RU135834U1

RU135834U1 - EXPERIMENTAL CELL FOR PSYCHOPHYSIOLOGICAL EXPERIMENTS

Info

Publication number: RU135834U1
Application number: RU2013111613/14U
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Казымаев; Роберт Германович Аверкин; Алексей Александрович Созинов; Ирина Михайловна Созинова; Юрий Васильевич Гринченко; Юрий Иосифович Александров
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-12-20

Abstract

Экспериментальная клетка для психофизиологических экспериментов, содержащая две педали, расположенные у второй стенки, и два устройства подачи корма, расположенные у первой стенки, при нажатии на одну из педалей одно из устройств подачи корма подает корм, при этом первая и вторая стенка располагаются напротив друг друга, отличающаяся тем, что содержит кольца, расположенные на второй стенке над педалями, систему управления клеткой, устройство управления устройством подачи корма, при этом педали и кольца могут перемещаться в перпендикулярном направлении к первой стенке, устройство сбора и слива испражнений животного, устройство подачи корма активируется также при подергивании за одно из колец, а также при помощи устройства управления устройством подачи корма; вторая стенка выполнена с возможность перемещения в направлении к/от первой стенки, а первая стенка выполнена с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через одну из сторон первой стенки.An experimental cell for psychophysiological experiments containing two pedals located at the second wall and two feed devices located at the first wall, when one of the pedals is pressed, one of the feed supply devices feeds, while the first and second walls are located opposite each other characterized in that it contains rings located on the second wall above the pedals, a cage control system, a feed control device, and the pedals and rings can be moved perpendicular SG toward the first wall, the device for collecting and draining faeces the animal feed supply device is activated as in twitching of one of the rings, as well as by a control device supplying feed device; the second wall is movable toward / from the first wall, and the first wall is rotatable around an axis passing through one of the sides of the first wall.

Description

Полезная модель относится к области лабораторной техники и может быть использована для изучения психофизиологических, нейробиологических основ психики и поведения.The utility model relates to the field of laboratory technology and can be used to study the psychophysiological, neurobiological foundations of the psyche and behavior.

Из уровня техники известен «ящик Скиннера», который представляет из себя клетку, предоставляющую возможность только тех действий животного, которые экспериментатор может контролировать. Данный ящик снабжен педалью, нажатие которой приводит к подаче пищи или другого подкрепления (см. http://behavior.romek.ru/dskinnerbox.htm).In the prior art, the “Skinner’s box" is known, which is a cell that provides the possibility of only those actions of the animal that the experimenter can control. This box is equipped with a pedal, pressing which leads to the supply of food or other reinforcement (see http://behavior.romek.ru/dskinnerbox.htm).

Также из уровня техники известна экспериментальная клетка, которая принята за прототип, содержащая две педали, расположенные у второй стенки, и два устройства подачи корма, расположенные у первой стенки, при нажатии на одну из педалей одно из устройств подачи корма подает корм, при этом первая и вторая стенка располагаются напротив друг друга (см. Ю.И.Александров, Психофизиологическое значение активности центральных и периферических нейронов в поведении, М.: 1989 стр.64-65; Ю.И.Александров, и др., О детерминации активности нейронов моторной коры в поведении, Психологический журнал, том 4, №2, 1983, стр.76).Also known from the prior art is an experimental cage, which is adopted as a prototype, containing two pedals located at the second wall and two feed devices located at the first wall, when one of the pedals is pressed, one of the feed devices feeds, while the first and the second wall are located opposite each other (see Yu.I. Aleksandrov, Psychophysiological significance of the activity of central and peripheral neurons in behavior, M .: 1989 p. 64-65; Yu.I. Aleksandrov, et al., On determining the activity of neurons motor cortex in behavior, Psychological journal, Volume 4, No. 2, 1983, p. 76).

Технический результат направлен на улучшение конструкции экспериментальной клетки, позволяющей более удобно проводить исследования: проводить манипуляции по устранению неисправностей микроманипулятора (см. А.С.№1507317), не вынимая животное из клетки, упростить доступ к животному, а также осуществлять слив испражнений животного в устройство сбора и слива испражнений животного, что способствует меньшему накоплению фекалий и мочи животного в клетке и препятствует размножению бактерий на их основе; вырабатывать более сложные стратегии научения животного, помещенного в клетку; регистрировать поведенческие акты животного и/или нейронную активность во время осуществления животным поведения; а также усовершенствовать сбор данных во время проведения эксперимента.The technical result is aimed at improving the design of the experimental cage, which makes it more convenient to conduct research: to carry out manipulations to troubleshoot the micromanipulator (see A.S. No. 1507317), without removing the animal from the cage, to simplify access to the animal, and also to drain the animal's stool into a device for collecting and draining animal feces, which contributes to less accumulation of feces and animal urine in the cell and prevents the growth of bacteria based on them; to develop more complex strategies for teaching an animal placed in a cage; register behavioral acts of the animal and / or neural activity during the implementation of animal behavior; and improve data collection during the experiment.

Технический результат достигается за счет того, что экспериментальная клетка для психофизиологических экспериментов, содержащая две педали, расположенные у второй стенки, и два устройства подачи корма, расположенные у первой стенки, при нажатии на одну из педалей одно из устройств подачи корма подает корм, при этом первая и вторая стенка располагаются напротив друг друга, кольца, расположенные на второй стенке над педалями, систему управления клеткой, устройство управления устройством подачи корма, при этом педали и кольца могут перемещаться в перпендикулярном направлении к первой стенке, устройство сбора и слива испражнений животного, устройство подачи корма активируется также при подергивании за одно из колец, а также при помощи устройства управления устройством подачи корма; вторая стенка выполнена с возможностью перемещения в направлении к/от первой стенки, а первая стенка выполнена с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через одну из сторон первой стенки.The technical result is achieved due to the fact that the experimental cell for psychophysiological experiments, containing two pedals located near the second wall, and two feed devices located near the first wall, when you press one of the pedals, one of the feed devices feeds, while the first and second wall are opposite each other, the rings located on the second wall above the pedals, the cage control system, the feed control device, while the pedals and rings can move perpendicular to the first wall, the device for collecting and draining the stool of the animal, the feed device is also activated when twitching one of the rings, as well as using the device control device feed feed; the second wall is movable towards / from the first wall, and the first wall is rotatable around an axis passing through one of the sides of the first wall.

На чертежах представлено следующее.The drawings show the following.

Фиг.1 Вид на клетку спереди.Figure 1 View of the cell in front.

Фиг.1А Вид на клетку спереди с открытой первой стенкой.Figa View of the cell in front with the first open wall.

Фиг.1Б Вид клетки внутриFigb View of the cell inside

Фиг.1В Вид второй стенки спереди Figv Front view of the second wall

Фиг.2 Вид экспериментальной клетки сбокуFigure 2 Side view of the experimental cell

Фиг.3 Вид второй стенки сзадиFigure 3 Rear view of the second wall

Фиг.3А Вид устройств по выдвижению педалей и колец.Figa View devices for the extension of the pedals and rings.

Фиг.4 Вид металлического круглого диска и кормушек сверхуFigure 4 is a Top view of a metal circular disk and feeders

Фиг.4А. Вид металлического круглого диска и кормушек сбоку.Figa. Side view of a metal round disc and feeders.

Сущность изобретения заключается в том, что клетка состоит из двух боковых стенок 1а и 1б, второй стенки 2 с возможностью перемещения в направлении к/от первой стенки 3 посредством крепления ее к шариковым направляющим 17, которые крепятся к боковым стенкам 1а и 1б на внутренней стороне; первая стенка 3 имеет прямоугольную форму и разделена на две части: подвижную стенку 3а и стенку 3б. Подвижная стенка 3а и стенка 3б имеют прямоугольную форму и соединены между собой пластинчатыми петлями 3д таким образом, чтобы позволять подвижной стенке 3а принимать два положения: в плоскости стенки 3б и перпендикулярно плоскости стенки 3б. При этом в данном исполнении ось вращения первой стенки 3 образуется по линии разделения первой стенки 3 на подвижную стенку 3а и стенку 3б. Подвижная стенка 3а может принимать перпендикулярное положение по отношению к стенке 3б за счет опоры 3в. В этом положении подвижная стенка 3а позволяет более удобно проводить манипуляции с животным внутри экспериментальной клетки вследствие упрощения доступа к животному. В смежных углах стенки 3б на линии разделения первой стенки 3 на подвижную стенку 3а и стенку 3б имеются прямоугольные вырезы длиной не более 1/3 длины стенки 3б и высотой от 5 до 10 процентов ширины стенки 3б. Боковые стенки 1а и 1б также имеют прямоугольный вырез, по ширине совпадающий с вырезом стенки 3б и примыкающий к вырезу стенки 3б. При этом длина выреза боковых стенок 1а и 16 параллельна ширине стенок 1а и 1б; ширина выреза боковых стенок 1а и 1б параллельна длине стенок 1а и 1б. Вырезы в боковых стенках 1а и 1б примыкают к вырезам стенки 3б, образуя пространство, в которое можно установить устройство подачи корма 14.The essence of the invention lies in the fact that the cell consists of two side walls 1a and 1b, the second wall 2 with the possibility of movement in the direction to / from the first wall 3 by attaching it to the ball guides 17, which are attached to the side walls 1a and 1b on the inner side ; the first wall 3 has a rectangular shape and is divided into two parts: a movable wall 3a and a wall 3b. The movable wall 3a and the wall 3b have a rectangular shape and are interconnected by plate loops 3d in such a way as to allow the movable wall 3a to take two positions: in the plane of the wall 3b and perpendicular to the plane of the wall 3b. Moreover, in this embodiment, the axis of rotation of the first wall 3 is formed along the dividing line of the first wall 3 on the movable wall 3a and wall 3b. The movable wall 3a can take a perpendicular position with respect to the wall 3b due to the support 3c. In this position, the movable wall 3a allows for more convenient manipulations with the animal inside the experimental cell due to simplified access to the animal. In the adjacent corners of wall 3b on the dividing line of the first wall 3 into the movable wall 3a and wall 3b, there are rectangular cutouts with a length of no more than 1/3 of the length of the wall 3b and a height of 5 to 10 percent of the width of the wall 3b. The side walls 1a and 1b also have a rectangular cutout in width coinciding with the cutout of the wall 3b and adjacent to the cutout of the wall 3b. The length of the cutout of the side walls 1a and 16 is parallel to the width of the walls 1a and 1b; the width of the cutout of the side walls 1a and 1b is parallel to the length of the walls 1a and 1b. The cutouts in the side walls 1a and 1b are adjacent to the cutouts of the wall 3b, forming a space into which the feed supply device 14 can be installed.

Вторая стенка 2 содержит два отверстия 16а и два отверстия 16в прямоугольной формы. Через отверстия 16а подают кольца 9, а через отверстия 16в - педали 8. При потягивании животным одного из колец 9 или нажатии одной из педалей 8 срабатывает устройство подачи корма 14 (внутри клетки появляется корм). При этом нажатие одной из педалей 8 активирует одно из устройств подачи корма 14. Потягивание за одно из колец 9 также активирует одно из устройств подачи корма 14.The second wall 2 comprises two openings 16a and two rectangular openings 16b. Through holes 16a, rings 9 are fed, and through holes 16b, pedals 8. When the animal sip one of the rings 9 or press one of the pedals 8, the feed supply device 14 is activated (the feed appears inside the cage). In this case, pressing one of the pedals 8 activates one of the feed supply devices 14. Pulling on one of the rings 9 also activates one of the feed supply devices 14.

Пары отверстий 16а и 16в располагаются симметрично относительно вертикальной оси симметрии второй стенки 2. Отверстия 16а расположены над отверстиями 16в. Вертикальная ось симметрии отверстий 16а может совпадать с вертикальной осью симметрии отверстий 16в. Отверстия 16а располагаются на расстоянии 1/4 длины второй стенки 2 от решетчатого пола клетки. Отверстия 16в располагаются на расстоянии 1/8 длины второй стенки 2 от решетчатого пола 5. В таком исполнении кольца 9 находятся на уровне головы животного; педали 8 находятся на уровне лап животного, что позволяет животному нажимать на педаль 8 и потягивать за кольцо 9.The pairs of holes 16a and 16b are arranged symmetrically with respect to the vertical axis of symmetry of the second wall 2. The holes 16a are located above the holes 16b. The vertical axis of symmetry of the holes 16a may coincide with the vertical axis of symmetry of the holes 16b. The holes 16a are located at a distance of 1/4 of the length of the second wall 2 from the trellised floor of the cell. The holes 16c are located at a distance of 1/8 of the length of the second wall 2 from the grating floor 5. In this embodiment, the rings 9 are at the level of the animal’s head; pedals 8 are at the level of the paws of the animal, which allows the animal to press the pedal 8 and pull the ring 9.

Педали 8 и кольца 9 могут перемещаться в перпендикулярном направлении к/от первой стенки 3 (выдвигаться и задвигаться).The pedals 8 and the rings 9 can be moved in the perpendicular direction to / from the first wall 3 (to extend and retract).

Также ко второй стенке 2 крепится защитное устройство 18, предотвращающее столкновение второй стенки 2 со стеной в помещении. Защитное устройство 18 крепится перпендикулярно второй стенке 2 и состоит из скрепленных алюминиевых балок, образуя П-образную форму.Also, a protective device 18 is attached to the second wall 2, preventing the collision of the second wall 2 with the wall in the room. The protective device 18 is mounted perpendicular to the second wall 2 and consists of bonded aluminum beams, forming a U-shaped.

Помимо этого на второй стенке располагаются шпингалеты 19. Шпингалеты 19 фиксируют вторую стенку в положении один и в положении два. Вторая стенка 2 выполнена с возможностью перемещения в перпендикулярном направлении первой стенки 3. При ее перемещении меняется площадь пространства, которое занимает животное. При перемещении второй стенки 2 по направлению к первой стенке 3, вторая стенка 2 занимает положение один путем того, что шпингалеты 19 входят в отверстия в боковых стенках 1а и 1б, тем самым фиксируя ее в данном положении. При перемещении второй стенки 2 по направлению от первой стенки 3, вторая стенка 2 фиксируется тем же способом в положении два. Положение один - это такое положение, когда вторая стенка 2 отодвинута настолько, что расстояние от первой стенки 3 до второй стенки 2 равно ширине второй стенки 2. Положение два - это такое положение, когда вторая стенка 2 отодвинута настолько, что расстояние от первой стенки 3 до второй стенки 2 равно 4/5 длины боковой стенки 1а или 1б. Длина стенки 1а равна длине стенки 1б.In addition, latches 19 are located on the second wall. The latches 19 fix the second wall in position one and in position two. The second wall 2 is arranged to move in the perpendicular direction of the first wall 3. When it moves, the area of space occupied by the animal changes. When moving the second wall 2 towards the first wall 3, the second wall 2 occupies a position one by the fact that the latches 19 enter holes in the side walls 1a and 1b, thereby fixing it in this position. When moving the second wall 2 in the direction from the first wall 3, the second wall 2 is fixed in the same way in position two. Position one - this is the position when the second wall 2 is moved so far that the distance from the first wall 3 to the second wall 2 is equal to the width of the second wall 2. Position two is the position when the second wall 2 is moved so far that the distance from the first wall 3 to the second wall 2 is equal to 4/5 of the length of the side wall 1A or 1B. The length of the wall 1a is equal to the length of the wall 1b.

Клетка содержит систему управления клеткой 7, которая обеспечивает взаимодействие педалей 8 и колец 9 с устройством подачи корма 14 и его работу, а также передает сигналы от клетки на пишущее устройство, например компьютер или магнитофон. В частности, при нажатии одной из педалей 8 или потягивании одного из колец 9 срабатывает устройство подачи корма 14. Также корм может быть подан исследователем с помощью устройства управления устройством подачи корма 11. Таким образом, система управления клеткой согласует работу педалей 8, колец 9, устройства подачи корма 14 и устройства управления устройством подачи корма 11.The cell contains a control system for the cell 7, which provides the interaction of the pedals 8 and rings 9 with the feed device 14 and its operation, and also transmits signals from the cell to a writing device, such as a computer or tape recorder. In particular, when one of the pedals 8 is pressed or one of the rings 9 is pulled, the feed supply device 14 is activated. Also, the feed can be fed by the researcher using the feed supply control device 11. Thus, the cell control system coordinates the operation of the pedals 8, rings 9, feed supply device 14; and feed control device 11.

Помимо этого система управления клеткой 7 передает сигналы о поведенческой активности животного на записывающее устройство (на чертежах не показано), например магнитофон или компьютер: о подходе животного к одной из педалей 8 и ее нажатии, о подходе к одному из колец 9 и его потягивании, о подходе к одному из устройств подачи корма 14 и взятии еды из кормушки 14б, а также при регистрации активности нейрона позволяет синхронизировать сигналы о поведенческой активности животного с сигналом об активности нейрона и одновременно подавать эти сигналы на вышеупомянутое пишущее устройство.In addition, the control system of the cell 7 transmits signals about the animal’s behavioral activity to a recording device (not shown in the drawings), for example, a tape recorder or computer: about the animal’s approach to one of the pedals 8 and its pressing, about the approach to one of the rings 9 and its pulling, about the approach to one of the feed supply devices 14 and taking food from the feeder 14b, as well as when registering the activity of a neuron, it allows you to synchronize the signals about the animal’s behavioral activity with the signal about the neuron’s activity and simultaneously give these signals ly to the above writing device.

Система управления клеткой представляет из себя электронную схему управления. Электронные схемы управления, их проектирование и использование широко известны из уровня техники (cм.http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/ELEKTRONNIE_SHEMI.html).The cell control system is an electronic control circuit. Electronic control circuits, their design and use are widely known from the prior art (see http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/ELEKTRONNIE_SHEMI.html).

Устройство подачи корма 14 содержит металлический круглый диск 14а, на который крепятся кормушки 14б. Кормушки представляют из себя маленький круглый диск с углублением (размер подбирается исходя из диаметра круглого диска 14а, на который они крепятся, количества кормушек 14б, крепящихся на круглый диск 14а, и вся конструкция в целом должна позволять животному брать пищу из кормушек). Круглый диск 14а крепится к мотору 14в, например электрический двигатель ДПМ-30. Основные требования, предъявляемые двигателю, это малый размер и отсутствие инерции; основная его функция - вращать круглый диск 14а. Вся конструкция крепится к каркасу клетки 4 и к стенкам клетки 2 таким образом, чтобы часть круглого диска 14а с кормушками 14б находились внутри клетки. Круглый диск 14а содержит небольшие отверстия 21 (диаметр от 2 до 3 мм, число отверстий соответствует числу кормушек 14б), а устройство подачи корма содержит датчики (например, фотодиоды), которые формируют сигнал на устройство управления клеткой 14 о том, что кормушка 14б находится под отверстием 15а.The feed supply device 14 comprises a metal round disc 14a onto which the feeders 14b are attached. The feeders are a small round disk with a recess (the size is selected based on the diameter of the circular disk 14a on which they are mounted, the number of feeders 14b attached to the round disk 14a, and the whole structure as a whole should allow the animal to take food from the feeders). The round disk 14a is attached to the motor 14b, for example an electric motor DPM-30. The main requirements for the engine are small size and lack of inertia; Its main function is to rotate the circular disk 14a. The whole structure is attached to the frame of cage 4 and to the walls of cage 2 so that part of the circular disk 14a with feeders 14b are inside the cage. The round disk 14a contains small holes 21 (diameter from 2 to 3 mm, the number of holes corresponds to the number of feeders 14b), and the feed supply device contains sensors (for example, photodiodes) that generate a signal to the cell control device 14 that the feeder 14b is located under the hole 15a.

Часть круглого диска 14а, которая находится внутри клетки, накрывается защитным кожухом 15. Защитный кожух 15 имеет форму полого цилиндра, в основании которого окружность; окружность усечена двумя хордами, перпендикулярными друг другу и пересекающимися внутри окружности. Длины хорд могут быть не равны. Хорды делят окружность на четыре части; в качестве кожуха 15 используется такая часть окружности, в которой по одной хорде расстояние от точки пересечения хорд до окружности равно длине выреза стенки 3б, а по другой хорде расстояние от точки пересечения хорд до окружности равно длине выреза стенки 1а или 1б. Помимо этого защитный кожух содержит отверстие 15а. Место расположения отверстия выбирается так, чтобы оно совпадало с одной кормушкой 14б, а его размеры - исходя из размеров кормушек 14б. Таким образом, размер кожуха соответствует той части диска 14а, которая покрывает решетчатый пол 5, и открывает животному доступ только к одной из кормушек 14б.The part of the circular disk 14a that is inside the cage is covered with a protective casing 15. The protective casing 15 is in the form of a hollow cylinder at the base of which is a circle; the circle is truncated by two chords perpendicular to each other and intersecting inside the circle. Chord lengths may not be equal. Chords divide a circle into four parts; as a casing 15, a part of the circle is used in which along one chord the distance from the point of intersection of the chords to the circle is equal to the length of the cutout of the wall 3b, and on the other chord, the distance from the point of intersection of the chords to the circle is equal to the length of the cutout of the wall 1a or 1b. In addition, the protective casing includes an opening 15a. The location of the hole is selected so that it coincides with one feeder 14b, and its size is based on the size of the feeders 14b. Thus, the size of the casing corresponds to that part of the disk 14a that covers the grating floor 5, and allows the animal access to only one of the feeders 14b.

Педали 8 крепятся к устройству, которое двигается в горизонтальной плоскости, например, к дисковым приводам 10 от компьютерного устройства CD-ROM. Кольца 9 крепятся к устройству, подвижному в горизонтальной плоскости, например, к каретке привода лазера 13 CD-ROMa.Pedals 8 are attached to a device that moves horizontally, for example, to disk drives 10 from a computer CD-ROM device. The rings 9 are attached to a device movable in a horizontal plane, for example, to a CD-ROMa laser drive carriage 13.

Клетка работает следующим образом.The cell works as follows.

Срабатывание устройства подачи корма происходит либо при нажатии одной из педалей 8, либо потягивании одного из колец 9, либо при нажатии исследователем кнопки на устройстве управления устройством подачи корма 11. На первых этапах формирования инструментального пищедобывательного поведения, когда животное не обучено нажатию на одну из педалей 8 или потягиванию за одно из колец 9, положительное подкрепление нужного поведения осуществляется исследователем с помощью устройства управления устройством подачи корма 14. Исследователь нажатием кнопки подает сигнал на одно из устройств подачи корма 14, что приводит к работе мотора 14в, который вращает металлический круглый диск 14а. Пока кормушка 14б расположена не над отверстием 15а, то свет от светодиода поглощается диском 14а. Как только кормушка 14б встает под отверстием 15а защитного кожуха 15, она останавливается, так как срабатывает датчик положения диска 14а, и устройство электронного управления клеткой 7 останавливает мотор 14в: свет от светодиода (на чертеже не показан), находящегося под диском 14а через одно из отверстий 21 в диске 14а попадает на фотодиод (на чертеже не показан), находящийся над диском 14а (светодиод и фотодиод образуют датчик положения диска 14а). Сигнал фотодиода управляет схемой, генерирующей электрический импульс, который поступает в систему управления клеткой 7, которая выключает мотор 14в. После обучения нажатию на педали 8 или потягиванию за кольца 9 срабатывание устройства подачи корма происходит автоматически без участия исследователя. В этом случае педаль 8 или кольцо 9 подают сигнал на соответствующее устройство подачи корма 14. Таким образом, при формировании инструментального пищедобывательного поведения на начальных этапах обучения подкрепление осуществляется исследователем посредством устройства управления устройством подачи корма 11, далее животное может добывать пищу посредством нажатия на педаль 8 или потягивания за кольцо 9. Также предусмотрена возможность формирования сигнального импульса при подходе к педалям 8, проходе животного вдоль середины стенки клетки.The feed device is triggered either by pressing one of the pedals 8, or by pulling one of the rings 9, or when the researcher presses a button on the device controlling the feed device 11. At the first stages of the formation of instrumental food-producing behavior, when the animal is not trained to press one of the pedals 8 or by pulling on one of the rings 9, positive reinforcement of the desired behavior is carried out by the researcher using the feed control device 14. Researcher by pressing The button sends a signal to one of the feed supply devices 14, which leads to the operation of the motor 14b, which rotates the metal round disc 14a. While the feeder 14b is not located above the hole 15a, the light from the LED is absorbed by the disk 14a. As soon as the feeder 14b rises under the hole 15a of the protective casing 15, it stops, because the position sensor of the disk 14a is activated, and the electronic control unit 7 stops the motor 14b: the light from the LED (not shown) located under the disk 14a through one of the holes 21 in the disk 14a falls on the photodiode (not shown), located above the disk 14a (the LED and the photodiode form a position sensor of the disk 14a). The signal of the photodiode controls a circuit that generates an electric pulse, which enters the control system of the cell 7, which turns off the motor 14v. After learning to press the pedals 8 or pull the rings 9, the feed device is activated automatically without the participation of the researcher. In this case, the pedal 8 or ring 9 sends a signal to the corresponding feed supply device 14. Thus, when the instrumental food-producing behavior is formed at the initial stages of training, the reinforcement is carried out by the researcher using the feed feed control device 11, then the animal can get food by pressing the pedal 8 or pulling on the ring 9. It is also possible to generate a signal pulse when approaching the pedals 8, the passage of the animal along the middle of the glue wall tki.

Животное получает корм из кормушки 14б. Когда животное берет корм из кормушки 14б, то сигнал о том, что животное опустило голову в кормушку, поступает на пишущее устройство, например магнитофон или компьютер. При нажатии животным на педаль 8 или кольцо 9 на пишущее устройство подается сигнал о данном действии животного. Регистрация перемещений животного по клетке, подходов к педали 8 или кольцу 9, осуществляется с помощью фотоэлектрической пластинки, устанавливаемой на голове животного, и светодиодов, расположенных по боковым стенкам 1а и 1б клетки. Светодиоды и фотодиоды на внутренней стороне защитного кожуха 15 регистрируют опускание головы животного в кормушку. Датчики, регистрирующие нажатие педали 8 или подергивание кольца 9 представляют из себя ключи управления.The animal receives food from the feeder 14b. When the animal takes food from the feeding trough 14b, the signal that the animal lowered its head into the feeding trough comes to a writing device, such as a tape recorder or computer. When the animals press the pedal 8 or ring 9, a signal is sent to the writing device about this action of the animal. The movements of the animal along the cage, the approaches to the pedal 8 or ring 9 are recorded using a photovoltaic plate mounted on the head of the animal and LEDs located on the side walls 1a and 1b of the cage. LEDs and photodiodes on the inner side of the protective casing 15 register the lowering of the head of the animal into the feeder. The sensors that record the pedal 8 or twitching of the ring 9 are control keys.

Помимо этого может вестись регистрация активности нейрона посредством микроэлектрода, который вводится в мозг животного посредством манипулятора, после чего животное в экспериментальной клетке осуществляет инструментальное пищедобывательное поведение, а потенциалы действия от нейрона поступают на записывающее устройство, например, магнитофон или компьютер. Поведенческая активность животного и потенциалы действия от нейрона пишутся синхронно. Анализ этих данных позволяет установить специализацию нейрона и связь его активности с актами поведения (см. SU 1507317 и SU 150731, 1989).In addition, neuron activity can be recorded by means of a microelectrode, which is introduced into the animal’s brain by means of a manipulator, after which the animal in the experimental cell carries out instrumental feeding behavior, and the action potentials from the neuron are transmitted to a recording device, for example, a tape recorder or computer. The animal’s behavioral activity and action potentials from a neuron are written synchronously. Analysis of these data allows us to establish the specialization of the neuron and the relationship of its activity with acts of behavior (see SU 1507317 and SU 150731, 1989).

Таким образом, поведенческая активность (перемещение кролика в клетке, опускание и подъем головы, нажатие на педаль, потягивание за кольцо и т.д.) и активность нейронов могут синхронно записываться с помощью магнитофона или компьютера. Кроме этого ведется видеозапись поведения животного на видеокамеру - аналоговую или цифровую.Thus, the behavioral activity (moving the rabbit in the cage, lowering and raising the head, pressing the pedal, pulling the ring, etc.) and the activity of neurons can be recorded simultaneously using a tape recorder or computer. In addition, video is recorded of the animal’s behavior on a video camera - analog or digital.

Во время проведения эксперимента испражнения животного поступают в раковину (на чертежах не показано), а от туда - в приемник испражнений 6. Раковина и приемник испражнений 6 образуют устройство сбора и слива испражнений животного.During the experiment, the feces of the animal enter the sink (not shown in the drawings), and from there to the feces receiver 6. The sink and feces receiver 6 form a device for collecting and draining the animal's feces.

Таким образом, за счет наличия двух педалей 8, двух колец 9, двух устройств подачи корма 14, возможности движения задней стенки 2 и движения педалей 8 и колец 9, клетка позволяет формировать одно и тоже пищедобывательное поведение, но по-разному, а также обеспечивать определение специализации нейрона. Кроме того, возможность перемещения стенки 2 в направлении к/от первой стенки 3 позволяет более точно определять специализацию нейрона. В частности, определить специализацию нейрона относительно акта подхода к педали, контролируя расстояние до педали. Например, при подходе животного к педали может наблюдаться активация нейрона, и если нейрон связан с актом подхода к педали, то перемещение стенки 2 (увеличение расстояния до педали) не приведет к уменьшению вероятности активации нейрона. Если же активность нейрона связана с любыми актами поведения в конкретном месте, то перемещение стенки 2 приведет к уменьшению вероятности активации нейрона. Таким образом, перемещение стенки 2 позволяет более точно установить специализацию нейрона и связь его активности с поведением.Thus, due to the presence of two pedals 8, two rings 9, two feed supply devices 14, the possibility of movement of the back wall 2 and the movement of pedals 8 and rings 9, the cell allows one to form the same food-producing behavior, but in different ways, as well as provide determination of neuron specialization. In addition, the possibility of moving the wall 2 in the direction to / from the first wall 3 allows you to more accurately determine the specialization of the neuron. In particular, to determine the specialization of the neuron relative to the act of approaching the pedal, controlling the distance to the pedal. For example, when an animal approaches the pedal, neuron activation can be observed, and if the neuron is associated with the act of approaching the pedal, then moving wall 2 (increasing the distance to the pedal) will not reduce the likelihood of activation of the neuron. If the activity of the neuron is associated with any acts of behavior in a particular place, then moving the wall 2 will reduce the likelihood of activation of the neuron. Thus, the movement of the wall 2 allows you to more accurately establish the specialization of the neuron and the relationship of its activity with behavior.

Данная экспериментальная клетка позволяет контролировать большее количество параметров при эксперименте, более комфортна для животного (не загрязняется испражнениями животного), позволяет формировать циклическое инструментальное пищедобывательное поведение с разной последовательностью циклов и при разных условиях (более сложные стратегии научения) по сравнению с другими существующими устройствами; производить наблюдение за животным, регистрировать поведенческие акты животного и/или активность нейронов во время осуществления животным поведения; а также усовершенствовать сбор данных во время проведения эксперимента. Что в целом позволяет проводить исследование более удобно.This experimental cell allows you to control a larger number of parameters during the experiment, more comfortable for the animal (it is not contaminated with animal feces), allows you to form a cyclic instrumental food-producing behavior with different sequence of cycles and under different conditions (more complex learning strategies) compared to other existing devices; observe the animal, record the animal’s behavioral acts and / or neuron activity during the animal’s behavior; and improve data collection during the experiment. Which generally allows the study to be more convenient.

Claims

An experimental cell for psychophysiological experiments, containing two pedals located near the second wall and two feed devices located near the first wall, when one of the pedals is pressed, one of the feed supply devices delivers food, while the first and second walls are opposite each other characterized in that it contains rings located on the second wall above the pedals, a cage control system, a feed control device, and the pedals and rings can be moved perpendicular SG toward the first wall, the device for collecting and draining faeces the animal feed supply device is activated as in twitching of one of the rings, as well as by a control device supplying feed device; the second wall is movable towards / from the first wall, and the first wall is rotatable around an axis passing through one of the sides of the first wall.