installed at the base of the stimulus bar 13, and the measurement / command device 30 measures the response amount to the stimulus by computer analysis, The measurement results are displayed on the user interface screen (see FIG. 8) of the display device 40 as a load graph and numerical values.

正常のマウスの場合には、刺激棒13の接触に対して無関心でじっと動かないことが多かった。しかしながら、正常のマウスであっても、実験前に何らかのストレスが与えられると、当該マウスは精神的に苛立ちを強め、接触刺激応答行動を起こすことがあった。したがって、動物用チャンバー11に被計測対象動物200であるマウスを収容する際には、マウスを過剰に刺激しないように配慮する必要がある。   In the case of a normal mouse, in many cases, the mouse did not move indifferently with respect to the contact with the stimulation bar 13. However, even in a normal mouse, when some kind of stress was applied before the experiment, the mouse became mentally irritated and sometimes caused contact stimulus response behavior. Therefore, when accommodating the mouse which is the animal to be measured 200 in the animal chamber 11, it is necessary to take care not to stimulate the mouse excessively.

本実験に際しては、マウスを動物用チャンバー11に入れてから約10分間放置し、マウスを動物用チャンバー11の環境に慣らさせた。また、本実験における刺激条件は、次のようにした。刺激棒13の上昇速度は85mm/秒、刺激時間(刺激棒13の上昇時間)は1秒間、刺激間隔(インターバル)は10秒に1回、刺激回数は30回とした。そして、本実験では、刺激回数の30回の応答量に係る計測値を平均して、1回の刺激あたりの接触刺激の応答量とした。この刺激条件は、様々な予備実験を行った結果、最も適切にマウスの応答行動を計測し得ると判断された条件であり、この条件を全ての実験における共通の刺激条件とした。上述の刺激条件は、計測者が、図8に示すユーザインターフェース画面及び操作入力装置50を使用して計測・指令装置30に入力し、計測・指令装置30が、刺激制御装置20を介して動物刺激・刺激応答検出装置10を制御することで設定されるものである。また、当該計測において、計測者は、刺激中のマウスの体位変換、身繕い、チャンバー外への糞出し行動など、刺激とは関係しない行動が刺激中に発現した場合には、図8に示すユーザインターフェース画面の無効データボタン(「無効データ[Esc]ボタン806)を押し、計測値から除外した。   In this experiment, the mouse was placed in the animal chamber 11 and left for about 10 minutes to acclimatize the mouse to the environment of the animal chamber 11. Moreover, the stimulation conditions in this experiment were as follows. The ascending speed of the stimulating bar 13 was 85 mm / second, the stimulating time (rising time of the stimulating bar 13) was 1 second, the stimulation interval (interval) was once every 10 seconds, and the number of stimulations was 30 times. And in this experiment, the measured value concerning the response amount of 30 times of the number of stimuli was averaged to obtain the response amount of the contact stimulus per one stimulus. As a result of conducting various preliminary experiments, this stimulation condition was determined to be able to measure the mouse response behavior most appropriately, and this condition was set as a common stimulation condition in all experiments. The measurement condition is input to the measurement / command device 30 by the measurer using the user interface screen and the operation input device 50 shown in FIG. 8, and the measurement / command device 30 receives the animal via the stimulus control device 20. It is set by controlling the stimulus / stimulus response detection apparatus 10. In addition, in the measurement, the measurer may change the posture of the mouse during stimulation, grooming, and the behavior shown in FIG. The invalid data button (“invalid data [Esc] button 806)” on the interface screen was pressed to exclude it from the measured value.

図10は、被計測対象動物200のマウスが動物刺激・刺激応答検出装置10の動物用チャンバー11に収容された様子の一例を示す写真である。
この図10には、2つの刺激棒13の上方に配置された動物用チャンバー11に被計測対象動物200のマウスが収容されている様子が示されている。また動物用チャンバー11の両端に設置された可動式シャッター12により、動物用チャンバー11内で被計測対象動物200のマウスを収容する領域を画定している。
FIG. 10 is a photograph showing an example of how the mouse of the animal 200 to be measured is housed in the animal chamber 11 of the animal stimulus / stimulus response detector 10.
FIG. 10 shows a state in which the mouse of the animal 200 to be measured is housed in the animal chamber 11 disposed above the two stimulation bars 13. Further, the movable shutters 12 installed at both ends of the animal chamber 11 define an area in which the mouse of the animal 200 to be measured is accommodated in the animal chamber 11.

図11は、本発明の実施形態に係る刺激応答計測システム100を用いて、隔離前、隔離後1週、隔離後3週、隔離後5週の各隔離期間における鬱モデルマウス9匹の接触刺激応答行動による応答量(接触刺激応答行動量)を計測した計測結果を示す特性図である。具体的に、図11には、1回刺激あたりの応答量(計測値)の平均値±標準誤差の特性を示している。   FIG. 11 shows contact stimulation of nine depression model mice in each isolation period before isolation, 1 week after isolation, 3 weeks after isolation, and 5 weeks after isolation using the stimulus response measurement system 100 according to the embodiment of the present invention. It is a characteristic view which shows the measurement result which measured the response amount (contact stimulus response action amount) by response action. Specifically, FIG. 11 shows a characteristic of an average value ± standard error of a response amount (measured value) per stimulation.

図11には、隔離前に1.66±0.28mNsの応答量を示していた動物群が、隔離1週間経過後に3.27±0.95mNsの応答量となり、隔離3週間経過後に10.47±2.08mNsの応答量となり、隔離5週間経過後に15.10±2.10mNsの応答量の応答行動が現れたことを示している。また、他方の対照群である集団飼育動物群のマウスでは、ほとんど接触刺激行動の応答量の増加が観察されなかったので、隔離飼育群の鬱モデルマウスにおける接触刺激応答行動の応答量の顕著な増加は、隔離によるストレスが原因であると考えられる。即ち、刺激応答計測システム100を用いた接触刺激応答行動に基づく応答量の計測によって、鬱動物のスクリーニングが可能であること、さらに、鬱の発症と症状悪化の過程を数値として定量化できることが分かった。   In FIG. 11, the group of animals that showed a response level of 1.66 ± 0.28 mNs before isolation had a response level of 3.27 ± 0.95 mNs after 1 week of isolation and 10. The response amount was 47 ± 2.08 mNs, and the response behavior of the response amount of 15.10 ± 2.10 mNs appeared after 5 weeks of isolation. In addition, in the mice of the group-fed animals that was the other control group, almost no increase in the response amount of the contact stimulus behavior was observed, so the response amount of the contact stimulus response behavior in the depression model mouse in the isolated group was remarkable. The increase is believed to be due to stress from isolation. That is, it is found that screening of depressed animals is possible by measuring the response amount based on the contact stimulus response behavior using the stimulus response measuring system 100, and further, the process of onset and symptom deterioration can be quantified as a numerical value. It was.

(対物攻撃行動に基づく応答量の計測)
マウスの対物攻撃行動は、眼前に接近する物体(非生物)に対して噛みつく、或いは、前肢で接近する物体に攻撃を加える等の行動である。本実験では、図9の頭部レベル2に刺激棒13を上昇させてマウスを刺激するようにした。この際、刺激棒13は、多くの場合、マウスの頭部付近をマウスに触れることなく上昇し、マウスの眼前またはそれよりやや下方もしくは前方で停止した。或いは、刺激棒13は、マウスの下顎を下から押し上げマウスの頭部を軽く持ち上げた。後者の場合、刺激棒13とマウスの接触が起こるが、刺激棒13の水平方向に対する荷重(力)のみを計測することにより、この程度の接触による荷重が記録されないようにプログラムの条件を設定した。即ち、マウスが刺激棒13に対して攻撃行動を起こさない限り、荷重(力)に係る計測値がほぼ0となるようにした。
(Measurement of response based on objective attack behavior)
The objective attack behavior of the mouse is behavior such as biting on an object (non-living body) approaching in front of the eyes or attacking an object approaching with the forelimb. In this experiment, the stimulation rod 13 was raised to head level 2 in FIG. 9 to stimulate the mouse. At this time, in many cases, the stimulating bar 13 was raised near the head of the mouse without touching the mouse and stopped in front of the mouse or slightly below or in front of it. Alternatively, the stimulating bar 13 pushes up the lower jaw of the mouse from below and gently lifts the head of the mouse. In the latter case, contact between the stimulation bar 13 and the mouse occurs, but by measuring only the load (force) in the horizontal direction of the stimulation bar 13, the program conditions are set so that the load due to this degree of contact is not recorded. . That is, as long as the mouse does not attack the stimulating rod 13, the measurement value related to the load (force) is set to be almost zero.

本実験における刺激条件は、接触刺激応答行動の計測時と同様に、刺激棒13の上昇速度を85mm/秒、刺激時間(刺激棒13の上昇時間)を1秒間、刺激間隔(インターバル)を10秒に1回、刺激回数を30回とした。そして、本実験においても、刺激回数30回の応答量に係る計測値を平均して、1回の刺激あたりの刺激の応答量とした。この刺激条件は、上述した接触刺激応答行動計測と同様に、予備実験を行って設定したものであり、最も適切にマウスの対物攻撃行動を計測し得る条件である。また、当該計測において、計測者は、刺激棒13がマウスの前肢を下から持ち上げたことによってマウスが動いた場合や、刺激棒13が上昇している時にマウスが体位変換を行った場合など、対物攻撃行動と関係しない行動が観察された場合には、図8に示すユーザインターフェース画面の無効データボタン(「無効データ[Esc]ボタン806)を押し、計測値から除外した。   The stimulation conditions in this experiment are the same as in the measurement of the contact stimulus response behavior: the rising speed of the stimulation bar 13 is 85 mm / second, the stimulation time (the rising time of the stimulation bar 13) is 1 second, and the stimulation interval (interval) is 10 Once per second, the number of stimulations was 30. And also in this experiment, the measured value concerning the response amount of 30 times of stimulation was averaged to obtain the response amount of the stimulus per stimulus. This stimulation condition is set by conducting a preliminary experiment, similarly to the above-described contact stimulation response behavior measurement, and is a condition that can measure the objective attack behavior of the mouse most appropriately. Also, in the measurement, the measurer can move the mouse when the stimulating bar 13 lifts the forelimb of the mouse from below, or when the mouse changes its position when the stimulating bar 13 is raised. When an action not related to the objective attack action was observed, an invalid data button (“invalid data [Esc] button 806) on the user interface screen shown in FIG. 8 was pressed and excluded from the measured value.

正常マウスでは、図9の頭部レベル2に刺激棒13を上昇させた時、最初の数回は、刺激棒13に興味を示して軽く噛みついたり、臭いを嗅いだり、刺激棒13を嫌って顔の位置を変えたり、身体の向きを変えることもあった。しかしながら、まもなく刺激に興味を示さなくなり、刺激棒13を無視することが多くなった。この正常マウスの噛みつき行動等は、探索行動の1つと考えられ、攻撃的な噛みつき行動(対物攻撃行動)とは明らかに異なるものである。   In normal mice, when the stimulating bar 13 is raised to head level 2 in FIG. 9, the first few times, interest is shown in the stimulating bar 13, biting lightly, smelling, hating the stimulating bar 13 I sometimes changed the position of my face and the direction of my body. However, it soon became less interested in stimuli and often ignored the stimulating bar 13. This normal mouse biting behavior is considered to be one of the search behaviors, and is clearly different from the aggressive biting behavior (objective attack behavior).

これに対して、鬱モデルマウスでは、実験の開始から実験終了まで終始上昇してくる刺激棒13に対して噛みつく攻撃行動、及び、前肢で刺激棒13を攻撃する行動を行うことが多かった。また、鬱モデルマウスは、刺激棒13に噛みつくと共に、時に激しく刺激棒13を前後左右に揺さぶることもあった。そして、鬱モデルマウスでは、5分間の実験時間中に刺激棒13に対する無関心は観察されないことが多かった。このような対物攻撃行動は、鬱モデルマウスに特有の行動であると考えられ、鬱動物のスクリーニング及び鬱症状の定量化に有用であることが分かった。   On the other hand, the depression model mouse often performs an attacking action that bites the stimulation bar 13 that rises from the start to the end of the experiment and attacks the stimulation bar 13 with the forelimbs. In addition, the depression model mouse sometimes bites the stimulation bar 13 and sometimes vigorously shakes the stimulation bar 13 back and forth and right and left. In depression model mice, indifference to the stimulating bar 13 was often not observed during the five-minute experimental period. Such objective attack behavior is considered to be unique to depression model mice, and was found to be useful for screening depressed animals and quantifying depression symptoms.

図12は、本発明の実施形態に係る刺激応答計測システム100を用いて、隔離前、隔離後1週、隔離後3週、隔離後5週の各隔離期間における鬱モデルマウス9匹の対物攻撃行動による応答量(対物攻撃行動量)を計測した計測結果を示す特性図である。具体的に、図12には、1回刺激あたりの応答量(計測値)の平均値±標準誤差の特性を示している。   FIG. 12 shows an objective attack of nine depression model mice in each isolation period before isolation, 1 week after isolation, 3 weeks after isolation, and 5 weeks after isolation using the stimulus response measurement system 100 according to the embodiment of the present invention. It is a characteristic view which shows the measurement result which measured the response amount (objective attack action amount) by action. Specifically, FIG. 12 shows the characteristics of the average value ± standard error of the response amount (measured value) per stimulation.

図12には、隔離前に1.31±0.51mNsの応答量を示した動物群が、隔離1週間経過後に1.84±0.68mNsの応答量となり、隔離3週間経過後に4.75±1.82mNsの応答量となり、隔離5週間経過後に8.83±2.10mNsの応答量の応答行動が現れたことを示している。即ち、隔離後1週頃にはまだはっきりとした対物攻撃行動は出現しないが、隔離後3週頃には顕著な対物攻撃行動が現れ、さらに、この症状は隔離後5週においてさらに増加したことを示している。   FIG. 12 shows that a group of animals that showed a response of 1.31 ± 0.51 mNs before isolation had a response of 1.84 ± 0.68 mNs after 1 week of isolation, and 4.75 after 3 weeks of isolation. The response amount is ± 1.82 mNs, and the response behavior of the response amount of 8.83 ± 2.10 mNs appears after 5 weeks of isolation. That is, no clear objective attack behavior appears yet around 1 week after isolation, but remarkable objective attack behavior appeared around 3 weeks after isolation, and this symptom increased further in 5 weeks after isolation. Is shown.

また、他方の対照群である集団飼育動物群(6匹)のマウスでは、ほとんど対物攻撃行動の増加が観察されなかったので、隔離飼育群の鬱モデルマウスにおける対物攻撃行動の応答量の顕著な増加は、隔離による長期に渡る孤独ストレスによって発症した症状であることが原因であると考えられる。即ち、刺激応答計測システム100を用いた対物攻撃行動に基づく応答量の計測によって、鬱動物のスクリーニングができ、さらに、鬱の発症と症状悪化の過程を数値として定量化できることが分かった。   In addition, since the increase in the objective attack behavior was hardly observed in the mice of the group-fed animal group (6 animals) as the other control group, the response amount of the objective attack behavior in the depression model mouse in the isolated breeding group was remarkable. The increase is thought to be due to symptoms developed by long-term lonely stress due to isolation. That is, it has been found that by measuring the response amount based on the objective attack behavior using the stimulus response measurement system 100, it is possible to screen depressed animals and to further quantify the onset and symptom deterioration processes as numerical values.

以上の計測結果により、鬱動物のスクリーニング及び鬱症状の定量化には、図9の後肢レベル1の刺激と頭部レベル2の刺激が両方とも有効であることが判明した。   From the above measurement results, it was found that both hind limb level 1 stimulation and head level 2 stimulation in FIG. 9 are effective for screening depressed animals and quantifying depression symptoms.

隔離飼育中の動物(マウス)を隔離後約5週間に渡って連続して計測を行った上記の実験において、接触刺激応答行動及び対物攻撃行動に基づく応答量が顕著に増加したことは、鬱病の発症と重症化に深い関係がある。即ち、接触刺激応答行動及び対物攻撃行動に基づく応答量の著しい時間依存的増加は、鬱症状の進行または重症化の行動学的指標となり得ることを示している。したがって、本実施形態の刺激応答計測システム100を用いて被計測対象動物200の接触刺激応答行動及び対物攻撃行動に基づく応答量を計測することにより、動物の鬱症状の進行を数値化して評価することが可能であると結論できる。本実施形態の刺激応答計測システム100は、同一動物の鬱症状の進行状況(重症化)を長期間に渡り追跡することが可能である。   In the above experiment in which the measurement was continuously performed for about 5 weeks after the isolation of an isolated animal (mouse), the response amount based on the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior markedly increased. Is closely related to the onset and severity of That is, it is shown that a significant time-dependent increase in the response amount based on the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior can be a behavioral indicator of progression or severity of depression. Therefore, by measuring the response amount based on the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior of the animal 200 to be measured using the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment, the progression of the depression symptoms of the animal is quantified and evaluated. It can be concluded that it is possible. The stimulus response measurement system 100 of the present embodiment can track the progress (severity) of depressive symptoms in the same animal over a long period of time.

次に、上述の9匹の動物の隔離飼育を8週まで行い、8週目に接触刺激応答行動量と対物攻撃行動量を上述と同様の方法で計測した。そして、計測後、全動物を大型の飼育ケージに同居させる集団飼育に戻した。そして、集団飼育開始後1週目、2週目、3週目において、接触刺激応答行動量及び対物攻撃行動量を、本実施形態の刺激応答計測システム100を用いて計測した。   Next, the above 9 animals were kept in isolation until 8 weeks, and the contact stimulus response behavior amount and the objective attack behavior amount were measured by the same method as described above at 8 weeks. Then, after the measurement, all animals were returned to group breeding in which they lived together in a large breeding cage. Then, in the first week, the second week, and the third week after the start of group breeding, the contact stimulus response behavior amount and the objective attack behavior amount were measured using the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment.

図13は、本発明の実施形態に係る刺激応答計測システム100を用いて、集団飼育前、集団飼育後1週、集団飼育後2週、集団飼育後3週の各集団飼育期間におけるモデルマウスの接触刺激応答行動量及び対物攻撃行動量を計測した計測結果を示す特性図である。   FIG. 13 shows a model mouse in each group breeding period before group breeding, one week after group breeding, two weeks after group breeding, and three weeks after group breeding using the stimulus response measuring system 100 according to the embodiment of the present invention. It is a characteristic view which shows the measurement result which measured the contact stimulus response action amount and the objective attack action amount.

図13は、集団飼育前(隔離飼育8週)に18.27±2.77mNsの接触刺激応答行動量を示した動物群が、集団飼育開始後1週目には9.94±1.72mNs、集団飼育開始後2週目には5.86±1.00mNs、集団飼育開始後3週目には5.63±0.89mNsの接触刺激応答行動量を示したことを表している。即ち、隔離飼育によって発症した接触刺激応答行動は、集団飼育に戻すことにより軽減することが、刺激応答計測システム100を用いた計測の結果により示された。   FIG. 13 shows that an animal group showing a contact stimulus response behavior amount of 18.27 ± 2.77 mNs before the group breeding (isolated breeding 8 weeks) is 9.94 ± 1.72 mNs in the first week after the group breeding is started. This shows that the contact stimulus response behavior amount of 5.86 ± 1.00 mNs was shown in the second week after the start of the group breeding and 5.63 ± 0.89 mNs was shown in the third week after the start of the group feed. That is, it was shown by the result of measurement using the stimulus response measurement system 100 that the contact stimulus response behavior caused by the isolation breeding is reduced by returning to the group breeding.

さらに、図13は、集団飼育前(隔離飼育8週)に12.94±3.53mNsの対物攻撃行動量を示した動物群が、集団飼育開始後1週目には4.95±1.22mNs、集団飼育開始後2週目には3.71±1.16mNs、集団飼育開始後3週目には3.41±0.89mNsの対物攻撃行動量を示したことを表している。即ち、隔離飼育によって発症した対物攻撃行動量は、集団飼育に戻すことにより軽減することが、刺激応答計測システム100を用いた計測の結果により示された。   Further, FIG. 13 shows that an animal group showing an objective attack behavior amount of 12.94 ± 3.53 mNs before the group breeding (isolated breeding 8 weeks) is 4.95 ± 1. This shows that the objective attack behavior amount was 22 mNs, 3.71 ± 1.16 mNs in the second week after the start of the group breeding, and 3.41 ± 0.89 mNs in the third week after the start of the group breeding. That is, the result of measurement using the stimulus response measurement system 100 indicates that the amount of objective attack behavior caused by isolated breeding is reduced by returning to group breeding.

上述の実験結果は、本実施形態に係る刺激応答計測システム100を用いて接触刺激応答行動量及び対物攻撃行動量を定量化して示すことにより、マウスの欝病の治癒過程を、時間経過を追って証明できることを示している。   The above experimental results quantify and show the contact stimulus response action amount and the objective attack action amount using the stimulus response measurement system 100 according to the present embodiment, so that the healing process of the mouse mania can be observed over time. It shows that it can be proved.

抗鬱薬の動物実験では、投薬後の動物の鬱症状の推移を同一動物で追跡することが必要であるが、本実施形態の刺激応答計測システム100を使用した方法では、抗鬱薬の投与を受けた鬱モデル動物の鬱症状の治癒過程を追跡することも可能である。   In animal experiments of antidepressants, it is necessary to track the transition of depression symptoms in animals after administration, but in the method using the stimulus response measurement system 100 of this embodiment, an antidepressant is administered. It is also possible to follow the healing process of depression symptoms in depressed model animals.

従来のポルソーの強制水泳実験などの行動学的実験では、鬱動物のスクリーニングは可能であるが、時間の経過と共に進行する鬱症状の重症化、及び、抗鬱薬投与後の鬱症状の軽減化の過程を、同一動物を用いて数値で示すことはできなかった。これに対し、本実施形態の刺激応答計測システム100を用いた計測では、鬱症状の重症化及び治癒を容易に数値化することができ、その結果、鬱症状の進行過程及び治癒過程を同一動物で追跡調査することが可能である。このことは、上述したように、従来の実験手法では不可能であった。   In behavioral experiments, such as the conventional Porsau forced swimming experiment, it is possible to screen depressed animals, but the severity of depression that progresses over time and the reduction of depression after antidepressant administration The process could not be shown numerically using the same animals. On the other hand, in the measurement using the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment, the severity and cure of the depression can be easily quantified, and as a result, the progression process and the cure process of the depression are the same animal. Can be followed up. As described above, this has not been possible with conventional experimental methods.

接触刺激応答行動及び対物攻撃行動に基づく応答量の計測は、機械的刺激に対する情動系の応答量を計測するものである。換言すれば、刺激に対する快/不快の情動を検出し、数値化するものである。このような機能を有する研究機器は、これまでに開発されていない。   The measurement of the response amount based on the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior measures the response amount of the emotional system to the mechanical stimulus. In other words, the emotion of pleasure / discomfort to the stimulus is detected and digitized. Research equipment having such a function has not been developed so far.

上述した情動には、学習効果が存在しない。即ち、情動行動に関する行動学的実験は、同一動物を用いて何度でも繰り返し行うことが可能である。このことは、例えば、鬱モデル動物に対する抗鬱薬投与前と投与後における薬の作用を査定する際には非常に有利である。現在、一般に行われている抗鬱薬の実験に用いられる他の多くの行動学研究手法には、常に、学習効果の問題が存在する。そのため、同一動物を用いる実験は、従来の方法では、有効性が乏しい。これに対して、本実施形態の刺激応答計測システム100を用いた接触刺激応答行動と対物攻撃行動による応答量の計測に基づく鬱症状の定量法は、学習効果を考える必要が存在しない点で優位性が高い手法である。近年の鬱患者の増加に伴い、新しい抗鬱薬の開発の必要性が増大し、実験動物を用いた抗鬱薬の試験方法の格段の発展が必要になっている。本発明は、その需要に合致するものであり、市場性は極めて高いと考えられる。   The emotion described above has no learning effect. That is, behavioral experiments regarding emotional behavior can be repeated over and over using the same animal. This is very advantageous, for example, when assessing the effect of a drug before and after administration of an antidepressant to a depression model animal. There are always learning-effect problems in many other behavioral research methods currently used for antidepressant experiments that are commonly performed. For this reason, experiments using the same animal have poor effectiveness in conventional methods. On the other hand, the depression quantification method based on the measurement of the response amount by the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior using the stimulus response measurement system 100 of this embodiment is advantageous in that there is no need to consider the learning effect. This is a highly practical technique. With the recent increase in the number of depressed patients, the need for the development of new antidepressants has increased, and the development of antidepressant drug testing methods using laboratory animals has become necessary. The present invention meets the demand and is considered to have extremely high marketability.

動物の行動が正しく定量化されているかどうかは、同一動物に与えた同一の刺激に対して、毎回ほぼ一定の応答量(反応量)が得られるかどうか、即ち、同一条件で同一状態の動物の計測を繰り返し行った場合に、再現性の高い応答量(反応量)の計測値が得られるかどうかを調査することにより判断できると考えられる。本実験で用いた接触刺激応答実験及び対物攻撃行動実験では、連続した2週間の試験において、ほぼ一定の応答量が計測されることが明らかになっている。このことは、接触刺激応答行動及び対物攻撃行動は、刺激応答計測システム100による計測によって、ほぼ正確にその応答量(反応量)を検出していることを示している。実験データの再現性が高いことは、動物の応答行動に対する応答量(反応量)を定量化するうえで極めて重要なことであり、本実施形態の刺激応答計測システム100を用いた計測は、刺激に対する応答量(反応量)を定量化するのに信頼性があることを示している。   Whether or not the behavior of the animal is correctly quantified depends on whether or not an almost constant response amount (response amount) is obtained each time for the same stimulus given to the same animal, that is, an animal in the same state under the same conditions It is thought that it can be judged by investigating whether or not the measurement value of the response amount (reaction amount) with high reproducibility can be obtained when the measurement is repeated. In the contact stimulus response experiment and the objective attack behavior experiment used in this experiment, it has been clarified that an almost constant response amount is measured in a continuous two-week test. This indicates that the response amount (response amount) of the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior is detected almost accurately by measurement by the stimulus response measurement system 100. The high reproducibility of the experimental data is extremely important for quantifying the response amount (response amount) to the response behavior of the animal, and the measurement using the stimulus response measurement system 100 of this embodiment is a stimulus. It shows that there is reliability in quantifying the response amount (reaction amount) to.

また、本実施形態の動物刺激・刺激応答検出装置10では、動物に対する刺激の際に、決して、温痛覚を刺激しない構造となるようにしている。前述したが、動物は強い温痛覚刺激が与えられると、逃避反射(屈曲反射または脊髄反射)を起こし、刺激から逃れようとする。脊髄反射が出現してしまうと、情動中枢の反応を正確に検出することができなくなるので、刺激棒13は、直径3mmほどの太い金属棒を使用し、先端を丸く削ったものを用いた。この際、刺激棒13に金属を用いたのは、被計測対象動物200が刺激棒13に噛みつくことによる破損を防止するためである。   In addition, the animal stimulation / stimulation response detection apparatus 10 of the present embodiment has a structure that never stimulates thermal pain when stimulating animals. As described above, when an intense thermal pain stimulus is given, an animal causes an escape reflex (flexion reflex or spinal reflex) and tries to escape from the stimulus. When the spinal cord reflex appears, it becomes impossible to accurately detect the reaction of the emotional center. Therefore, the stimulating bar 13 is a thick metal bar having a diameter of about 3 mm, and the tip is rounded. At this time, the reason why the metal is used for the stimulation bar 13 is to prevent the measurement target animal 200 from being damaged by biting the stimulation bar 13.

鬱モデル動物の脳は、隔離飼育によって作製された鬱モデル動物(ラット又はマウス)においてよく調べられており、鬱病の脳内機序について以下のような研究報告がある。
(1)前頭前野、側坐核、海馬では、in vitroでセロトニンの自発放出が減少する。
(2)前頭前野、側坐核、海馬では、in vivoで塩化カリウム誘導性セロトニン(5−HT)の放出が増加する。
(3)縫線核では、ストレスによって誘発される5−HT1A受容体の活性が低下する。
(4)中脳では、トリプトファン水酸化酵素活性の低下が観察される。
(5)海馬と視床下部では、5−HT1受容体が減少する。
(6)海馬背側部におけるTH1AmRNAレベルが低下し、CA1における5−TH1A受容体量が減少する。
(7)海馬、前頭前野、中脳では、セロトニン合成とドパミン合成の共通の補酵素であるテトラヒドロビオプテリン(BH4)のレベルが上昇する。
これらのことから、隔離飼育により少なくとも脳内セロトニン系及びドパミン系に病変が現れることは明らかであり、これが鬱の病理学的機序の1つであると考えられる。
The brains of depressed model animals are often examined in depressed model animals (rats or mice) produced by isolation breeding, and the following studies have been reported on the mechanism of depression in the brain.
(1) In the prefrontal cortex, nucleus accumbens, and hippocampus, the spontaneous release of serotonin decreases in vitro.
(2) Potassium chloride-induced serotonin (5-HT) release increases in vivo in the prefrontal cortex, nucleus accumbens, and hippocampus.
(3) In the raphe nucleus, the activity of 5-HT 1A receptor induced by stress decreases.
(4) A decrease in tryptophan hydroxylase activity is observed in the midbrain.
(5) 5-HT 1 receptors decrease in the hippocampus and hypothalamus.
(6) The TH 1A mRNA level in the dorsal hippocampus decreases, and the amount of 5-TH 1A receptor in CA1 decreases.
(7) In the hippocampus, prefrontal cortex, and midbrain, the level of tetrahydrobiopterin (BH 4 ), which is a common coenzyme for serotonin synthesis and dopamine synthesis, increases.
From these facts, it is clear that isolated rearing causes lesions at least in the serotonin system and dopamine system in the brain, which is considered to be one of the pathological mechanisms of depression.

ヒトでは、鬱病の自殺者において、一般に、前頭前野腹外側部におけるセロトニンシステムの異常や、青斑核におけるα2受容体の異常、縫線核における5−TH1A受容体の異常が報告されている。また、鬱病患者では、前頭眼窩野前部の皮質の厚さの軽減や、細胞密度の低下、細胞の小型化が観察されている。したがって、ヒトでも同様の病理学的発症機序が存在するものと考えられる。 In humans, depressed suicides generally report abnormalities in the serotonin system in the prefrontal ventral region, α2 receptors in the locus coeruleus, and 5-TH 1A receptors in the raphe nucleus. . In depression patients, reduction of cortical thickness in the frontal orbital area, reduction in cell density, and cell miniaturization have been observed. Therefore, it is considered that a similar pathological pathogenesis exists in humans.

以上のように、鬱病の脳内機序が実験動物とヒトにおいて共通性が高いことは、本実施形態の刺激応答計測システム100が、被計測対象動物200として上述したマウスに限らず、他の動物においても適用可能であることを示している。   As described above, the mechanism of depression in the brain is highly common between experimental animals and humans. The stimulus response measurement system 100 according to the present embodiment is not limited to the above-described mouse as the animal 200 to be measured. It is shown that it can be applied to animals.

また、本実施形態の刺激応答計測システム100では、他に行った詳細な予備的実験から、刺激時間は刺激開始から5分間、刺激回数30回で行うのが適切であるとしている。これにより、非常に短時間で再現性の高いデータを得ることができる。このように、実験が簡便に行えることは、本実施形態の刺激応答計測システム100の大きな利点である。   Further, in the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment, it is determined from the other detailed preliminary experiments that it is appropriate that the stimulus time is 5 minutes from the start of the stimulus and the number of times of stimulation is 30 times. Thereby, highly reproducible data can be obtained in a very short time. Thus, it is a big advantage of the stimulus response measuring system 100 of this embodiment that an experiment can be performed simply.

また、隔離によって鬱を発症した動物の機械的刺激に対する過敏な接触刺激応答行動及び対物攻撃行動については、他の方法によって鬱を発症させた動物、例えば胎盤・母乳経由でダイオキシンを摂取したあとに鬱を発症したマウスにおいても、まったく同じ行動が観察されている。このことから、接触刺激応答行動及び対物攻撃行動は、鬱症状の一部であると考えることができる。   In addition, with regard to sensitive contact stimulus response behavior and objective attack behavior of animals that have developed depression due to isolation, animals that have developed depression by other methods, for example, after ingesting dioxins via placenta / milk. Exactly the same behavior has been observed in mice that developed depression. From this, it can be considered that the contact stimulus response behavior and the objective attack behavior are part of depressive symptoms.

払い除け行動は、後肢による非常に素早い運動であり、肉眼的に刺激棒13を蹴った回数を数えることは不可能である。そこで、本実施形態では、荷重センサー14を用いて被計測対象動物200の払い除け行動を捉え、応答量(反応量)(mNs)として計測し、表示装置40にその計測結果を表示するようにしている。したがって、本実施形態では、表示装置40に表示されたグラフ等の波形を読み取ることにより、蹴った回数をカウントすることも可能であり、また、その蹴りの強さも同時に計測でき、鬱の行動指標の1つとして実用化することができる。また、対物攻撃行動は、計測されたグラフの形態から、動物の応答行動の様式を推察することが可能であり、実験動物の鬱症状の重症度を推察する補助データとして活用することも可能である。   The abandonment action is a very quick movement by the hind limbs, and it is impossible to count the number of times the stimulus bar 13 has been kicked with the naked eye. Therefore, in this embodiment, the load sensor 14 is used to capture the erasure behavior of the animal 200 to be measured, measure it as a response amount (reaction amount) (mNs), and display the measurement result on the display device 40. ing. Therefore, in the present embodiment, it is possible to count the number of kicks by reading a waveform such as a graph displayed on the display device 40, and the kick strength can be measured at the same time. It can be put to practical use as one of these. In addition, objective attack behavior can be used to infer the behavior of the animal's response behavior from the measured graph form, and can also be used as auxiliary data to infer the severity of depression in laboratory animals. is there.

最後に、本実施形態の実施例について、図2を参照しながら説明する。ここで、以下の説明においては、被計測対象動物200としてマウスを用いた例で説明する。   Finally, an example of the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, in the following description, an example in which a mouse is used as the measurement target animal 200 will be described.

まず、正常マウス(正常マウス群)、及び、鬱状態の重症度に応じた鬱モデルマウス(鬱モデルマウス群)のそれぞれを各1匹ずつ動物用チャンバー11に収容して、刺激棒13による刺激を行い、当該刺激に対する応答量(反応量)を、鬱状態の重症度示す数値と関連付けて、計測・指令装置30の内部メモリに記憶させておく。   First, a normal mouse (normal mouse group) and a depression model mouse (depression model mouse group) corresponding to the severity of depression are accommodated in the animal chamber 11 and stimulated by the stimulation rod 13. And the response amount (response amount) to the stimulus is stored in the internal memory of the measurement / command device 30 in association with a numerical value indicating the severity of depression.

続いて、被計測対象動物200のマウスが動物用チャンバー11に収容されて、計測者から操作入力装置50を介して計測開始の指示(具体的には、図8に示すユーザインターフェース画面の「計測スタート」ボタン807の操作)がなされると、計測・指令装置30は、刺激制御装置20を介して刺激棒駆動装置17を駆動させて、マウスに対して刺激棒13による刺激を行う(刺激ステップ)。   Subsequently, the mouse of the animal 200 to be measured is accommodated in the animal chamber 11, and a measurement start instruction (specifically, “Measurement” on the user interface screen shown in FIG. When the “start” button 807 is operated), the measurement / command device 30 drives the stimulation rod driving device 17 via the stimulation control device 20 to stimulate the mouse with the stimulation rod 13 (stimulation step). ).

続いて、荷重センサー14は、計測・指令装置30による刺激制御装置20を介した制御に基づいて、マウスに刺激棒13による刺激を与えた際に、マウスが刺激棒13に対して起こした行動に基づく当該刺激棒に加えられた荷重を検出する(検出ステップ)。その後、荷重センサー14で検出された検出信号は、刺激制御装置20を介して計測・指令装置30に内蔵のA/Dコンバータでアナログ/デジタル変換される。   Subsequently, the load sensor 14 is the action that the mouse has caused to the stimulation bar 13 when the stimulation is applied to the mouse by the stimulation bar 13 based on the control by the measurement / command apparatus 30 via the stimulation control device 20. The load applied to the stimulation bar based on the above is detected (detection step). Thereafter, the detection signal detected by the load sensor 14 is analog / digital converted by the A / D converter built in the measurement / command device 30 via the stimulus control device 20.

続いて、計測・指令装置30は、荷重センサー14で検出した荷重(力)に基づいて、マウスの刺激棒13による刺激に対する応答量(反応量)を計測する(計測ステップ)。   Subsequently, the measurement / command device 30 measures the response amount (reaction amount) to the stimulation by the stimulation rod 13 of the mouse based on the load (force) detected by the load sensor 14 (measurement step).

続いて、計測・指令装置30は、計測したマウスの応答量(反応量)に基づいて、予め実験により算出され内部メモリに記憶されている各マウスの応答量(反応量)を参照することにより、被計測対象動物200であるマウスの鬱状態の重症度を示す数値を算出する(算出ステップ)。   Subsequently, the measurement / command device 30 refers to the response amount (reaction amount) of each mouse that is calculated in advance and stored in the internal memory based on the measured response amount (reaction amount) of the mouse. Then, a numerical value indicating the severity of depression in the mouse 200 to be measured is calculated (calculation step).

続いて、計測・指令装置30は、計測されたマウスの応答量(反応量)の情報及び算出された当該マウスの鬱状態の重症度を示す数値の情報を表示装置40に表示する(表示ステップ)。ここで、図8に示すユーザインターフェース画面には、被計測対象動物200であるマウスの鬱状態の重症度を示す数値の情報が示されていないが、本実施形態の刺激応答計測システム100においては、計測者による操作入力装置50の操作により当該マウスの鬱状態の重症度を示す数値の情報を表示装置40に表示可能となっている。   Subsequently, the measurement / command device 30 displays information on the measured response amount (reaction amount) of the mouse and numerical information indicating the calculated severity of depression of the mouse on the display device 40 (display step). ). Here, the user interface screen shown in FIG. 8 does not show numerical information indicating the severity of depression in the measurement target animal 200, but in the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment. Numerical information indicating the severity of depression of the mouse can be displayed on the display device 40 by the operation of the operation input device 50 by the measurer.

本実施形態の刺激応答計測システム100によれば、被計測対象動物200に対して刺激棒13で刺激を与え、被計測対象動物200が刺激棒13に対して起こした行動に基づく荷重(力)を荷重センサー14で検出し、当該検出した荷重(力)に基づいて、被計測対象動物200の刺激棒13による刺激に対する応答量を計測・指令装置30で計測するようにしたので、被計測対象動物200の鬱状態を定量的に評価することができる。   According to the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment, a load (force) based on an action that the measurement target animal 200 gives a stimulus to the measurement target animal 200 with the stimulation bar 13 and the measurement target animal 200 causes the stimulation bar 13. Is detected by the load sensor 14, and based on the detected load (force), the response amount to the stimulation by the stimulation rod 13 of the measurement target animal 200 is measured by the measurement / command device 30. The depressed state of the animal 200 can be quantitatively evaluated.

そして、刺激棒13による刺激に対する応答量の定量化によって、被計測対象動物200の鬱症状における重症度を算出することができる。   Then, by quantifying the response amount to the stimulus by the stimulus bar 13, the severity of the depression symptoms of the animal 200 to be measured can be calculated.

また、本実施形態の刺激応答計測システム100では、被計測対象動物200に対して刺激棒13による刺激を与えるのみであるため、極めて簡便かつ正確に計測を行うことが可能であり、また、被計測対象動物に強いストレスを与えることなく反復して計測を行うことができる。これは、例えば、同一動物を用いて抗鬱薬の効果を時間経過とともに計測する場合などに極めて有用である。また、鬱動物に限らず、例えば、触覚に過敏症状をもつ動物を定量的に計測することにも使用できる。   In addition, in the stimulus response measurement system 100 of the present embodiment, only the stimulus by the stimulus bar 13 is given to the measurement target animal 200, so that measurement can be performed extremely simply and accurately. Measurement can be repeated without giving a strong stress to the measurement target animal. This is extremely useful when, for example, the effect of an antidepressant is measured over time using the same animal. Moreover, it can be used not only for depressed animals but also for quantitatively measuring animals having hypersensitive sensations, for example.

前述した本実施形態に係る刺激応答計測システム100による刺激応答計測方法の各ステップは、コンピュータCPUがRAMやROMなどに記憶されたプログラムを実行することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。   Each step of the stimulus response measuring method by the stimulus response measuring system 100 according to this embodiment described above can be realized by the computer CPU executing a program stored in a RAM, a ROM, or the like. This program and a computer-readable storage medium storing the program are included in the present invention.

具体的に、前記プログラムは、例えばCD−ROMのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、CD−ROM以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク(LAN、インターネットの等のWAN、無線通信ネットワーク等)システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。   Specifically, the program is recorded in a storage medium such as a CD-ROM, or provided to a computer via various transmission media. As a storage medium for recording the program, a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, a magneto-optical disk, a nonvolatile memory card, and the like can be used in addition to the CD-ROM. On the other hand, as the transmission medium of the program, a communication medium in a computer network (LAN, WAN such as the Internet, wireless communication network, etc.) system for propagating and supplying program information as a carrier wave can be used. In addition, examples of the communication medium at this time include a wired line such as an optical fiber, a wireless line, and the like.

また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより本実施形態に係る刺激応答計測システム100の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)或いは他のアプリケーションソフト等と共同して本実施形態に係る刺激応答計測システム100の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて本実施形態に係る刺激応答計測システム100の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。 Moreover, not only the function of the stimulus response measurement system 100 according to the present embodiment is realized by executing the program supplied by the computer, but also the OS (operating system) or other operating system in which the program is running on the computer. When the functions of the stimulus response measurement system 100 according to the present embodiment are realized in cooperation with application software, or all or part of the processing of the supplied program is performed by a function expansion board or function expansion unit of the computer. Even when the function of the stimulus response measurement system 100 according to the present embodiment is realized, such a program is included in the present invention.

また、前述した本実施形態は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   In addition, the above-described embodiments are merely examples of specific examples for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. . That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

現在、実験動物の精神不安を調べる手法として、高架式十字迷路や明暗箱を使用した行動学的方法が用いられることが多い。これらの行動学的方法は、動物が自発的に起こす行動を観察してそれを分析することに主眼が置かれており、動物の精神不安を調べるのに信頼性がある。しかしながら、これらの行動学的方法では、動物の鬱症状を評価することはできない。   Currently, behavioral methods using elevated plus mazes and light and dark boxes are often used as methods for examining mental anxiety of laboratory animals. These behavioral methods focus on observing and analyzing the behavior of animals spontaneously and are reliable for examining animal anxiety. However, these behavioral methods cannot assess animal depression.

これに対して、本実施形態に係る刺激応答計測システム100では、動物に軽微な接触刺激等を与え、その刺激に対する応答を分析して定量化することにより、動物の鬱症状を数値化するものである。本実施形態の手法では、動物の精神的苛立ちや精神不安定の度合いを計測できるため、これまでの手法と本実施形態の手法とを併用することで、より多角的に動物の精神状態を評価することが可能となる。   In contrast, in the stimulus response measurement system 100 according to the present embodiment, a slight contact stimulus or the like is given to the animal, and the response to the stimulus is analyzed and quantified to quantify the depression symptoms of the animal. It is. Since the method of this embodiment can measure the degree of mental irritation and mental instability of an animal, the mental state of the animal can be evaluated in a more diversified manner by combining the method so far and the method of this embodiment. It becomes possible to do.

本発明の実施形態に係る刺激応答計測システムの外観の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of the external appearance of the stimulus response measuring system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る刺激応答計測システムの概略構成の一例を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing an example of a schematic structure of a stimulus response measuring system concerning an embodiment of the present invention. 図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置の外観の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of the external appearance of the animal irritation | stimulation / irritation | stimulation response detection apparatus shown in FIG. 図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置における動物用チャンバーの外観の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of the external appearance of the chamber for animals in the animal stimulation and stimulus response detection apparatus shown in FIG. 図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置における刺激棒及び荷重センサーの外観の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of the external appearance of the stimulation stick | rod and load sensor in the animal stimulation and stimulation response detection apparatus shown in FIG. 図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置における動物用ケージの外観の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of the external appearance of the cage for animals in the animal stimulation and stimulus response detection apparatus shown in FIG. 図2に示す動物刺激・刺激応答検出装置における動物用ケージの外観の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of the external appearance of the cage for animals in the animal stimulation and stimulus response detection apparatus shown in FIG. 図2に示す表示装置に表示されたユーザインターフェース画面の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the user interface screen displayed on the display apparatus shown in FIG. 被計測対象動物であるマウスに対して刺激棒を上昇させて刺激を行う位置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the position which raises a stimulation stick | rod with respect to the mouse | mouth which is a measurement object animal, and performs a stimulus. 被計測対象動物のマウスが動物刺激・刺激応答検出装置の動物用チャンバーに収容された様子の一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of a mode that the mouse | mouth of the to-be-measured animal was accommodated in the animal chamber of the animal stimulus / stimulus response detection apparatus. 本発明の実施形態に係る刺激応答計測システムを用いて、隔離前、隔離後1週間、隔離後3週間、隔離後5週間の各離隔期間における鬱モデルマウス9匹の接触刺激応答行動による応答量を計測した計測結果を示す特性図である。Using the stimulus response measurement system according to the embodiment of the present invention, the amount of response by contact stimulus response behavior of nine depression model mice in each separation period before isolation, 1 week after isolation, 3 weeks after isolation, and 5 weeks after isolation It is a characteristic view which shows the measurement result which measured this. 本発明の実施形態に係る刺激応答計測システムを用いて、隔離前、隔離後1週間、隔離後3週間、隔離後5週間の各離隔期間における鬱モデルマウス9匹の対物攻撃行動による応答量を計測した計測結果を示す特性図である。Using the stimulus response measurement system according to the embodiment of the present invention, the response amount by objective attack behavior of nine depression model mice in each separation period before isolation, 1 week after isolation, 3 weeks after isolation, and 5 weeks after isolation is calculated. It is a characteristic view which shows the measured result. 本発明の実施形態に係る刺激応答計測システムを用いて、集団飼育前、集団飼育後1週、集団飼育後2週、集団飼育後3週の各集団飼育期間におけるモデルマウスの接触刺激応答行動量及び対物攻撃行動量を計測した計測結果を示す特性図である。Using the stimulus response measuring system according to the embodiment of the present invention, the contact stimulus response behavior amount of the model mouse in each group breeding period before group breeding, one week after group breeding, two weeks after group breeding, and three weeks after group breeding It is a characteristic view which shows the measurement result which measured objective attack action amount.

符号の説明Explanation of symbols

10 動物刺激・刺激応答検出装置
10a 動物用ケージ
10b 刺激発生・検出機構部
11 動物用チャンバー
12 可動式シャッター
13 刺激棒
14 荷重センサー
15 支持体
16 スライドレール
17 刺激棒駆動装置
18 汚物トレイ
20 刺激制御装置
30 計測・指令装置30
40 表示装置
50 操作入力装置
100 刺激応答計測システム
200 被計測対象動物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Animal stimulation / stimulus response detection device 10a Animal cage 10b Stimulation generation / detection mechanism 11 Animal chamber 12 Movable shutter 13 Stimulation rod 14 Load sensor 15 Support 16 Slide rail 17 Stimulation rod drive device 18 Soil tray 20 Stimulation control Device 30 Measurement / command device 30
40 Display device 50 Operation input device 100 Stimulus response measurement system 200 Animal to be measured

Claims (7)

被計測対象動物に対して刺激を与える刺激棒と、
前記被計測対象動物に前記刺激棒による刺激を与えた際に、前記被計測対象動物が前記刺激棒に対して起こした行動に基づく当該刺激棒に加えられた荷重を検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された荷重に基づいて、前記被計測対象動物の前記刺激に対する応答量を計測する計測手段と
を有することを特徴とする刺激応答計測システム。
A stimulation rod that gives stimulation to the animal to be measured;
Detecting means for detecting a load applied to the stimulation bar based on an action of the measurement object animal with respect to the stimulation rod when the stimulation object is stimulated by the stimulation rod;
A stimulus response measurement system comprising: a measurement unit that measures a response amount of the measurement target animal to the stimulus based on a load detected by the detection unit.
前記検出手段は、前記被計測対象動物が、前記刺激棒を払い除ける行動及び前記刺激棒に噛みつく行動を含む前記刺激棒に対する行動を起こした際に、前記刺激棒に加えられた荷重を検出することを特徴とする請求項1に記載の刺激応答計測システム。   The detection means detects a load applied to the stimulation bar when the animal to be measured performs an action on the stimulation bar including an action of removing the stimulation bar and an action of biting the stimulation bar. The stimulus response measuring system according to claim 1, wherein 前記検出手段は、前記荷重を検出する2軸または3軸の荷重センサーから構成されており、
前記荷重センサーは、前記刺激棒の基部に取り付けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の刺激応答計測システム。
The detection means is composed of a biaxial or triaxial load sensor for detecting the load,
The stimulation response measuring system according to claim 1, wherein the load sensor is attached to a base of the stimulation bar.
前記被計測対象動物を収容する動物用ケージと、
前記動物用ケージ内の前記被計測対象動物に対して前記刺激棒を駆動させる刺激棒駆動手段と、
前記計測手段により計測された前記応答量を表示する表示手段と
を更に有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の刺激応答計測システム。
An animal cage for housing the animal to be measured;
Stimulation rod driving means for driving the stimulation rod with respect to the animal to be measured in the animal cage;
The stimulus response measurement system according to claim 1, further comprising display means for displaying the response amount measured by the measurement means.
前記計測手段は、前記検出手段で検出された荷重のデータを解析し、当該荷重のX軸及びY軸の水平方向の合成ベクトルを前記応答量として算出して、前記応答量の計測を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の刺激応答計測システム。   The measurement unit analyzes the data of the load detected by the detection unit, calculates a horizontal combined vector of the X axis and the Y axis of the load as the response amount, and measures the response amount. The stimulus response measurement system according to any one of claims 1 to 4, wherein: 被計測対象動物に対して刺激棒を用いて刺激を与える刺激ステップと、
前記被計測対象動物に前記刺激棒による刺激を与えた際に、前記被計測対象動物が前記刺激棒に対して起こした行動に基づく当該刺激棒に加えられた荷重を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された荷重に基づいて、前記被計測対象動物の前記刺激に対する応答量を計測する計測ステップと
を有することを特徴とする刺激応答計測方法。
A stimulation step of applying stimulation to the measurement target animal using a stimulation rod;
A detection step of detecting a load applied to the stimulation bar based on a behavior of the measurement object animal with respect to the stimulation rod when the stimulation object is stimulated by the stimulation rod;
A stimulus response measurement method comprising: a measurement step of measuring a response amount of the animal under measurement to the stimulus based on the load detected in the detection step.
前記計測ステップでは、前記検出ステップで検出された荷重のデータを解析し、当該荷重のX軸及びY軸の水平方向の合成ベクトルを前記応答量として算出して、前記応答量の計測を行うことを特徴とする請求項6に記載の刺激応答計測方法。   In the measurement step, the load data detected in the detection step is analyzed, a horizontal combined vector of the X axis and the Y axis of the load is calculated as the response amount, and the response amount is measured. The stimulus response measuring method according to claim 6.
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