KR20070016637A

KR20070016637A - 다기능 수면행동분석 테스트 장치

Info

Publication number: KR20070016637A
Application number: KR1020050071461A
Authority: KR
Inventors: 김현택; 최준식; 박은혜; 이강희; 김은주
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-08
Also published as: KR100901957B1

Abstract

본 발명은 다기능 수면행동분석 테스트 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 래트(rat)나 마우스(mouse)와 같은 실험 대상 동물의 평형감각을 테스트할 수 있는 장치로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 대상 동물의 수면을 박탈할 수 있는 장치로도 사용할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 베이스 플레이트(10) 상에서 시소운동을 하는 시소부(20); 상기 시소부상에 결합되어 대상 동물에 자극을 제공하는 자극 발생부(31,32, 33); 상기 시소부의 이동을 감지하여 평형유지 여부를 검출하는 비평형 검출부(40); 및 대상 동물이 이탈하지 못하도록 상기 시소부를 감싸는 케이스(50)를 포함한다.

본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 구조가 간단하고 제조 비용이 저렴하며, 대상 동물이 수동적인 아닌 능동적으로 평형을 유지하는 능력을 측정할 수 있도록 함으로써 본래의 실험 목적에 적합한 상태에서 테스트가 이루어지도록 하며, 대상 동물에게 스트레스를 가능한 최소화 하면서 자연적인 상태에서 부작용없이 수면 박탈 효과를 얻을 수 있다.

평형감각, 로타로드, 수면박탈, 행동분석

Description

다기능 수면행동분석 테스트 장치{VERSATILE SLEEP BEHAVIOR ANALYZER}

도 1a 및 1b는 종래기술에 따라 평형감각을 테스트하는 장치를 도시한다.

도 2는 종래의 수면박탈 장치의 일예를 도시한다.

도 3은 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치의 기본 실시예의 전면 사시도를 도시한다.

도 4는 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치의 기본 실시예의 후면 사시도를 도시한다.

도 5는 제어 장치를 구비한 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치의 일 실시예를 도시한다.

도 6은 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치의 케이스에 대한 다른 실시예를 도시한다.

도 7은 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치의 시소부 및 자극 발생부에 대한 다른 실시예를 도시한다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10: 베이스 플레이트 20: 시소부

31: 바아 32: 기판

33: 전원부 34: 도전성 시트

40: 비평형 검출부 50: 케이스

60: 힌지축 80: 댐핑 제어부

90: 제어 장치

본 발명은 다기능 행동분석 테스트 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 래트(rat)나 마우스(mouse)와 같은 실험 대상 동물의 평형감각을 테스트할 수 있는 장치로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 대상 동물의 수면을 박탈할 수 있는 장치로도 사용할 수 있는 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 수면의 박탈 정도에 따른 평형감각 유지 정도를 테스트할 수 있는 장치에 관한 것이다.

먼저, 평형감각을 테스트하는 장치로서 종래에 로타로드(RotaRod) 테스트 장치가 있다. 로타로드 테스트 장치는 알코올, CNS 장애나 손상, 유전적 결함, 계통 차이 또는 약물남용에 의하여 발생할 수 있는 경미한 결함을 실험하기 위하여 사용된다.

이러한 종래의 로타로드 테스트 장치가 도 1a 및 1b에 도시되어 있다. 통상적인 로타로드 테스트 장치는 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 다음과 같이 구성된다. 베이스 플레이트(10)가 구비되고 이 베이스 플레이트 양쪽에 베이스 플레이트에 직각으로 수직 패널(20)이 설치된다. 그리고 상기 베이스 플레이트(10)에 평행하게 드럼(30)이 설치되는데, 상기 드럼(30)의 양끝단은 수직 패널(20)과 결합하여 지지된다. 또한 종래의 로타로드 테스트 장치에는 모터와 같은 강제 회전을 제공하는 회전수단을 가지며, 상기 회전 수단이 벨트 또는 기어를 통하여 상기 드럼(30)의 양끝단에 연결되어 드럼(30)을 강제적으로 회전시키도록 하는 구성을 가진다. 또한, 상기 베이스 플레이트(10)에 수직으로 상기 수직 패널에 평행하게 다수의 격벽(50)이 설치될 수 있다. 상기 격벽(50)에는 드럼(30)이 수직으로 관통한다. 그리고 각각의 격벽과 드럼으로 이루어진 실험 격실 하부에는 드럼으로부터 동물의 낙하를 검출할 수 있는 수단(60)이 설치되는데, 이는 널빤지 형태의 플레이트와 자기 스위치 또는 택트 스위치로 이루어진다. 이와 같이 다수의 격벽(50)을 설치하는 이유는 하나의 로타로드 테스트 장치에 다수의 동물을 테스트하기 위해서다. 또한, 상기 종래의 로타로드 테스트 장치에는 모터의 속도를 조절하고, 테스트 결과에 따른 시간 및 거리 등을 기록하기 위한 제어장치를 구비한다.

이와 같이 구성된 종래의 로타로드 테스트 장치의 동작을 다음과 같다. 우선 래트와 마우스와 같은 테스트대상이 되는 설치동물들을 로타로드 테스트 장치의 격벽 사이의 드럼(30)에 올려놓는다. 그리고 모터와 같은 회전수단의 회전속도를 설정하여 설정된 속도로 모터를 회전시킴으로써 드럼을 회전시킨다. (상기와 같은 종래의 로타로드 테스트 장치는 모터를 제어하여 드럼의 회전속도를 점진적으로 증가시킬 수 있도록 할 수도 있다.) 드럼(30)이 회전함에 따라 드럼 상에 놓인 래트와 마우스 같은 동물들이 떨어지지 않기 위하여 균형을 잡으려고 노력할 것이다. 그러나 동물들이 균형을 잡지 못하면 드럼에서 낙하하게 되어 베이스 플레이트 상에 떨어지게 된다. 이때, 베이스 플레이트 상에 설치된 낙하 검출수단(60)에 의하 여 동물의 낙하가 검출되고 이때의 시간이 측정되게 된다. 이러한 측정 데이터를 기초로 대상 동물의 평형감각이 측정된다.

그러나 전술한 종래의 로타로드 테스트 장치는 몇 가지 문제점을 가진다.

우선, 동물들에게 부여되는 조건들이 자연적이지 못하다는 문제점을 가진다. 즉, 래트와 마우스와 같은 동물들이 평형을 유지하도록 움직이게 하기 위해 종래의 로타로드 테스트 장치에서는 동물들이 놓여 있는 드럼을 강제적으로 그리고 인위적으로 회전시키도록 구성되어 있다. 이와 같이 부여된 조건은 우선 일반적인 자연환경에서 부여되는 조건들이 아니기 때문에 부자연스럽다. 이와 같은 조건에서는 결국, 동물들이 균형 또는 평형을 유지함에 있어서 자연상태와 동일하게 능동적으로 움직이는 것이 아니라 비정상적으로 수동적인 상태에서 움직이기 때문에 정확하게 평형능력을 측정하는 것이라 볼 수 없다.

또한, 종래의 로타로드 테스트 장치는 장치의 구성이 복잡하고 제조 비용이 고가라는 문제점을 가진다. 종래의 로타로드 테스트 장치는 드럼을 인위적으로 회전시켜야 하기 때문에 드럼을 구동시키기 위한 구동 수단으로써 모터와 이러한 모터의 회전력을 드럼에 전달하는 수단(벨트 또는 기어 등)을 드럼과 연결시켜야 하는데, 이러한 수단은 장치를 복잡하게 할 뿐만 아니라 높은 제조 비용을 요구한다.

또한, 종래의 로타로드 테스트 장치는 동물의 크기, 예를 들어, 래트(rat)를 대상으로 실험할 때와 마우스를 대상으로 실험할 때 드럼의 크기가 달라야 하기 때문에 대상 동물에 따라 다른 직경을 가진 드럼으로 변경해야 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 로타로드 테스트 장치는 드럼의 직경 또는 드럼 표면의 거칠기 상태에 따라 실질적으로 대상 동물이 평형을 유지하지 못하고 있음에도 불구하고 드럼 표면에 달라붙어 드럼과 함께 회전하는 경우가 있어 정확한 측정이 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 또한, 실제 실험에서는 동물들이 꼬리를 이용하여 드럼에 매달려 있는 상태도 배제하지 못한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 드럼에 라텍스(latex)를 씌우기도 하지만 여전히 불편함과 문제점이 남는다.

또한, 종래의 로타로드 테스트 장치의 경우, 실험자가 동물을 드럼 위에 계속 다시 반복적으로 올려주어야 하기 때문에, 장시간의 반복 실험의 경우에는 사용할 수 없습니다.

다음에, 수면 박탈 장치와 관련하여, 종래에는 대상 동물의 수면을 박탈하기 위하여 다음과 같이 여러 가지 방법이나 장치를 사용하였으나 각각의 경우 사용상 또는 제조상 많은 문제점을 가지고 있었다. 이에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

우선, 뇌파를 측정하여 수면 관련 뇌파가 탐지되면, 동물을 인위적으로 깨우는 방법이 사용되었다. 이와 같은 방법은 뇌파측정용 증폭기(amplifier)와 프로그램 등의 복잡한 장비가 요구되, 또한 동물의 두개골에 스크류(screw)를 심는 시술을 해야 하는 번거로움이 병행된다. 또한, 수면 뇌파가 탐지된 동물을 깨우는 방법도 동물을 흔들거나, 큰 소리를 들려주는 방법을 사용합니다.

둘째, 도 2에 도시된 바와 같이 대상 동물이 잠이 들 때마다 원판이 돌아가서 물에 빠뜨려 잠을 깨우는 장치가 사용된다. 상기 장치에서는 두 마리의 쥐 가운데 실험 상자의 쥐가 잠이 들 때마다 깨우기 위해 회전판을 약 6초 정도 회전시 켜 쥐를 물에 빠트린다. 이와 같은 종래 장치에서는 동물이 물에 빠졌을 때 매우 큰 스트레스를 경험하게 되어 수면 박탈 이외의 부작용을 일으키게 된다. 또한, 실험자가 항상 대상 동물을 관찰하고 있어야 하는 불편함이 있다.

셋째, 쳇바퀴(treadmill)에 대상 동물을 넣고 쳇바퀴를 강제로 계속 달리게 하는 방법을 사용하는데, 이는 수면박탈 효과를 얻을 수는 있지만 대상 동물에게 과도한 운동을 시킴으로써 나타난 효과가 순수한 수면박탈 효과인지 과도한 운동효과인지 또는 스트레스에 의한 효과인지 구분하기 곤란하다는 단점이 있다.

끝으로, 소음 즉 큰소리 등을 이용하여 동물을 자극함으로써 대상 동물을 깨우는 방법인데, 이 경우 역시 실험자가 동물을 계속 관찰해야 하며, 동물에게 큰 소리를 들려주어야 하므로 놀라게 되는 과도한 스트레스를 주기 때문에 정상적인 수면 박탈 효과를 얻을 수 없다.

또한, 상기 종래의 평형감각 테스트 방법과 장치 그리고 종래의 수면 박탈 방법과 장치는 평형감각테스트와 수면 박탈이 분리되어 이루어지므로 수면 박탈 상태에 따라 대상 동물이 유지하는 평형감각의 정도를 측정할 수 없습니다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 대상 동물이 수동적인 아닌 능동적으로 평형을 유지하는 능력을 측정하기 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 장치가 간단하여 유지보수가 쉽고 제조비용이 저렴한 평형감각을 테스트하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 대상 동물에 따라 드럼을 변경해야 하는 불편함이 없이 모든 대상 동물들에 적용할 수 있는 사용이 편리한 평형감각을 테스트하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 로타로드 테스트 장치에서 대상 동물이 평형을 유지하지 못함에도 이러한 상태를 측정하지 못하는 문제점을 해결하여 정확하게 대상 동물의 평형감각을 측정하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 장치가 간단하여 제조 비용이 저렴하고 대상 동물에게 스트레스를 가능한 최소화 하면서 자연적인 상태에서 가능한 수면 박탈 효과를 얻을 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 평형감각 테스트와 수면 박탈 기능이 하나의 장치에서 이루어지도록 하여 수면 박탈 상태에 따라 대상 동물이 유지하는 평형감각의 정도를 측정할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 베이스 플레이트 상에서 시소운동을 하는 시소부; 상기 시소부상에 결합되어 대상 동물에 자극을 제공하는 자극 발생부; 상기 시소부의 이동을 감지하여 평형유지 여부를 검출하는 비평형 검출부; 및 대상 동물이 이탈하지 못하도록 상기 시소부를 감싸는 케이스를 포함한다.

또한, 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 다양한 조건에서 평형감각을 측정하기 위하여 시소부의 시소운동을 조절할 수 있는 댐핑 제어부를 추가로 포 함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 자극 발생부, 비평형 검출부 또는 댐핑 제어부와 연결되어 이들을 제어하고 이들로부터의 신호를 처리하는 제어 장치를 포함함 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 행동분석 테스트 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치의 기본적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 베이스 플레이트(10) 상에서 힌지 결합되어 시소운동을 하는 시소부(20), 상기 시소부(20)에 설치되어 실험 대상 동물에 자극을 제공하는 자극 발생부(31, 32, 33), 상기 시소부(20)의 시소이동을 감지하여 대상 동물의 평형유지 여부를 검출하는 비평형 검출부(40), 및 대상 동물이 탈출하지 못하도록 상기 시소부(20)를 감싸는 케이스(50)로 이루어져 있다.

상기 시소부(20)는 힌지축(60)을 포함하고 있으며, 힌지축(60)은 케이스(50)의 측벽을 횡단하여 설치되어 상기 측벽에 지지될 수 있다. 선택적으로 상기 베이스 플레이트(10) 상부에서 서로 마주보는 위치에 지지부(도시 안됨)를 형성하고 그 지지부 상에 상기 힌지축(60)을 설치할 수도 있다.

상기 힌지축(60)은 케이스(50)의 측벽 또는 별도의 지지부 상에 고정상태로 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 시소부(20)는 고정된 힌지축(60)을 중심으로 시소운동을 할 수 있는 구조를 가진다. 선택적으로, 상기 힌지축(60)은 케이스 (50)의 측벽 또는 별도의 지지부 상에서 자유회전을 하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 상기 시소부(20)는 힌지축(60)에 고정되어 상기 힌지축(60)의 운동에 따라 상기 힌지축을 중심으로 시소운동을 할 수 있는 구조를 가진다.

비평형 검출부(40)는 대상 동물이 시소부(20)상에서 평형을 유지하지 못한 경우를 검출하기 위한 수단이다. 도 3에 따른 실시예에서, 비평형 검출부(40)는 마이크로스위치로서 시소부(20) 양쪽 단부 아래에 설치된다. 시소부(20)상에 놓여진 대상 동물이 시소부상에서 균형을 유지하지 못할 경우, 시소부(20)는 한쪽으로 기울어지고, 시소부(20)의 끝 부분이 비평형 검출부(40)와 접촉하게 되어 대상 동물이 균형을 유지하지 못하고 있음이 검출되게 된다. 본 실시예에서는 비평형 검출부(40)로서 마이크로스위치를 사용하였으나, 광센서, 택트 스위치, 자기 스위치 등을 사용할 수 있다.

상기 시소부(20)에는 자극 발생부가 제공되는데, 자극 발생부는 상기 시소부(20)의 양쪽에 수직으로 설치된 기판(32), 이 기판(32)에 서로 평행하게 설치된 다수의 도전성 바아(31) 및 상기 기판(32)을 통하여 도전성 바아에 전기를 인가하여 대상 동물에게 쇼크를 주도록 하는 전원부(33)로 이루어져 있다. 상기 자극 발생부(31, 32, 33)는 대상 동물이 시소부(20)상에서 균형을 유지하지 못하여, 시소부(20)가 어느 한쪽으로 기울어져서 비평형 검출부(40)에 의하여 대상 동물이 균형을 유지하지 못하고 있음이 검출될 때, 아래로 기울어진 시소부 쪽의 바아(31)에 전기를 흘려 대상 동물에게 충격을 줌으로써 대상 동물이 반대편으로 이동하도록 하기 위한 것이다. 시소부의 자극 발생부에서 대상 동물에게 전기적 충격을 주는 부분( 바아)은 전기적으로 두 개의 부분으로 나뉘어져 있다. 이 경우, 대상 동물이 균형을 유지하지 못하거나 수면상태에 빠져 시소부가 어느 한쪽으로 기울어질 경우, 아래로 기울어진 부분의 바아에 전기를 인가하여 대상 동물에게 충격을 줄 수 있다.

대상 동물을 시소부(20)에 올려놓은 후 대상 동물이 시소부로부터 이탈하지 못하도록 하는 구조를 가진 케이스(50)가 베이스 플레이트 상에 설치된다. 상기 케이스(50)의 어느 한 면에는 대상 동물을 시소부(20)상에 넣기 위한 출입구가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치의 동작 및 기능을 설명하면 다음과 같다.

실험자는 대상 동물을 케이스(50) 내의 시소부(20) 위에 올려놓는다. 시소부(20)에 놓여진 동물은 시소부(20)가 시소운동을 하기 때문에 균형을 잡으려고 할 것이다. 만약 동물이 균형을 유지하지 못하여 시소가 어느 한쪽으로 기울어지게 되면 시소부(20) 하부에 장착된 비평형 검출부(40)를 작동시키게 되고, 이때까지 걸리는 시간을 측정하여 평형유지 정도를 측정하는데 활용할 수 있다.

다음으로, 동물이 균형을 유지하지 못해 시소부(20)가 기울어지고, 기울어진 한쪽의 비평형 검출부(40)가 작동하게 되면, 자극 발생부의 전원부(33)로부터 기판을 통하여 아래로 기울어진 시소부 쪽의 바아(31)에 전기가 인가되고, 이에 의하여 동물이 충격을 받게 된다. 따라서, 대상 동물은 반대편으로 이동하게 되어 시소부가 균형을 유지하게 된다.

이와 같은 본 발명의 장치는 단순한 평형감각 측정뿐만 아니라, 장시간 반복 테스트를 하는 경우에 적합하다. 즉, 통상적인 장치는 대상 동물이 평형감각을 유지하지 못해 장치에서 낙하하는 경우, 실험자가 다시 동물을 제자리에 올려주어야 하지만, 본 발명의 장치에서는 동물에게 자극을 주어 동물 스스로 다시 평형상태를 유지하게 하여 평형감각을 측정할 수 있기 때문에 상당히 긴 시간 동안의 반복 테스트에 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 장치는 평형감각을 측정하는 장치로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 동물을 수명을 방해하여 수면을 박탈하는 장치로도 사용할 수 있다. 즉, 만약 대상 동물이 수면상태에 빠질 경우, 동물이 균형을 유지하지 못하고 이에 따라 시소부(20)가 어느 한쪽 방향으로 기울어지게 되고 이에 의하여 비평형 검출부(40)가 작동하게 되면 자극 발생부(31, 32, 33)에 의하여 동물에게 자극을 주게 되어 동물의 수면을 방해하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 여러 측면에서 종래 장치와 상이하다. 우선 평형감각 테스트에 있어서, 종래의 로타로드 테스트 장치와 가장 상이한 점은 비평형 조건을 부여하는 것이 완전히 다르다는 것이다. 종래의 로타로드 테스트 장치는 모터와 같은 회전수단을 통하여 드럼을 강제적으로 회전시키기 때문에 대상 동물이 수동적으로 이에 적응하여 평형을 유지하는 부자연스러운 상태에서 테스트가 이루어지지만, 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치에서는 시소부(20)가 자유 운동을 하기 때문에 대상 동물의 움직임에 따라 시소부(20)가 시소운동을 하게 되고, 이에 따라 대상 동물이 능동적으로 평형을 유지하려고 노력하는 자연스러운 상태에서 테스트가 이루어진다. 또한, 종래 기술의 로타 로드 테스트 장치의 드럼은 실험자의 설정에 따라 왼쪽 또는 오른쪽으로만 회전하도록 설정될 수밖에 없지만, 본 발명의 회전부는 실험 대상동물의 능동적인 움직임에 따라 즉각적으로 방향의 반전이 이루어진다. 따라서 본 발명에 따른 다기능 행동분석 테스트 장치는 대상 동물이 드럼과 같은 자연적이지 못한 제한된 장소에서 평형을 유지하는 것이 아니라 평지와 같은 자연적인 공간상태에서 평형을 유지하게 되기 때문에 보다 더 정확한 테스트 조건을 형성할 수 있다.

종래의 로타로드 테스트 장치에서는 대상 동물에 따라 드럼의 직경을 변경하여야 한다. 예를 들어, IITC Life Science사의 로타로드 테스트 장치에서, 마우스를 대상으로 실험하기 위해서는 1¼인치 직경의 드럼을 사용하여야 하고 래트(rat)를 대상으로 실험하는 경우에는 3¾인치 직경의 드럼을 사용하도록 하고 있다. 따라서 대상 동물에 따라 드럼을 변경해주어야 하기 때문에 사용이 불편하다. 그러나 본 발명은 대상 동물이 드럼 상에서 균형을 유지하는 것이 아니기 때문에 드럼의 직경을 변경해줄 필요가 없다.

다음에 수면 박탈 기능에 있어서, 본 발명의 장치는 인위적인 운동이나 스트레스를 최소화하면서 스스로 시소의 균형을 유지하게 하고, 아주 짧은 시간의 쇼크를 이용하기 때문에 동물에게 수면 박탈 이외의 부작용을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 장치에서는 평형감각 테스트와 수면 박탈 기능이 하나의 장치에서 이루어지기 때문에 수면 박탈 상태에 따라 대상 동물이 유지하는 평형감각의 정도를 측정할 수 있다.

한편, 정확한 실험 결과를 얻기 위해서는 다양한 실험조건에서 대상 동물에 대한 평형 감각을 측정하여야 한다. 이를 위해서, 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치에서는 대상 동물이 시소부(20)에 놓여 졌을 때, 동물의 움직임에 따라 시소부의 시소운동을 제어할 수 있는 댐핑 제어부를 구비할 수 있다. 이에 대한 실시예는 도 4에 도시되어 있다.

도 4는 전자클러치를 이용한 댐핑 제어부(80)를 구비한 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 댐핑 제어부(80)는 시소부(20) 및 힌지축의 일단부와 연결되는 케이스(50) 측면에 설치되어 시소부(20)의 시소운동을 제동하도록 구성된다. 도 4의 댐핑 제어부(80)로서 전자클러치를 이용할 수 있다. 즉, 전자클러치에 어떠한 전압도 가해지지 않으면, 시소부(20)는 어떠한 구속도 받지 않아 자유회전상태가 되기 때문에 시소의 요동이 가장 심해지만, 전압을 전자클러치(80)에 인가함에 따라, 전자클러치(80)가 시소부 및 시소부의 힌지축의 시소운동을 제동하고, 이에 따라 시소부(20)에 대한 요동을 적절히 억제하기 때문에, 인가되는 전압을 조절함으로써 여러 조건에서 평형감각을 테스트할 수 있다. 도 4의 실시예에서는 댐핑 제어부로서 전자클러치를 사용하였지만, 전자석을 사용하여도 동일한 기능을 구현할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 자극 발생부의 전원부(33), 비평형 검출부(40) 또는 댐핑 제어부(80)와 전기적으로 연결되어 이들을 제어하고 이들로부터의 신호를 처리하는 제어 장치(90)를 포함함 수 있다. 상기 제어 장치(90)는 비평형 검출부(40)로부터의 신호를 활용하여 대상 동물의 평형 감각을 계산할 수 있다.

상기 제어 장치(90)는 댐핑 제어부(80)의 제동력을 전기적으로 제어하고, 필요에 따라서는 자극 발생부(31, 32, 33)의 쇼크 정도 및 쇼크 부여 시간을 조절할 수 있다. 또한, 제어 장치(90)는 장시간의 실험기간 동안 동물이 쇼크를 받은 횟수, 혹은 시간대 별(수면초기, 중기, 후기)에 따른 쇼크의 빈도수, 수면 박탈이 지속됨에 따른 쇼크의 빈도수, 그리고 쇼크 발생 시간 간격 등을 패턴화할 수 있다. 이러한 패턴의 변화는 측정치로 활용된다. 이와 같은 제어장치는 그 내부에 마이크로프로세서를 포함하고 있어 사용목적에 따라 그 기능을 프로그램할 수도 있다.

도 6은 케이스에 대한 다른 실시예를 도시한다. 본 발명의 케이스(50)는 대상 동물이 실험 공간에서 이탈하지 못하고 원하는 실험기간 동안 항상 실험 공간에 머물게 하는 역할을 한다. 케이스를 통하여 대상 동물을 실험 공간으로 투여하기 위해서는 케이스에 출입구가 형성되어 있어야 하는데, 이러한 출입구는 케이스(50)의 측면중 적어도 어느 한 면에 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 케이스의 상부 면에 형성될 수 있다. 또한, 선택적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 별도의 출입구를 형성하지 않고 케이스(50)의 상부면을 개방상태로 유지할 수 있다. 이 경우 개방된 상부면이 출입구의 역할을 한다.

도 7은 시소부(20) 및 자극 발생부에 대한 다른 실시예를 도시한다. 본 실시예에서는 도 3의 실시예와 달리 자극 발생부로서 시소부의 양쪽에 수직으로 형성된 기판(32) 및 이 기판과 전기적으로 연결된 다수의 도전성 바아(31) 대신, 도 7에 도시된 바와 같이, 시소부의 하부를 도전성 물질로 형성하거나 또는 하부에 도전성 시트 또는 매트(34)를 부착함으로써, 이 도전성 시트(34)에 전기를 통하게 하 여 대상 동물에게 충격을 주는 구조를 가진다.

선택적으로 시소부의 자극 발생부에서 대상 동물에게 전기적 충격을 주는 부분은 전기적으로 두 개 이상의 다수의 부분으로 세분될 수도 있다. 하지만, 상기 전기적으로 충격을 주는 부분은 분리되지 않고 하나로 이루어질 수도 있다.

본 실시예에서, 상기 시소부 및 케이스의 모양은 사각형으로 하여 도시되어 있지만, 시소부가 시소 운동을 하고 케이스가 대상 동물의 이탈을 방지하는 구조라면, 예컨대 원형 또는 타원형과 같이 어떠한 구조도 가능하다.

본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있으며, 이러한 변형된 실시예는 본 발명의 권리범위 내에 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 다음과 같은 현저한 효과를 가진다.

본 발명의 다기능 행동분석 테스트 장치는 평형감각을 테스트함에 있어서, 대상 동물이 수동적인 아닌 능동적으로 평형을 유지하는 능력을 측정할 수 있도록 함으로써 본래의 실험 목적에 적합한 상태에서 테스트가 이루어지도록 한다.

또한, 본 발명의 장치는 구조가 간단하여 유지보수가 쉽고 제조비용이 저렴하고, 대상 동물에 따라 드럼을 변경해야 하는 불편함이 없이 모든 대상 동물들에 적용할 수 있어 사용이 편리하다.

본 발명의 장치는 대상 동물이 균형을 유지하지 못할 경우 이를 정확하게 검 출할 수 있다.

본 발명의 장치는 구조가 간단하여 제조 비용이 저렴하고 대상 동물에게 스트레스를 가능한 최소화 하면서 자연적인 상태에서 부작용없이 수면 박탈 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 평형감각 테스트와 수면 박탈 기능이 하나의 장치에서 이루어질 수 있기 때문에 수면 박탈 정도에 따라 대상 동물이 유지하는 평형감각의 정도를 측정할 수 있다.

Claims

베이스 플레이트 상에서 시소운동을 하는 시소부; 상기 시소부상에 결합되어 대상 동물에 자극을 제공하는 자극 발생부; 상기 시소부의 이동을 감지하여 평형유지 여부를 검출하는 비평형 검출부; 및 대상 동물이 이탈하지 못하도록 상기 시소부를 감싸는 케이스를 포함하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 1항에 있어서, 상기 시소부의 시소운동을 제동하기 위한 댐핑 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 1항에 있어서, 상기 비평형 검출부는 마이크로스위치, 광센서, 택트 스위치 또는 자기 스위치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 1항에 있어서, 상기 자극 발생부는 전기적으로 연결된 다수의 도전성 바아 또는 전기 시트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 1항에 있어서, 상기 케이스의 측면 또는 상부면중 어느 한 면에 대상 동물을 투여하기 위한 출입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스 트 장치.
제 1항에 있어서, 상기 케이스의 상부면이 개방되어 상기 개방된 상부면을 통하여 대상 동물이 투여되는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 2항에 있어서, 상기 댐핑 제어부는 전자 클러치 또는 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 1항에 있어서, 상기 자극 발생부, 비평형 검출부 및 댐핑 제어부와 전기적으로 연결되어, 댐핑 제어부 및 자극 발생부를 제어하고 비평형 검출부로부터의 신호를 처리하는 제어 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 동물의 평형감각을 특정하는 장치로 사용하는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.
제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 동물의 수면을 박탈하기 위한 장치로 사용하는 것을 특징으로 하는 다기능 행동분석 테스트 장치.