JPH02104333A - 実験動物の行動観測器 - Google Patents
実験動物の行動観測器Info
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- JPH02104333A JPH02104333A JP63258974A JP25897488A JPH02104333A JP H02104333 A JPH02104333 A JP H02104333A JP 63258974 A JP63258974 A JP 63258974A JP 25897488 A JP25897488 A JP 25897488A JP H02104333 A JPH02104333 A JP H02104333A
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Animal Husbandry (AREA)
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、マウス、ラット、ハムスター等の実験動物
を入れてその行動を光センサの感知により測定するため
に使用する実験動物の行動観測器に関する。
を入れてその行動を光センサの感知により測定するため
に使用する実験動物の行動観測器に関する。
新規な医薬品や食品等には安全試験と称される長期に亘
る動物実験が義務づけられており、その一つの実験パタ
ーンとして行動観察がある。しかし、実験動物の行動を
肉眼で継続的に追跡することは不可能であるので、現在
では光センサにより実験動物の位置を検出し、コンピュ
ータによりその情報を論理的に解析し１行動を数量的デ
ータとして採取される。
る動物実験が義務づけられており、その一つの実験パタ
ーンとして行動観察がある。しかし、実験動物の行動を
肉眼で継続的に追跡することは不可能であるので、現在
では光センサにより実験動物の位置を検出し、コンピュ
ータによりその情報を論理的に解析し１行動を数量的デ
ータとして採取される。
従来、この方法に使用される行動観測器は、第５図に示
すように、ケージ１は四角形であって、光センサがＸ軸
、Ｙ軸に配列さ九、二次元を限度として実験動物Ｍの位
置および縦横幅Ｘａ、Ｙａを測定するものであった。
すように、ケージ１は四角形であって、光センサがＸ軸
、Ｙ軸に配列さ九、二次元を限度として実験動物Ｍの位
置および縦横幅Ｘａ、Ｙａを測定するものであった。
そこで、従来の行動観測器によれば、平面的にのみマウ
スＭを捉えるので、マウスＭが立ち上がった特異な行動
パターンを検出することはできなく、また、胴体Ｍａの
幅Ｙａの範囲内で首Ｍｂを動かしているときのような微
妙な行動パターンも検出することはできなかった。しか
も、三次元的な検出ができないことから、尻尾も胴体Ｍ
ａと同次元で捉えられる結果、詳細な行動測定データが
得られないという問題があった。
スＭを捉えるので、マウスＭが立ち上がった特異な行動
パターンを検出することはできなく、また、胴体Ｍａの
幅Ｙａの範囲内で首Ｍｂを動かしているときのような微
妙な行動パターンも検出することはできなかった。しか
も、三次元的な検出ができないことから、尻尾も胴体Ｍ
ａと同次元で捉えられる結果、詳細な行動測定データが
得られないという問題があった。
光センサを三次元の検出ができるように配列することは
可能であるが、多数の光センサを必要としコスト高とな
ることは避けられなかった。
可能であるが、多数の光センサを必要としコスト高とな
ることは避けられなかった。
また、従来のような角形ケージにおいては、ケージ内で
実験動物が位置変化を伴う行動を起こした場合、飼育ス
ペースが余程大きな面積を有しない限り、進行が必ず側
壁に遮られ、連続行動に制限をもたらすので、この場合
、実験動物は自発的ないし任意的な行動とは関係なく、
物理的に強制された行動を取らねばならなく、このこと
は行動測定上に不正確な要因を持ち込むことになるとい
う問題もあった。
実験動物が位置変化を伴う行動を起こした場合、飼育ス
ペースが余程大きな面積を有しない限り、進行が必ず側
壁に遮られ、連続行動に制限をもたらすので、この場合
、実験動物は自発的ないし任意的な行動とは関係なく、
物理的に強制された行動を取らねばならなく、このこと
は行動測定上に不正確な要因を持ち込むことになるとい
う問題もあった。
この発明は、上記のような実情に鑑みて、実験動物の行
動を三次元的に測定できるにもかかわらず、光センサの
配列が特殊なためにその個数が過大に要しなく、また、
ケージ内の飼育スペースが特殊な形態であるために、そ
れが小さなスペースであっても無限長であるかの如くに
、実験動物に自発的且つ継続的行動を取らせることので
きる飼育ケージを提供することを目的としたものである
。
動を三次元的に測定できるにもかかわらず、光センサの
配列が特殊なためにその個数が過大に要しなく、また、
ケージ内の飼育スペースが特殊な形態であるために、そ
れが小さなスペースであっても無限長であるかの如くに
、実験動物に自発的且つ継続的行動を取らせることので
きる飼育ケージを提供することを目的としたものである
。
上記の目的を達成するためのこの発明の構成は、外周壁
を円筒形に形成すると共に、その中心部に円筒形の内周
壁を形成することにより、その内外部周壁間に円循環形
飼育スペースを設けた透明体に飼育ケージを形成し、飼
育ケージ内の実験動物の行動観測について、循環位置検
出用センサと、立上り検出用センサと、内周位置検出用
センサと、外周位置検出用センサとを設け、そのうち、
循環位置検出用センサと立上り検出用センサとは、飼育
ケージの外周壁の外側と内周壁の内側とのいずれか一方
に投光器を、他方に受光器を全周に亘って放射状に配列
し、また、内周位置検出用センサと外周位置検出用セン
サとは、飼育ケージを上下に挟むようにしてその上下い
ずれか一方に投光器を、他方に受光器を飼育ケージの中
心位置を中心に同じく放射状に配列して成るものである
。
を円筒形に形成すると共に、その中心部に円筒形の内周
壁を形成することにより、その内外部周壁間に円循環形
飼育スペースを設けた透明体に飼育ケージを形成し、飼
育ケージ内の実験動物の行動観測について、循環位置検
出用センサと、立上り検出用センサと、内周位置検出用
センサと、外周位置検出用センサとを設け、そのうち、
循環位置検出用センサと立上り検出用センサとは、飼育
ケージの外周壁の外側と内周壁の内側とのいずれか一方
に投光器を、他方に受光器を全周に亘って放射状に配列
し、また、内周位置検出用センサと外周位置検出用セン
サとは、飼育ケージを上下に挟むようにしてその上下い
ずれか一方に投光器を、他方に受光器を飼育ケージの中
心位置を中心に同じく放射状に配列して成るものである
。
上記の構成によれば、飼育スペースが円循環形であって
、内周壁と外周壁とに沿って実験動物が円循環方向に進
むので、通路が無限に存在することになり、実験動物が
壁に衝突することなく自然で自発的な運動を繰り返す。
、内周壁と外周壁とに沿って実験動物が円循環方向に進
むので、通路が無限に存在することになり、実験動物が
壁に衝突することなく自然で自発的な運動を繰り返す。
しかも両局壁が透明であるので、通路の見かけ上の幅が
大きく、実験動物を精神的に抑圧しない。
大きく、実験動物を精神的に抑圧しない。
また、循環位置検出用センサは、実験動物の方位的位置
を検出し、立上り検出用センサは、立ち上がった動物を
検出し、内周位置検出用センサと外周位置検出用センサ
とは、実験動物が通路の内側に居るか外側に居るかを検
出し、内側と外側の両方が検出された場合、通路中央に
位置することになる。そこで、総体的には三次元的な検
出がなされる。
を検出し、立上り検出用センサは、立ち上がった動物を
検出し、内周位置検出用センサと外周位置検出用センサ
とは、実験動物が通路の内側に居るか外側に居るかを検
出し、内側と外側の両方が検出された場合、通路中央に
位置することになる。そこで、総体的には三次元的な検
出がなされる。
しかも、センサが放射状に配列されるため、コンピュー
タのソフトの工夫によっては、数少ないセンサの配置に
よって、実験動物の微少な運動変化をも捉えることがで
きる。
タのソフトの工夫によっては、数少ないセンサの配置に
よって、実験動物の微少な運動変化をも捉えることがで
きる。
次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図ないし第４図は一実施例を示したもので、その行
動観測器は、測定ケースＣの中に飼育ケージ１を収納し
、その中の実験動物を捉える多くのセンサを配列して構
成される。
動観測器は、測定ケースＣの中に飼育ケージ１を収納し
、その中の実験動物を捉える多くのセンサを配列して構
成される。
飼育ケージ１は、透明なプラスチックで一体成形された
もので、外周壁２が円筒形であって中心部に底壁３が抜
けて代わりに逆カップ状の芯部５が立設され、その内周
壁４も円筒形に形成しである。そして内周壁４と外周壁
２との間に円循環形の飼育スペース６を有し、透明な開
閉蓋７によってその飼育スペース６が封じられる。
もので、外周壁２が円筒形であって中心部に底壁３が抜
けて代わりに逆カップ状の芯部５が立設され、その内周
壁４も円筒形に形成しである。そして内周壁４と外周壁
２との間に円循環形の飼育スペース６を有し、透明な開
閉蓋７によってその飼育スペース６が封じられる。
センサは、循環位置検出用センサ１０の群と、立上り検
出用センサ１１の群と、内周位置検出用センサ１２の群
と、外周位置検出用センサ１３の群とに分けられる。そ
の配列については多くの部材が配置される。
出用センサ１１の群と、内周位置検出用センサ１２の群
と、外周位置検出用センサ１３の群とに分けられる。そ
の配列については多くの部材が配置される。
すなわち、飼育ケージ１の外側に上下２段にリング２０
．２１を、また芯部５の中には同じく北下２段に円板２
２．２３を設けるほか、飼育ケージ１を挟むようにして
円形の天板２４と地板２５が設けである。
．２１を、また芯部５の中には同じく北下２段に円板２
２．２３を設けるほか、飼育ケージ１を挟むようにして
円形の天板２４と地板２５が設けである。
＠現位置検出用センサ１０は、下段の円板２３の周縁部
に投光器１０ａを、リング２１に受光器１０ｂをそれぞ
れ全周に亘って１０度角毎に３６列になすと共に、上下
交互に高さを違えて千鳥状に配列しである。
に投光器１０ａを、リング２１に受光器１０ｂをそれぞ
れ全周に亘って１０度角毎に３６列になすと共に、上下
交互に高さを違えて千鳥状に配列しである。
また、立上り検出用センサ１１についても同じように上
段の円板２３に投光器１１ａを、上段のリング２２に受
光器ｆｏｂを配列しである。
段の円板２３に投光器１１ａを、上段のリング２２に受
光器ｆｏｂを配列しである。
このように、センサ１０．１１を千鳥状に配列すると、
マウスＭの尻尾の判別が容易となり、ビームの干渉が防
がれる。なお、スリットによりビームの干渉を防ぐこと
もできる。また、位置検出用センサ１０は、底壁３に沿
って平行にビームが飛ぶように配置されるが、立上り検
出用センサ１１は、実験動物の大きさに対応できるよう
に高さ調節可能となっている。
マウスＭの尻尾の判別が容易となり、ビームの干渉が防
がれる。なお、スリットによりビームの干渉を防ぐこと
もできる。また、位置検出用センサ１０は、底壁３に沿
って平行にビームが飛ぶように配置されるが、立上り検
出用センサ１１は、実験動物の大きさに対応できるよう
に高さ調節可能となっている。
内周位置検出用センサ１２と、外周位置検出用センサ１
３は、それぞれ天板２４に投光器１２ａ、１３ａを、地
板２５に受光器１２ｂ、１３ｂを１０度毎の；３６列に
配列しである。
３は、それぞれ天板２４に投光器１２ａ、１３ａを、地
板２５に受光器１２ｂ、１３ｂを１０度毎の；３６列に
配列しである。
各センサは、実験動物を刺激してはならないので、近赤
外線の光センサが使用され、発光側が近赤外線ＬＥＤ、
受光側がフォトトランジスタとなっている。
外線の光センサが使用され、発光側が近赤外線ＬＥＤ、
受光側がフォトトランジスタとなっている。
飼育ケージ１は、支柱９に回転可能に取り付けられるが
、各センサはケースＣに対して固定的であるので、飼育
ケージ１の回転によりビームのズレは生じない。
、各センサはケースＣに対して固定的であるので、飼育
ケージ１の回転によりビームのズレは生じない。
センサの数は総数１４４組となるため、アンプ数の削減
や演算処理の簡略化のためにセンサの信号を電気的に走
査させる。
や演算処理の簡略化のためにセンサの信号を電気的に走
査させる。
この走査については、センサを４組（位置検出、立上り
検出、内周検出、外周検出）で−列とし、この−列をマ
ウスの状態を判断する最小単位とする。この４組−列の
センサが円周上に３６列存在するので、これを順次電気
的に走査させ、３６列のデータにより１周分のデータの
演算に移る。これにより運動量はコンピュータにより多
数の情報に分けて捉えることができ、演算が簡略化され
る。
検出、内周検出、外周検出）で−列とし、この−列をマ
ウスの状態を判断する最小単位とする。この４組−列の
センサが円周上に３６列存在するので、これを順次電気
的に走査させ、３６列のデータにより１周分のデータの
演算に移る。これにより運動量はコンピュータにより多
数の情報に分けて捉えることができ、演算が簡略化され
る。
信号を走査する利点としては、アンプ数の削減（ハード
の簡略化）、演算処理の簡略化（ソフトの簡略化）、発
光ダイオードを順次点灯することによる電力の負担の軽
減等を挙げることができる。
の簡略化）、演算処理の簡略化（ソフトの簡略化）、発
光ダイオードを順次点灯することによる電力の負担の軽
減等を挙げることができる。
また、飼育ケージ内において水平スキャンと垂直スキャ
ンを同期させることにより、そのドーすッ状の飼育空間
を全て検出されるので、実験動物の存在位置を知るため
に、刺激を与えて位置を変化させるというような手法を
用いる必要がなく、また、刺激に対する反応を微細にデ
ータとして採取することができる。
ンを同期させることにより、そのドーすッ状の飼育空間
を全て検出されるので、実験動物の存在位置を知るため
に、刺激を与えて位置を変化させるというような手法を
用いる必要がなく、また、刺激に対する反応を微細にデ
ータとして採取することができる。
次に、光の干渉の問題については、１４４個のセンサを
一度に駆動させると、光の拡散や微少な光軸のズレによ
り、光が干渉し合って検出が不可能となるが、上記のよ
うにセンサを走査させると、−度に駆動するのは、１列
（４組）のセンサだけであるので、これにより隣接する
列への影響がなくなる。
一度に駆動させると、光の拡散や微少な光軸のズレによ
り、光が干渉し合って検出が不可能となるが、上記のよ
うにセンサを走査させると、−度に駆動するのは、１列
（４組）のセンサだけであるので、これにより隣接する
列への影響がなくなる。
さらに、１列（４組）の中での干渉を防ぐために、タイ
ミングをずらした同期信号をつくり、４個のフォトトラ
ンジスタの出力と比較し信号とする。これで同期信号の
ない時点でフォトトランジスタに光が入っても、入力あ
りとは判断しない。
ミングをずらした同期信号をつくり、４個のフォトトラ
ンジスタの出力と比較し信号とする。これで同期信号の
ない時点でフォトトランジスタに光が入っても、入力あ
りとは判断しない。
これによって光の干渉は全くなくなる。
また、この実施例では、アンプ数を４個とし、１個のア
ンプに３６組のセンサを取り付け、アンプ数の削減が図
られている。
ンプに３６組のセンサを取り付け、アンプ数の削減が図
られている。
なお、本行動ｌＩ！測器は次のように応用することがで
きる。
きる。
１）向精神薬の開発
２）行動計測（日常、サー力ディアン）３）ボケ（痴呆
性老人）の研究 ４）薬物の時間的効率変化の研究 ５）食欲、性欲（本能行動）の研究 ６）外部刺激に対する反応 ７）学習機能のチエツク ８）知的レベルの研究 （発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、飼育スペース
が円循環形ないしドーナツ形であるので、通路が無限に
存在するのと同じように、実験動物が自然で自発的な運
動を繰り返す。しかも動物の行動変化は水平方向、垂直
方向とに分けて観測可能であり、センサが三次元的にそ
の運動を微細に捉えるので、非常に信頼性の高い正確な
観測データを継続的に得ることができる。また、このよ
うな信頼性の高いデータを得るために、飼育ケージを過
大にする必要はなく、実験動物が歩行に支障を生じない
程度の通路を作る飼育スペースがあれば足り、しかも、
センサの少い数によって正確性を期し得るので１行動観
測器の安価な提供に適し、また持ち運ぶ等の取扱いが容
易である等の優れた効果がある。
性老人）の研究 ４）薬物の時間的効率変化の研究 ５）食欲、性欲（本能行動）の研究 ６）外部刺激に対する反応 ７）学習機能のチエツク ８）知的レベルの研究 （発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、飼育スペース
が円循環形ないしドーナツ形であるので、通路が無限に
存在するのと同じように、実験動物が自然で自発的な運
動を繰り返す。しかも動物の行動変化は水平方向、垂直
方向とに分けて観測可能であり、センサが三次元的にそ
の運動を微細に捉えるので、非常に信頼性の高い正確な
観測データを継続的に得ることができる。また、このよ
うな信頼性の高いデータを得るために、飼育ケージを過
大にする必要はなく、実験動物が歩行に支障を生じない
程度の通路を作る飼育スペースがあれば足り、しかも、
センサの少い数によって正確性を期し得るので１行動観
測器の安価な提供に適し、また持ち運ぶ等の取扱いが容
易である等の優れた効果がある。
また、センサの千鳥状の配列によれば、光の干渉を防止
できるという効果もある。
できるという効果もある。
図面は一実施例を示し、第１図は正面から見た断面図、
第２図はセンサの配列状態を説明する斜視図、第３図は
センサ配列の説明図、第４図は第１図Ａ−Ａ線矢視にお
いてセンサの配列を示す説明図である。 第５図は従来例の説明図である。 １・・・飼育ケージ ２・・・外周壁 ４・・・内
周壁６・・・飼育スペース ■０・・・循環位置検出用センサ １１・・・立上り検出用センサ １２・・・内周位置検出用センサ １３・・・外周位置検出用センサ １０ａ、ｌｌａ、１２ａ 、 １３ａ −投光器１０ｂ
、ｌｌｂ、１２ｂ、１３ｂ・・・受光器Ｍ・・・実験動
物 特許出願人 東洋産業株式会社
第２図はセンサの配列状態を説明する斜視図、第３図は
センサ配列の説明図、第４図は第１図Ａ−Ａ線矢視にお
いてセンサの配列を示す説明図である。 第５図は従来例の説明図である。 １・・・飼育ケージ ２・・・外周壁 ４・・・内
周壁６・・・飼育スペース ■０・・・循環位置検出用センサ １１・・・立上り検出用センサ １２・・・内周位置検出用センサ １３・・・外周位置検出用センサ １０ａ、ｌｌａ、１２ａ 、 １３ａ −投光器１０ｂ
、ｌｌｂ、１２ｂ、１３ｂ・・・受光器Ｍ・・・実験動
物 特許出願人 東洋産業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）外周壁を円筒形に形成すると共に、その中心部に円
筒形の内周壁を形成することにより、その内外両周壁間
に円循環形飼育スペースを設けた透明体に飼育ケージを
形成し、飼育ケージ内の実験動物の行動観測について、
循環位置検出用センサと、立上り検出用センサと、内周
位置検出用センサと、外周位置検出用センサとを設け、
そのうち、循環位置検出用センサと立上り検出用センサ
とは、飼育ケージの外周壁の外側と内周壁の内側とのい
ずれか一方に投光器を、他方に受光器を全周に亘って放
射状に配列し、また、内周位置検出用センサと外周位置
検出用センサとは、飼育ケージを上下に挟むようにして
その上下いずれか一方に投光器を、他方に受光器を飼育
ケージの中心位置を中心に同じく放射状に配列して成る
実験動物の行動観測器。 ２）循環位置検出用センサと立上り検出用センサとの配
列が、それぞれ上下交互の千鳥状である特許請求の範囲
第１項記載の実験動物の行動観測器。
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