JPH0392131A - 実験動物の円循環形行動測定器 - Google Patents

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。

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発光素子から受光素子へ
の投光により測定するために使用する実験動物の円循環
形行動測定器に関する。

〔従来の技術〕

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、行動を数量的に
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の飼育ケージは
四角形であって、光センサがＸ軸、Ｙ軸に配列され、二
次元を限度として実験動物の位置および縦横幅による変
動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
スを捉えるので、マウス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、胴体の幅の範囲
内で首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。

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。

そこで、本発明者においては，先に第１図に示すように
、円循環形の行動観測器を開発した（特願昭６３−２５
８９７４号）。

この行動ｗｔ測器は、同図に示すように，測定ケースＣ
の中に飼育ケース５１を収納したもので、飼育ケージ５
１は、透明なプラスチックで一体成形され、外周壁５２
が円筒形であって中心部に底壁５３が抜けて代わりに逆
カップ状の芯部５５が立設され、その内周壁５４も円筒
形に形或してある。そして内周壁５４と外周壁５２との
間に円循環形の飼育スペース５６を有し、透明な開閉蓋
５７によってその飼育スペース５６が封じられる。

センサは，４１環位置検出用センサ５１０の群と、立ち
上がり検出用センサ５１１の群と、内周位置検出用セン
サ５１２の群と、外周位置検出用センサ５１３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５１の外側に上下２段にリング５
２０、５２１を、また芯部５５の中には同じく上下２段
に円板５２２，５２３を設けるほか、飼育ケージ５１を
挟むようにして円形の天板５２４と地板５２５が設けて
ある。

循環位置検出用センサ５１０は、下段の円板５２３の周
縁部に発光素子５１０ａを、リング５２１に受光素子５
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てあ
る。

また、立上り検出用センサ５１１についても同じように
上段の円板５２３に発光素子５１１ａを、上段のリング
５２２に受光素子５１０ｂを配列してある。

このように，センサ５１０、５１１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５１０は、底壁
５３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５１１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５１２と、外周位置検出用センサ
５１３は、それぞれ天板５２４に発光素子５１２ａ、５
１３ａを，地板５２５に受光素子５１２ｂ、５１３　ｂ
をＩＯ度角毎の３６列に配列してある。

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。

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５１の回転によりビームのずれは生じない． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記の本出願人に係る実験動物の円循環形行動観測器（
未公開）によれば、立上り検出センサ５１１について、
動物Ｍの大きさに応じて立上り位置を調節するために、
その発光素子５１１ａと受光素子５１ｌｂとの高さを変
える必要があり、そのことは飼育ケージＣの高さ調節に
よりなし得るようになっている． しかしながら，一般的にこのような対向式の光センサの
場合、発光側と受光側とを別々に設置するため，高さ調
節の際に両者間において光軸を一致させることが非常に
困難であって、特に光ビームが狭指向特性を有するセン
サを使用する場合においては，わずかな光軸ずれで大巾
に受光側の感度が低下する。

特に円循環形飼育ケージの場合であると、光軸が放射す
るので、例えば発光側の角度が１０＠ずれると相対的に
は７０％感度が落ち、受光側が１０″ずれると同様に４
０％落ち、結果的に感度が２８％も落ちてしまうことに
なる。

従来、一般的な飼育ケージにおいては，両側に縦案内溝
を設けて、センサの無段階セットが行われたり、さらに
５ｍまたは１０ｍのピッチで段を設けることにより有段
セットが行われたりしている。

しかし、有段セットの場合は、所望の調節高さが得られ
ないことがあることは勿論、無段階セットの場合である
と、両側で下から動かした寸法を一回毎に測定しなけれ
ばならないため、非常に手間が掛かり，確実な精度を得
るためには時間的ロスが非常に大きく、特に動物の行動
測定をしながら高さ調節をしようとする場合に、いずれ
の場合も作業が困難であって、発光側と受光側とを別々
に動かすため、ビームのずれは避けられず、ビームのず
れた時に、観測結果は実験動物によってそれが遮蔽され
たと同一のことになるので、観測データに信頼ができな
くなる。従って、リアルタイムに実験動物の動きを見な
がら光センサの高さ調節をすることはできなかった。

この発明は、上記のような実情に鑑みて、横光軸の光セ
ンサの高さ調節をしても、その光軸のずれは決して発生
しなく、リアルタイム調節も可能な実験動物の円循環形
行動測定器を提供することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明は、固定基板の
上方にそれと一体的に円循環形飼育ケージの支持棚を設
け、また、その固定基板には、下端部に雄ネジが形威さ
れ、上端にノブが取り付けられた支柱を回転可能に立設
し、その雄ネジと螺合する雌ネジに昇降板を一体に取り
付け、昇降板の中心部に支柱に対して回転可能に嵌合し
支持棚に貫通して支持される管状中心部材を一体に立設
し、周縁部には同じく支持欄に貫通して支持される外側
支柱を一体に立設し、中心部材の上端部にセンサ取付け
用の内輪を固着し、外輪を外側支柱の上端に一体に設け
たことをその要旨とする。

〔作　　用〕

上記の構成によれば，ノブにより支柱を回転すると，そ
れと螺合している雌ネジが回転することなく、ネジ機構
により固定基板に対して上下動する．また、中心部材と
外側支柱とは昇降板を介して雌ネジと一体であるから，
雌ネジと共に上下動する。しかも、中心部材と外側支柱
とに輪を介して光センサの発光素子と受光素子が一体的
に取り付けられているので、発光素子と受光素子とは一
体的に上下動し、その上下動によって相互に方向ずれが
生じることは決してない． 一方、円循環形飼育ケージの支持棚は、固定基板と一体
的であって不動であるから、発光素子と受光素子とは円
循環形飼育ケージに対して高さ調節がなされる。しかも
その高さ調節は、ネジ機構の特性から無段階であり、飼
育ケージは全く動かす必要はない。

〔実施例〕

次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図および第３図は一実施例を示したもので、その円
＠環形の行動測定器は、図示しない測定ケースの中に納
められており、測定ケースに対する固定基板■に測定器
の中心となる支柱２が回転可能に立設され、支柱２が光
センサ３の取り付けおよび高さ調節の基礎となっている
。

また、固定基板上の上方には円循環形飼育ケージ４の支
持棚５が設けられ、これが固定基板１に対して固定され
ているため、飼育ケージ４の位置が光センサ３の高さ調
節の基準となるものである。

なお、固定基板１は別途に設けることを要しなく、測定
ケースの底抜と兼用することができる。

支柱１は、円柱形であって、下端に小径の軸６が形或さ
れ、その上に連結して下端部には雄ネジ７が形或されて
いる。また、上端にはノブ８が取り付けてある． 支柱２の取り付けについては、固定基板１に短キャップ
状の軸受１０を固着し、その中に掛止金具１１が軸６に
固定して設けられている。この掛止金具ｌ１によって、
支柱２が上下不動であるために、光センサ３の高さ調節
の正確性が確保される。また、支柱２の中間部が支持棚
５によって横振れしないように支持されているために、
光センサ３の横方向の正確性が確保される。

支柱２には雄ネジ７に雌ネジｌ５を螺合し、雄ネジ７よ
り上に管状の中心部材１６を嵌合してある。

また，中心部材１６には、下端部と上端部に光センサ３
支持用の固定短筒１７、ｌ８を嵌合し、ビスにより一体
に固着し、その間に飼育ケージ４支持用の自由短筒１９
を嵌合し、各短筒１７，　１８、１９にはフランジ１７
ａ，１８ａ、１９ａが形成される。また、支柱２は、昇
降板２０とセンサ取付輸２１とに貫通されている。また
、中心部材ｌ６は、支持棚５に貫通され、その貫通孔２
４によって上下動のみするように支持されている。

雌ネジｌ５には昇降板２０が一体に取り付けられる。

その取付け構造については、下部固定短筒ｌ７のフラン
ジ１７ａと雌ネジ１５との間に昇降板２０を挟んでビス
止めしてある。

センサ取付け用の内輪２１は、円形プレート２５とその
下のドーナツ基板２６との組合せからなり、円形プレー
ト２５を上部固定短筒ｌ８にビス止めしてある。また、
ドーナツ基板２６の外周縁部に発光素子３ａが上下千鳥
状の等間隔おきに配列されている。

昇降板２０には支柱２を中心に９０゜の角度毎に外側支
柱２２を立設すると共に、それぞれを支持棚５に貫通さ
せ、その四本の外側支柱２２によってセンサ取付け用の
外輸２７が支持されている。そして、各外側支柱２２が
支持棚５にその貫通孔２８に嵌まることによって横ずれ
が防止され、また、雌ネジ１５の回転が阻止されている
。

外輸２７は、上下ドーナツ基板３０、３１の組合せから
なり、その上部ドーナツ基板３０の内周縁部に受光素子
３ｂが上下千鳥状の等間隔おきに配列されている。

支持棚５は、円板状であって、支柱３２によって支持さ
れている。支持棚５の上には透明な円循環形飼育ケージ
４が載置され、その上に蓋３３を被せ、蓋３３の上にノ
ブ８が突出されている。

ノブ８を回して支柱２を回転すると、雌ネジ１５の回転
が支持棚５によって阻止されている関係で、支柱２の回
転方向に従って雌ネジｌ５が上下動し、雌ネジ１５と一
体的に組み立てられている内外両輪２１．　２７が同時
に上下動する。そこで、ノブ８の操作だけで飼育ケージ
４に対する光センサ３の高さを調節することができ、そ
の際に発光素子３ａと受光素子３ｂとが同期して動きを
同じくするために、両方で光軸のずれが生ずることは決
してなく、また，実験動物Ｍの立上りの高さを見て適切
に無段調節することができる。

なお、本出願人による先行技術を提示し（第１図）、そ
れにより参考となるので、循環位置検出用の光センサの
群と、内周位置検出用の光センサの群と、外周位置検出
用の光センサの群とは、図面上省略した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、センサ取付け
用の内輪と外輪が物理的に雌ネジと一体化されており、
それにより発光素子と受光素子との方向が相対的に常時
不動であるから、支柱の回転により支柱の雄ネジと螺合
する雌ネジを上下動することにより，発光素子と受光素
子とを同期して調節できるばかりでなく、その間に受光
のずれを確実に防止でき、しかも、光センサ取付け用の
内輪および外輪を支持する中心部材と外側支柱とがそれ
ぞれ支持棚に貫通して支持されるため、光軸が傾く等の
ずれが発生しなく、実験動物の動きを正確に捉え、誤検
出を確実に防止することができ、また、光センサの高さ
調節はノブを回転する極簡単な操作でなすことができ、
実験動物を収納したままその操作が可能であり、その際
に飼育ケージを全く動かす必要もないため、実際に即し
たリアルタイム調節に適する等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本出願人において先に出願した先行技術を示す
実験動物の円循環形行動測定器の断面図である。 第２図および第３図はこの発明の一実施例を示し、第２
図は要部断面図、第３図は一部斜視説明図である。 １・・・固定基板　　２・・・支柱　　３・・・センサ
４・・・円循環形飼育ケージ　　５・・・支持棚７・・
・雄ネジ　　８・・・ノブ　　１５・・・雌ネジｌ６・
・・中心部材　　２０・・・昇降プレート２２・・・外
側支柱　　２１・・・内輸　　２７・・・外輪ｚ０ 第 ３ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）固定基板の上方にそれと一体的に円循環形飼育ケー
   ジの支持棚を設け、また、その固定基板には、下端部に
   雄ネジが形成され、上端にノブが取り付けられた支柱を
   回転可能に立設し、その雄ネジと螺合する雌ネジに昇降
   板を一体に取り付け、昇降板の中心部に支柱に対して回
   転可能に嵌合し支持棚に貫通して支持される管状中心部
   材を一体に立設し、周縁部には同じく支持棚に貫通して
   支持される外側支柱を一体に立設し、中心部材の上端部
   にセンサ取付け用の内輪を固着し、外輪を外側支柱の上
   端に一体に設けたことを特徴とする実験動物の円循環形
   行動測定器。