JP7144803B2 - 動物飼育ケージ - Google Patents

Description

本発明は動物飼育ケージ、特にマウスやラット等の小動物の運動量を、動物に干渉することなく測定することができる動物飼育ケージに関する。

従来、小動物飼育ケージとしては、回転ホイール付きのケージが知られており（例えば、特許文献１参照）、既に実用に供されている。
斯かる回転ホイール付きのケージでマウスやラット等のげっ歯類を飼育すると、１日当たり数千回程度ホイールを回転させるので、それらの動物は運動に対する選好性を有していると考えられている。そこで、これまで多くの研究で当該回転ホイールを用いて動物の運動量測定が行なわれていたが、例えば夜運動と昼運動の対比や効果性の検討等において、より精度の高い運動量の測定には、動物が回転ホイールを回すことができる状況とできない状況を切り替える必要があった。

しかしながら、従来の回転ホイール付きケージは、単にケージ内に回転ホイールを設置したに過ぎなかったため、回転ホイールが常に回転可能な状態となっており、上記の如き切り替えはできない、と云う問題があった。そのため、従来の研究においては、実験者が回転ホイールをその都度固定したり、あるいは回転ホイール付きのケージと回転ホイールの無いケージを交換したりするなど、動物に干渉する方法を採らざるを得なかったのが実状であった。

特開２０１４－３３６６１号公報

本発明は、上記の如き従来の問題と実状に鑑みてなされたものであり、動物に干渉することなく、当該回転ホイールを回すことができる状況とできない状況を切り替えることができる、運動用回転ホイール付き飼育ケージを提供することを課題としている。

更に、本発明は、当該回転ホイールを回すことができる状況とできない状況を動物自身が選択することができる、運動用回転ホイール付き飼育ケージを提供することを課題としている。

本発明者は、上記の課題を解決すべく種々研究を重ねた結果、ディスクブレーキシステムを利用すれば、特に良い結果が得られることを見い出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、動物の運動用回転ホイール付き飼育ケージであって、当該回転ホイールの回転と停止を制御するディスクブレーキシステムを備えていることを特徴とする動物飼育ケージにより上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記ディスクブレーキシステムのブレーキ制御装置部が、ディスクブレーキ部作動状態において実験者が操作画面中の項目「自由選好」を選択したときに、ブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを突出させる手段と；
動物が前記ブレーキ解除用レバーを押したときに、ブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを没入させると共に、ディスクブレーキ部を解除する手段と、当該解除後所定時間経過後にディスクブレーキ部を作動せしめる手段と、当該作動後所定時間経過後にブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを突出させる手段と；
動物が前記ブレーキ作動用レバーを押したときに、ブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを没入させる手段と、当該没入後所定時間経過後にブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを突出させる手段と；
を有することを特徴とする動物飼育ケージにより上記課題を解決したものである。

本発明の動物飼育ケージを用いれば、ディスクブレーキシステムにより回転ホイールの回転と停止を制御することができるので、動物に干渉することなく、回転ホイールを回すことができる状況とできない状況を自由に切り替えることができるため、動物に何らストレスを与えることなく、精度の高い運動量測定が可能となる。

特に、本発明のディスクブレーキシステムのブレーキ制御装置部として、上記の如き手段を有するものを用いれば、動物自身がその自由意思で回転ホイールを回すことができる状況とできない状況を選択することができるので、動物の運動に対する選好性をより精度良く測定評価することが可能となる。

本発明動物飼育ケージの概略構成説明図。 本発明動物飼育ケージのディスクブレーキシステムの作動例を示す模式説明図。 本発明動物飼育ケージのディスクブレーキシステムの他の作動例を示す模式説明図。

以下本発明の実施の形態を図面と共に説明する。

図１は本発明動物飼育ケージの概略構成説明図である。
当該図１において、１０はケージ本体で、その内部に運動用回転ホイール２０が設置されている。３０は当該回転ホイール２０の回転と停止を制御するディスクブレーキシステムで、回転ホイール２０の回転軸２１と連結されたディスクブレーキ部３１と、ケージ本体１０の外部に配置された、操作画面３２ａ付きのブレーキ制御装置部３２と、ケージ本体１０の内部に配置されたブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢとを有し、ディスクブレーキ部３１、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢはそれぞれブレーキ制御装置部３２に接続されている。

因みに、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢをケージ本体１０の外部に設置し、実験者が操作し得るようにしても良いが、本実施の形態のように、両レバーＡ及びＢをケージ本体１０の内部に設置するのが、動物自身によるレバー操作が可能となるので、より望ましい。
また、本発明に用いるブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢとしては、特にその種類は限定されないが、本実施の形態においては突出・没入可能なリトクラタブルレバーを用い、ケージ本体１０の内壁に設置している。これによりケージ本体１０の内部においてレバーが障害物にならないばかりでなく、後述のように、当該ブレーキ解除用レバーＡとブレーキ作動用レバーＢの何れか一方のみを突出させることにより、動物にレバー選択の事前学習をさせることが可能となる。

本発明に用いるブレーキ制御装置部３２は、マイクロコンピューターを主体に構成されており、メモリー部、操作画面表示制御部を含んでいる。
このブレーキ制御装置部３２は、実験者が電源を入れたときに、ディスクブレーキ部３１作動状態で操作画面に操作項目を表示する手段と、当該ディスクブレーキ部３１作動状態において実験者が操作画面３２ａ中の項目「自由選好」を選択したときに、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを突出させる手段と；
動物が前記ブレーキ解除用レバーＡを押したときに、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを没入させると共に、ディスクブレーキ部３１を解除する手段と、当該解除後、予め設定した所定時間経過後にディスクブレーキ部３１を作動せしめる手段と、当該作動後、予め設定した所定時間経過後にブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを突出させる手段と；
動物がブレーキ解除用レバーＡではなく、ブレーキ作動用レバーＢを押したときに、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを没入させる手段と、当該没入後、予め設定した所定時間経過後にブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを突出させる手段と；
実験者が操作画面３２ａ中の項目「終了」を選択したときに、ブレーキ解除レバーＡ及びブレーキ作動レバーＢを没入させて電源を切る手段と；
を有しており、斯かる各手段は、ブレーキ制御装置部３２にインストールされた、各手段として機能させるためのプログラムによって実行される。

次に、本発明におけるディスクブレーキシステムの作動例を図２と共に説明する。

まず、実験者が電源を入れたときに、ディスクブレーキ部３１が作動した状態（回転ホイール２０の回転不能）で、操作画面に操作項目を表示する。ここに操作項目としては、例えば、「自由選好」、「ブレーキ解除学習」、「ブレーキ作動学習」、「終了」等の操作文言が適宜設定される。
次に、当該ディスクブレーキ部３１作動状態（回転ホイール２０の回転不能）において実験者が操作画面３２ａ中の項目「自由選好」を選択したときに、ブレーキ解除レバーＡ及びブレーキ作動レバーＢを突出させる（図２（ａ）参照）。

次に、動物が前記ブレーキ解除用レバーＡを押したとき（図２（ｂ－１）参照）に、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを没入させる（図２（ｂ－２）参照）と共に、ディスクブレーキ部３１を解除する。これにより回転ホイール２０が回転可能となり、動物が運動できる状況となる（図２（ｂ－３）参照）。
次に、当該解除後、予め設定した所定時間（例えば１０秒間）経過後にディスクブレーキ部３１を作動せしめる。これにより回転ホイール２０が回転不能となり、動物が運動できない状況となる（図２（ｂ－４）参照）。
次に、当該作動後、予め設定した所定時間（例えば６０秒間前後）の待機時間を設け（図２（ｄ）参照）、当該時間経過後にブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを突出させる（図２（ａ）参照）。

他方、動物がブレーキ解除用レバーＡではなく、ブレーキ作動用レバーＢを押したとき（図２（ｃ－１）参照）に、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを没入させる（図２（ｃ－２）参照）。これにより回転ホイール２０は回転不能の状況がそのまま保持される（図２（ｃ－３）参照）。
次に、当該没入後、予め設定した所定時間（例えば６０秒間前後）の待機時間を設け（図２（ｄ）参照）、当該時間経過後にブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢを突出させる（図２（ａ）参照）。

以下この作動が繰り返される。

最後に、実験者が作動画面３２ａ中の項目「終了」を選択したときに、ブレーキ解除レバーＡ及びブレーキ作動レバーＢを没入させて電源を切る。

斯様に、本実施の形態に係る動物飼育ケージを用いれば、ブレーキ制御装置部３２により、ブレーキ解除用レバーＡ及びブレーキ作動用レバーＢの突出と没入及びディスクブレーキ部３１の解除と作動がそれぞれ制御されているので、運動好きの動物は自発的にブレーキ解除用レバーＡを押し、回転ホイール２０で運動することになる。他方、運動が好きでない動物は、ブレーキ作動レバーＢを押すことはあっても、ブレーキ解除レバーＡを押すことはない。これにより動物の運動に対する選好性を動物に干渉することなく測定評価することができる。

更に、ディスクブレーキシステムにブレーキの強さを適宜調節する手段をも含めれば、運動負荷を実験者が測定することもでき、運動生理学研究にも有用な運動飼育ケージとなる。

動物自身がブレーキ解除レバーＡ又はブレーキ作動レバーＢをスムースに選択する場合は特に問題はないが、通常、動物にレバーの位置と運動ができる／又はできないの関係を事前に学習させる必要性がある。
そこで、ブレーキ制御装置部３２としては、動物に当該事前学習をさせる手段を更に有するものが望ましい。以下斯かる事前学習手段についてディスクブレーキシステムの他の作動例を示す図３と共に説明する。
まず、ディスクブレーキ部３１の作動状態において、実験者が操作画面３２ａ中の項目「ブレーキ解除学習」を選択したときに、ブレーキ解除用レバーＡのみを突出させる手段（図３（１）（ａ）参照）と、動物がブレーキ解除用レバーＡを押したとき（図３（１）（ｂ）参照）に、ブレーキ解除用レバーＡを没入させる（図３（１）（ｃ）参照）と共に、ディスクブレーキ部３１を解除する（回転ホイールが回転可能となり、動物が運動できる）手段（図３（１）（ｄ）参照）と、当該解除後、予め設定した所定時間（例えば１０秒間）経過後にディスクブレーキ部３１を作動せしめる（回転ホイールが回転不能となり、動物が運動できない）手段（図３（１）（ｅ）参照）と当該作動後、予め設定した所定時間（例えば６０秒間前後：図３（ｆ）参照）経過後にブレーキ解除レバーＡのみを突出させる（図３（１）（ａ）参照）手段（これにより動物が再びレバーを押すことができる状態となる）とを含むブレーキ制御装置部３２が望ましいものとして挙げられる。

次に、ディスクブレーキ部３１作動状態において、実験者が操作画面中の項目「ブレーキ作動学習」を選択したときに、ブレーキ作動用レバーＢのみを突出させる手段（図３（２）（ａ）参照）と動物がブレーキ作動用レバーＢを押したとき（図３（２）（ｂ）参照）に、ブレーキ作動用レバーＢを没入させる（図３（２）（ｃ）参照）手段（この間、回転ホイールは回転不能のままで動物は運動できない：図３（２）（ｄ）参照）と、当該没入後、予め設定した所定時間（例えば６０秒間前後：図３（２）（ｅ）参照）経過後にブレーキ作動用レバーのみを突出させる（図３（２）（ａ）参照）手段（これにより動物が再びレバーを押すことができる状態となる）とを含むブレーキ制御装置部３２が望ましいものとして挙げられる。

斯かるブレーキ解除レバーＡとブレーキ作動レバーＢの何れかのレバーのみを動物に強制的に提示し、その反復選択によりレバーの位置と運動ができる／又はできないの関係が自然に学習されることになる。
而して、この実施の形態に係る動物飼育ケージを用いれば、動物に事前学習をさせた上で、動物の運動に対する選好性を測定評価し得るので、より効率的に運動量と選好性のデータを取得することができる。

１０：ケージ本体
２０：回転ホイール
２１：回転軸
３０：ディスクブレーキシステム
３１：ディスクブレーキ部
３２：ブレーキ制御装置部
３２ａ：操作画面
Ａ：ブレーキ解除用レバー
Ｂ：ブレーキ作動用レバー

Claims (5)

1. 動物の運動用回転ホイール付き飼育ケージであって、当該回転ホイールの回転と停止を制御するディスクブレーキシステムを備え、当該ディスクブレーキシステムが、ケージ本体の外部において回転ホイールの回転軸と連結されたディスクブレーキ部と、ケージ本体の外部に配置された、操作画面付きのブレーキ制御装置部と、ケージ本体の内部に配置されたブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーとを有することを特徴とする動物飼育ケージ。
2. 前記ブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーが、ケージ内壁に設置された突出・没入可能なリトラクタブルレバーであることを特徴とする請求項１記載の動物飼育ケージ。
3. 前記ブレーキ制御装置部が、ディスクブレーキ部作動状態において実験者が操作画面中の項目「自由選好」を選択したときに、ブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを突出させる手段と；
   動物が前記ブレーキ解除用レバーを押したときに、ブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを没入させると共に、ディスクブレーキ部を解除する手段と、当該解除後所定時間経過後にディスクブレーキ部を作動せしめる手段と、当該作動後所定時間経過後にブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを突出させる手段と；
   動物が前記ブレーキ作動用レバーを押したときに、ブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを没入させる手段と、当該没入後所定時間経過後にブレーキ解除用レバー及びブレーキ作動用レバーを突出させる手段と；
   を有することを特徴とする請求項２記載の動物飼育ケージ。
4. 前記ブレーキ制御装置部が、ディスクブレーキ部作動状態において実験者が操作画面中の項目「ブレーキ解除学習」を選択したときに、ブレーキ解除用レバーのみを突出させる手段と、動物がブレーキ解除用レバーを押したときに、ブレーキ解除用レバーを没入させると共に、ディスクブレーキ部を解除する手段と、当該解除後所定時間経過後にディスクブレーキ部を作動せしめる手段と、当該作動後所定時間経過後にブレーキ解除用レバーのみを突出させる手段とを有することを特徴とする請求項２又は３記載の動物飼育ケージ。
5. 前記ブレーキ制御装置部が、ディスクブレーキ部作動状態において実験者が操作画面中の項目「ブレーキ作動学習」を選択したときに、ブレーキ作動用レバーのみを突出させる手段と、動物がブレーキ作動用レバーを押したときに、ブレーキ作動用レバーを没入させる手段と、当該没入後所定時間経過後にブレーキ作動用レバーのみを突出させる手段とを有することを特徴とする請求項２～４の何れか１項記載の動物飼育ケージ。

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