JPH1019658A

JPH1019658A - 動物の行動観察・解析装置

Info

Publication number: JPH1019658A
Application number: JP8179305A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Amano; 殖天野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-09
Filing date: 1996-07-09
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】動物の行動量、行動内容、行動時間を長期間
継続的に観察して記録し、記録された情報の分析を容易
かつ短時間で行える、信頼性があって省力効果の高い動
物の行動観察・解析装置を提供することである。【解決手段】観察対象動物を入れるケージ１の底に振
動センサ２を装着し、そのセンサ２でケージ内の動物の
運動・動作によって生じる振動を感知する。感知された
信号はアンプ３で増幅されてコントロールボックス４に
達し、設定閾値以上の信号が入力された時のみ、サーマ
ルアレイレコーダ５、ビデオテープレコーダ６ｂ、ビデ
オカメラ６ａ並びに照明灯７が作動してコントロールボ
ックス４内のタイマー回路が一定時間をカウントする間
だけ記録が行われるようにした。このようにしてサーマ
ルアレイレコーダ５の記録紙に圧縮して記録した振動波
形のパターンを分析して運動の内容を解明する。従っ
て、信頼性、省力効果の高い行動観察・解析装置を実現
することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はケージ等に入れた
動物の行動を、動物の行動によって生じる振動の波形を
記録してリアルタイムで観察する装置に関するものであ
る。動物の特定の行動（例えばてんかん性全身痙攣）は
特定の振動波形パターンを示す。従って、記録した振動
波形パターンを解析することにより動物の行動を分析す
ることができる。この発明の装置は、かかる論理に基づ
いて動物の行動パターンを解明する信頼性及び省力効果
の高い行動観察・解析装置である。

【０００２】

【従来の技術】動物の行動を継続的に観察し、どのよう
な行動をいかなる頻度でいかなる時間に起こしたかを分
析することは行動心理学、動物を用いた実験医学の分野
では重要な課題である。人間が動物の行動を長期間（数
日−１週間程度）継続的に観察することは殆ど不可能で
ある。この問題を解決するためにこれまでに赤外線を２
次元的に照射して動物の動きによる遮光状態を記録し、
コンピュータ処理して行動情報を解析する装置や、ビデ
オカメラで撮影した画像情報をコンピュータ処理して解
析する装置などが開発されている。しかしながら、これ
らの装置では行動量、行動頻度あるいは行動時間の解析
は可能であるが、行動の詳細な質・内容（例えばラット
のてんかん性痙攣発作と身繕い動作を見分けること等）
についての解析は困難である。又同時に多数の動物の行
動観察をするには高額な設備費を必要とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の動物行動観察装
置では、観察対象の動物が、どのような運動・動作を起
こしたか、すなわち運動・動作の質について解析するこ
とは殆ど不可能であった。更に複数の動物を同時にしか
も長時間継続的に観察するには装置に高額なコンピュー
タシステムを組み込む必要があり、しかも記録情報の解
析に長時間を必要とした。

【０００４】この発明は、動物の運動を長期間、継続的
に観察し、どのような運動を、いかなる時間に、いかな
る頻度で起こすかについて分析すること、すなわち動物
の運動・動作の定型的且つ定量的解析を多数の動物につ
いて短時間にしかも省力化して行えるようにすることを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明では、動物の運動・動作によって生じるケ
ージの振動を振動センサで感知し、動物の運動・動作の
情報を波形レコーダで振動波形に変換して記録する。こ
れにより、動物の固有の運動・動作が固有の振動波形と
して記録され、記録紙を単に視認するだけでいかなる運
動が、いかなる時間帯に起こったかについて分析するこ
とが出来る。この方法は心電図計において、心臓の拍動
に従って変化する電位変化を波形に変換し、その波形を
分析して心臓の機能、構造を観察・解析するのと類似の
方法論に基づくものである。この装置では振動センサの
感知レベル（設定閾値）を調整して一定レベル以上の振
動のみを選択的に記録することにより、長時間の継続的
観察データを圧縮する事が出来る。

【０００６】なお、波形レコーダで振動波形を記録する
のと併せて波形レコーダと同調して、ビデオテープレコ
ーダに映像として記録するのも望ましい。振動センサと
しては圧電素子を用いることが望ましく、これにより、
装置の軽量・小型化が可能となる。またケージの保持に
スポンジボール等の緩衝材を利用することも望ましい。
緩衝材により外部振動が吸収されるので、振動検出の正
確さが増し、検出精度が向上する。

【０００７】

【作用】動物が運動・動作を起こしたときに生じる振動
を、振動センサが感知し、波形レコーダに特定の行動に
よる固有の振動波形が記録される。例えばてんかん性全
身痙攣発作の際には通常の、摂食、吸水、歩行等では全
く見られない高頻度・高レベルの異常な波形が出現す
る。このほか、てんかん性回転運動や疾走発作では各々
の異常行動特有の振動波形が出現する。この発明の行動
観察・解析装置は、一定レベル以上の振動が検出された
ときにのみ波形レコーダを、設定された時間だけ作動さ
せることができるので、異常行動を含む振動は漏れなく
記録することが出来る。一方、動物が行動を停止してい
たり、設定レベル以下の運動の場合には装置は作動せ
ず、不必要な情報は除外される。このようにして一定レ
ベル以上の振動を起こす運動のみを選択的に記録すれば
長時間に渡る記録を圧縮することができ、その圧縮デー
タを分析すればよいので、複数の動物の行動、動作を容
易に、短時間で解明することが可能になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の行動観察・解
析装置の実施形態を示す。図の１は、観察対象動物（例
えばラット）を入れるケージ、２は各ケージの振動を個
別に検出する振動センサ、３はセンサ出力を増幅するア
ンプ、４は記録開始の振動レベル並びに記録時間を設定
するコントロールボックス、５は振動波形を記録するサ
ーマルアレイレコーダ、６は複数のケージを一括して視
野に収めるビデオカメラ６ａと、録画用ビデオテープレ
コーダ６ｂと、画像モニターテレビ６ｃの３者から成る
映像記録装置、７は照明灯である。動物の入ったケージ
１は四隅をスポンジボール（図示せず）で保持された支
持台９の上に置かれている。支持台９は複数あり、それ
ぞれがラック８上に配列されている。また、圧電素子等
を利用した振動センサ２は、ケージ１の底板に密着して
装着されている。

【０００９】各振動センサ２から出力された電気信号は
アンプ３で増幅されてコントロールボックス４に入力さ
れる。また、コントロールボックス４からは、サーマル
アレイレコーダ５、映像記録装置６、照明灯７に向けて
信号が出力される。

【００１０】コントロールボックス４は、図２のブロッ
ク図に示すように、操作パネル４ａ、コンパレータ４
ｂ、タイマー回路４ｃ、サーマルアレイレコーダのスタ
ート／ストップ回路４ｄ、ビデオテープレコーダ・ビデ
オカメラのスタート／ストップ回路４ｅ並びにＡＣコン
セントの入／切回路４ｆを内蔵して構成されている。

【００１１】コンパレータ４ｂには振動センサ２からの
振動信号がアンプ３により増幅されて入力される。入力
信号が設定された閾値を越えていればタイマー回路４ｃ
に信号が流れてその回路が設定時間のカウントを開始
し、以下の機器のスイッチが入る。すなわち回路４ｄか
らのスタート信号がサーマルアレイレコーダ５に達し、
このレコーダ５により振動波形が記録される。この時レ
コーダの記録紙には記録開始時の日付、時間が印字され
る。同時に回路４ｅ、４ｆからの信号もビデオテープレ
コーダ６ｂ、ビデオカメラ６ａ、照明灯７の各々に達
し、動物の行動が映像としてビデオテープに記録され
る。タイマー回路４ｃが設定時間（可変式）のカウント
を終了すると、タイマー回路から次段の回路４ｄ、４ｅ
並びに４ｆに流れていた信号は停止し、サーマルアレイ
レコーダ５による振動波形及びビデオテープレコーダ６
ｂによる映像記録が停止する。尚、回路４ｃがスイッチ
オンの状態の時に新たにコントロールボックス４へアン
プ３から閾値を越える信号が伝達される場合は、第１回
目の記録時間に２回目以降の記録時間が加算されてサー
マルアレイレコーダ５並びに映像記録装置６が作動す
る。

【００１２】以上の装置作動のフローチャートを図３に
示す。図４はサーマルアレイレコーダ５によって記録さ
れた種々の運動による振動波形のいくつかの例である。
これ等は記録開始から１分間のラットの行動による振動
波形であり、Ｉは全身間代性てんかん痙攣を起こしてい
る動物より得られた振動波形である。激しい痙攣運動に
一致した高頻度、高レベルの振動が約１６秒持続してい
る。IIはてんかん性回転運動より得られた振動波形であ
る。頻繁に起こす回転運動に一致した短時間の高頻度の
山形波形が間歇的に連続している。IIIはケージにつけ
られた飼料入れより飼料ペレットをかじり取っている時
の振動波形である。高頻度、中度ないしは低レベルの平
坦に持続する波形が間歇的に記録されている。IVは後肢
による引っかき運動中の振動波形である。単発の種々の
レベルの波形が散発的に記録される。このように動物の
全身痙攣、回転発作、飼料摂取、引っかき運動等の固有
運動に対応する特徴のある振動波形を得ることが出来
る。振動波形が非定型的で、振動波形より動物の運動を
同定することが困難なときは、同時に記録されたビデオ
テープレコーダの画像をモニターすることによりどの様
な運動かを特定できる。

【００１３】以下は図１の装置のその他の構成の説明で
ある。

【００１４】コンパレータ４ｂの閾値と、タイマー回路
４ｃの設定時間は、操作パネル４ａに設けたボリューム
ダイヤルと時間設定スイッチで各々変更できるようにし
てある。また、操作パネル４ａには、コンパレータ４ｂ
に入力された信号が閾値を超えたことを点灯して知らせ
るＬＥＤやタイマーの設定時間、カウント開始からの経
過時間を表示するディスプレイパネルなども設けてあ
る。

【００１５】なお、例示の装置は８匹の動物を同時に観
察するようにしているが、観察する動物の数は振動セン
サの数に応じて増減することができる。

【００１６】また、支持台９の下に敷き込んだスポンジ
ボールも他の緩衝材に置き換えることができる。緩衝材
は必須ではないが、これを使用したとき、中でもスポン
ジボールを使用したときの外部振動の入り込み防止効果
は非常に顕著である。

【００１７】このほか、アンプ３は、振動センサ２から
の出力が大きくて信号増幅の必要がなければ、省略する
ことができる。

【００１８】また、振動波形を記録するレコーダもサー
マルアレイレコーダに限定されない。テープ等に記録し
て必要時に再現するようなものであってもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の装置を用
いると、観察対象の動物が起こす運動・動作が振動波形
として記録され、その振動波形を解析することで発現し
た運動・動作の内容、発現時間、発現頻度を多数の動物
について解明することが出来る。

【００２０】また、振動閾値並びに記録時間を調節する
ことにより、一定レベル以上の振動を起こす運動・動作
のみを選択的に一定時間記録し、長時間の継続的モニタ
ー情報を圧縮することが可能であるので、多数の動物の
行動を容易且つ短時間で分析する事が出来る。このよう
に省力効果が著しく、しかも信頼性のある動物行動観察
装置であり、動物の行動学、実験動物医学の研究領域に
おいて有力な研究装置として利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の装置の実施形態の概要を示す斜視図

【図２】同上の装置の回路ブロック図

【図３】同上の装置の作動のフローチャート

【図４】サーマルアレイレコーダに記録される振動波形
の例を示す図

【符号の説明】

１ケージ２振動センサ３アンプ４コントロールボックス４ａ操作パネル４ｂコンパレータ４ｃタイマー回路４ｄサーマルアレイレコーダスタート／ストップ回
路４ｅビデオテープレコーダスタート／ストップ回路４ｆＡＣコンセント入／切回路５サーマルアレイレコーダ６映像記録装置６ａビデオカメラ６ｂビデオテープレコーダ６ｃモニターテレビ７照明灯８ラック９ケージ支持台

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察対象動物を入れるケージ、そのケー
ジの振動を検出する振動センサ、振動センサからの信号
を受けて検出振動のレベルを設定閾値と比較するコンパ
レータと設定時間をカウントするタイマー回路と波形レ
コーダのスタート・ストップ回路を有するコントロール
ボックス、及び振動センサが検出した振動の波形レコー
ダを具備し、前記振動センサによる検出振動が設定閾値
を越えたときにコントロールボックスから波形レコーダ
に記録開始指令が流れ、同時に前記タイマー回路がカウ
ントを開始し、設定された記録時間のカウント終了時に
コントロールボックスから、前記波形レコーダに記録停
止信号が流れるようにしてある動物の行動観察・解析装
置。