RU204879U1 - Device for automated cognitive research - Google Patents

Device for automated cognitive research Download PDF

Info

Publication number
RU204879U1
RU204879U1 RU2021107513U RU2021107513U RU204879U1 RU 204879 U1 RU204879 U1 RU 204879U1 RU 2021107513 U RU2021107513 U RU 2021107513U RU 2021107513 U RU2021107513 U RU 2021107513U RU 204879 U1 RU204879 U1 RU 204879U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
labyrinth
sleeves
animal
central compartment
removable
Prior art date
Application number
RU2021107513U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Сергеевич Голохваст
Сергей Арнольдович Гутников
Александр Федорович Артеменко
Анатолий Владимирович Бондарь
Original Assignee
Кирилл Сергеевич Голохваст
Сергей Арнольдович Гутников
Александр Федорович Артеменко
Анатолий Владимирович Бондарь
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кирилл Сергеевич Голохваст, Сергей Арнольдович Гутников, Александр Федорович Артеменко, Анатолий Владимирович Бондарь filed Critical Кирилл Сергеевич Голохваст
Priority to RU2021107513U priority Critical patent/RU204879U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU204879U1 publication Critical patent/RU204879U1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K15/00Devices for taming animals, e.g. nose-rings or hobbles; Devices for overturning animals in general; Training or exercising equipment; Covering boxes
    • A01K15/04Devices for impeding movement; Devices for impeding passage through fencing, e.g. hobbles or the like; Anti-kicking devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/16Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Developmental Disabilities (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Social Psychology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Housing For Livestock And Birds (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к медицинской научно-исследовательской технике, используемой в экспериментальной биологии, психофизиологии, и предназначена для проведения когнитивных исследований, например исследование глубины рабочей памяти мелких лабораторных животных.Устройство для автоматизированного проведения когнитивных исследований в виде лабиринта с вертикальными стенками, крышкой и днищем, содержащего центральный отсек, сообщенный с рукавами через гильотинные дверцы, отличающийся тем, что вертикальные стенки и днище выполнены из матового светопропускающего материала, рукава ориентированы параллельно друг другу, центральный отсек и группы близлежащих рукавов снабжены съемными крышками из материала, избирательно прозрачного в инфракрасном диапазоне, под днищем размещена равномерная подсветка в соответствующем диапазоне, днище дальней от центрального отсека части каждого рукава выполнено в виде съемного поддона, с возможностью размещения на нем стимула, кроме того, над лабиринтом с возможностью перемещения над ним и с фиксацией тени животного на крышках в инфракрасном диапазоне установлена видеокамера, выполненная с возможностью вывода информации на блок управления, который выполнен также с возможностью автоматического управления гильотинными дверцами, заменой съемного поддона посредством малошумящего робота-манипулятора и автоматической кормушкой для каждого рукава согласно протоколу исследования.Кроме того, количество роботов-манипуляторов соответствует количеству групп близлежащих рукавов.Технический результат выражается в обезличивании процесса когнитивных исследований за счет автоматического контроля и распознавания передвижения испытуемого животного в устройстве с применением методов видеофиксации, роботизированной системы отбора и подачи стимулов в устройство, автоматической системы вознаграждения животного. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to medical research equipment used in experimental biology, psychophysiology, and is intended for conducting cognitive research, for example, exploring the depth of working memory of small laboratory animals. A device for automated cognitive research in the form of a labyrinth with vertical walls, a lid and a bottom, containing a central compartment communicated with the sleeves through guillotine doors, characterized in that the vertical walls and the bottom are made of matte light-transmitting material, the sleeves are oriented parallel to each other, the central compartment and groups of nearby sleeves are equipped with removable covers made of material, selectively transparent in the infrared range, under the bottom contains uniform illumination in the appropriate range, the bottom of the part of each sleeve farthest from the central compartment is made in the form of a removable pallet, with the possibility of placing a stimulus on it, in addition, above the labyrinth with the ability to move above it and fix the shadow of the animal on the covers in the infrared range, a video camera is installed, made with the possibility of outputting information to the control unit, which is also made with the ability to automatically control the guillotine doors, replace the removable pallet by means of a low-noise robot manipulator and an automatic feeder for each sleeve In addition, the number of robotic manipulators corresponds to the number of groups of nearby arms. The technical result is expressed in the depersonalization of the cognitive research process due to automatic control and recognition of the movement of the test animal in the device using video fixation methods, a robotic system for selecting and supplying stimuli to the device. automatic animal reward system. 1 wp f-ly, 4 dwg.

Description

Полезная модель относится к медицинской научно-исследовательской технике, используемой в экспериментальной биологии, психофизиологии, и предназначена для проведения когнитивных исследований, например исследование глубины рабочей памяти мелких лабораторных животных.The utility model refers to medical research equipment used in experimental biology, psychophysiology, and is intended for cognitive research, for example, the study of the depth of working memory of small laboratory animals.

Известны системы оценки когнитивных показателей у лабораторных животных как «Лабиринт Морриса», используемый для исследований таких заболеваний, как аутизм, болезнь Альцгеймера, различных травм головного мозга. Данная установка позволяет оценить локомоторную активность и рабочую память животного. Недостатками данного метода являются повышенная стрессогенность процесса проведения исследования, так как животное помещается в воду, и на протяжении всего времени находится в состоянии постоянной опасности из-за угрозы утопления (Buccafusco J.J. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. Florida: CRC Press, 2000. 352 p.).There are known systems for assessing cognitive indicators in laboratory animals such as the Morris Labyrinth, which is used to study diseases such as autism, Alzheimer's disease, and various brain injuries. This setup allows you to assess the locomotor activity and working memory of the animal. The disadvantages of this method are the increased stressfulness of the research process, since the animal is placed in water, and throughout the entire time is in a state of constant danger due to the threat of drowning (Buccafusco JJ Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. Florida: CRC Press, 2000. 352 p.).

Известен также многорукавный лабиринт, включающий центральный отсек, сообщенный с лабиринтами, отделенными от него гильотинными дверцами, содержащими стенки, днище и крышку (см. Горина Я.В., Лопатина О.Л., Комлева Ю.К. и др. Восьмирукавный радиальный лабиринт, как инструмент для оценки пространственного обучения и памяти у мышей, Сибирское медицинское обозрение, 2016, № 5-С.46-52).There is also known a multi-arm labyrinth, including a central compartment, communicated with the labyrinths, separated from it by guillotine doors, containing walls, a bottom and a cover (see Ya.V. Gorina, OL Lopatina, Yu.K. Komleva, etc. Eight-arm radial labyrinth as a tool for assessing spatial learning and memory in mice, Siberian Medical Review, 2016, No. 5-P.46-52).

Недостатком такого устройства является требование от исследователя постоянно размещать стимулы в конечных точках рукавов и полное ручное управление гильотинных дверок, регулирующих движение лабораторных животных в процессе эксперимента.The disadvantage of such a device is the requirement from the researcher to constantly place stimuli at the end points of the arms and full manual control of the guillotine doors that regulate the movement of laboratory animals during the experiment.

Следует отметить, что все представленные тестовые системы имеют ряд общих недостатков, таких как:It should be noted that all presented test systems have a number of common disadvantages, such as:

животное может в процессе эксперимента ориентироваться на окружающие тестовую систему объекты, а также переключать внимание на внешние раздражающие факторы, так как для фиксации хода исследования необходимо прямо наблюдать за передвижением животного;During the experiment, the animal can orient itself towards the objects surrounding the test system, as well as switch attention to external irritating factors, since in order to record the course of the study, it is necessary to directly observe the movement of the animal;

экспериментальные установки требуют постоянного контроля процесса тестирования со стороны исследователя, что может косвенно влиять на ход эксперимента по причине нахождения у тестовой установки или при подсчете результатов в ручном режиме;experimental installations require constant monitoring of the testing process by the researcher, which can indirectly affect the course of the experiment due to being near the test installation or when calculating the results in manual mode;

при повышении количества видов стимулов повышается нагрузка на исследователя за счет увеличения работы по обслуживанию эксперимента.with an increase in the number of types of stimuli, the load on the researcher increases due to the increase in the work on the maintenance of the experiment.

Задача, на решение которой направлено заявленное устройство - автоматизация процесса проведения когнитивных исследований лабораторных животных с возможностью изменения протоколов исследования в процессе эксперимента и создание изолированного пространства для перемещения испытуемого животного, обеспечивающего минимизацию воздействия стрессогенного фактора исследовательского процесса.The task to be solved by the claimed device is to automate the process of conducting cognitive research of laboratory animals with the possibility of changing the research protocols during the experiment and creating an isolated space for the movement of the test animal, which minimizes the impact of the stress factor of the research process.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в обезличивании процесса когнитивных исследований за счет автоматического контроля и распознавания передвижения испытуемого животного в устройстве с применением методов видеофиксации, роботизированной системы отбора и подачи стимулов в устройство, автоматической системы вознаграждения животного.The technical result, which manifests itself in solving the problem, is expressed in the depersonalization of the process of cognitive research due to automatic control and recognition of the movement of the tested animal in the device using video recording methods, a robotic system for selecting and supplying stimuli to the device, and an automatic animal reward system.

Поставленная задача решается тем, что устройство для автоматизированного проведения когнитивных исследований в виде лабиринта с вертикальными стенками, крышкой и днищем, содержащего центральный отсек, сообщенный с рукавами через гильотинные дверцы, отличается тем, что вертикальные стенки и днище выполнены из матового светопропускающего материала, рукава ориентированы параллельно друг другу, центральный отсек и группы близлежащих рукавов снабжены съемными крышками из материала, избирательно прозрачного в инфракрасном диапазоне, под днищем размещена равномерная подсветка в соответствующем диапазоне, днище дальней от центрального отсека части каждого рукава выполнено в виде съемного поддона, с возможностью размещения на нем стимула, кроме того, над лабиринтом с возможностью перемещения над ним и с фиксацией тени животного на крышках в инфракрасном диапазоне установлена видеокамера, выполненная с возможностью вывода информации на блок управления, который выполнен также с возможностью автоматического управления гильотинными дверцами, заменой съемного поддона посредством малошумящего робота-манипулятора и автоматической кормушкой для каждого рукава согласно протоколу исследования.The problem is solved in that a device for automated cognitive research in the form of a labyrinth with vertical walls, a lid and a bottom, containing a central compartment communicated with the sleeves through guillotine doors, differs in that the vertical walls and the bottom are made of matte light-transmitting material, the sleeves are oriented parallel to each other, the central compartment and groups of nearby sleeves are equipped with removable covers made of material selectively transparent in the infrared range, uniform illumination in the corresponding range is placed under the bottom, the bottom of the part of each sleeve farthest from the central compartment is made in the form of a removable pallet, with the possibility of placing on it stimulus, in addition, over the labyrinth with the ability to move above it and with the fixation of the shadow of the animal on the covers in the infrared range, a video camera is installed, made with the possibility of outputting information to the control unit, which is also made with the ability to automatically automatic control of guillotine doors, replacement of a removable tray by means of a low-noise robotic arm and an automatic feeder for each arm according to the study protocol.

Кроме того, количество роботов-манипуляторов соответствует количеству групп близлежащих рукавов.In addition, the number of robotic arms corresponds to the number of groups of nearby arms.

Совокупность признаков формулы полезной модели обеспечивает возможность автоматизации процесса проведения когнитивных исследований с изменением протоколов исследования в процессе эксперимента и создание изолированного от внешней среды пространства для перемещения испытуемого животного, обеспечивающего минимизацию воздействия на него стрессогенного фактора исследовательского процесса.The set of features of the utility model formula provides the ability to automate the process of conducting cognitive research with a change in research protocols during the experiment and create a space isolated from the external environment for the movement of the test animal, which minimizes the impact of the stress factor of the research process on it.

При этом отличительные признаки формулы полезной модели решают следующие функциональные задачи.In this case, the distinctive features of the utility model formula solve the following functional tasks.

Признаки «вертикальные стенки и днище лабиринта выполнены из матового светопропускающего материала» позволяют:The features "vertical walls and the bottom of the labyrinth are made of matte light-transmitting material" allow:

организовать в пространстве лабиринта вертикальный световой поток и, тем самым, сформировать пятно тени от животного на крышке лабиринта;organize a vertical light flux in the labyrinth space and, thereby, form a shadow spot from the animal on the labyrinth lid;

создать изолированное пространство, в котором животное ограничено от наблюдения иных раздражителей, окружающих установку.create an isolated space in which the animal is limited from observing other stimuli surrounding the installation.

Признаки «рукава ориентированы параллельно друг другу» обеспечивают минимизацию площади лабиринта и снижают трудоемкость процедуры замены или установки стимулов (за счет упрощения траектории перемещения роботов-манипуляторов, реализующих эту функцию).The features "sleeves are oriented parallel to each other" ensure minimization of the maze area and reduce the laboriousness of the procedure for replacing or installing stimuli (by simplifying the trajectory of movement of robotic manipulators that implement this function).

Признаки «центральный отсек и группы близлежащих рукавов снабжены съемными крышками» позволяют поместить животное в лабиринт и обеспечивают более удобное обслуживание лабиринта в целом и его отдельных элементов (мойка, замена и. т.д.).The features “the central compartment and groups of nearby sleeves are equipped with removable covers” allow the animal to be placed in the maze and provide more convenient maintenance of the maze as a whole and its individual elements (washing, replacement, etc.).

Признаки «[съемные крышки выполнены] из материала, избирательно прозрачного в инфракрасном диапазоне» обеспечивают возможность просвечивания лабиринта снизу-вверх, с образованием пятна тени на крышках, при этом животное ограничено от наблюдения иных раздражителей, окружающих установку.The features "[removable covers are made] of a material that is selectively transparent in the infrared range" allow the labyrinth to be seen from bottom to top, with the formation of a shadow spot on the covers, while the animal is restricted from observing other stimuli surrounding the installation.

Признаки «под днищем размещена равномерная подсветка в соответствующем диапазоне» обеспечивают подсветку всей площади пола в лабиринте и тем самым исключают образование тени не от тела животного.Signs "uniform illumination in the appropriate range is placed under the bottom" provide illumination of the entire floor area in the labyrinth and thereby exclude the formation of a shadow not from the animal's body.

Признаки, указывающие, что «днище дальней от центрального отсека части каждого рукава выполнено в виде съемного поддона, с возможностью размещения на нем стимула» обеспечивают замену стимула в рукаве посредством установки соответствующего поддона с размещенным на нем при необходимости стимулом в дальней от центрального отсека части.Signs indicating that "the bottom of the part of each sleeve farthest from the central compartment is made in the form of a removable pallet, with the possibility of placing a stimulus on it" provide replacement of the stimulus in the sleeve by installing a corresponding pallet with a stimulus placed on it, if necessary, in the part farthest from the central compartment.

Признаки «над лабиринтом с возможностью перемещения над ним и с фиксацией тени животного на крышках в инфракрасном диапазоне установлена видеокамера» обеспечивают автоматизированный сбор данных о перемещениях испытуемого животного.The signs "above the labyrinth with the ability to move above it and with the fixation of the animal's shadow on the covers in the infrared range, a video camera is installed" provide an automated collection of data on the movements of the test animal.

Признак «видеокамера выполнена с возможностью вывода информации на блок управления» обеспечивает автоматизацию и координирование вывода информации о перемещениях животного.The sign "video camera is made with the ability to output information to the control unit" provides automation and coordination of the output of information about the movements of the animal.

Признаки «блок управления выполнен также с возможностью автоматического управления гильотинными дверцами, заменой съемного поддона и автоматической кормушкой для каждого рукава согласно протоколу исследования» обеспечивают автоматизацию и координирование проведения эксперимента согласно установленному протоколу исследования, занесенному в блок управления (т.е. без контроля и участия исследователя).The features "the control unit is also made with the ability to automatically control the guillotine doors, replace the removable pallet and an automatic feeder for each sleeve according to the research protocol" provide automation and coordination of the experiment in accordance with the established research protocol entered in the control unit (i.e. without control and participation researcher).

Признак «замену съемного поддона осуществляют посредством малошумящего робота-манипулятора» обеспечивает минимальный фактор стресса от внешнего шума у испытуемого животного.The feature "replacement of the removable pallet is carried out by means of a low-noise robotic manipulator" provides a minimal stress factor from external noise in the test animal.

Признаки зависимого пункта формулы позволяют обеспечить каждую группу близлежащих рукавов отдельным роботом-манипулятором, при этом траектории роботов-манипуляторов имеют короткую длину, простую форму и не пересекаются друг с другом.The features of the dependent claim of the formula allow each group of nearby arms to be provided with a separate robotic arm, while the trajectories of the robotic arms are short in length, simple in shape, and do not intersect with each other.

Полезная модель поясняется чертежами, где изображены:The utility model is illustrated by drawings, which show:

на фиг.1 - вид устройства спереди, вид А на фиг.4;figure 1 is a front view of the device, view A in figure 4;

на фиг.2 - вид устройства сверху;figure 2 is a top view of the device;

на фиг.3 - вид устройства сбоку;figure 3 is a side view of the device;

на фиг.4 - горизонтальное сечение А-А устройства.figure 4 is a horizontal section A-A of the device.

На чертежах показаны вертикальные стенки 1 и 2 и крышки 3 и 4 центрального отсека 5, состоящего из основной части 6 и отсеков выбора 7, и рукавов 8 соответственно, днище 9 лабиринта, гильотинные дверцы 10, 11 и 12, равномерная инфракрасная подсветка 13, модуль RGB подсветки 14, съемные поддоны 15, стимулы 16, видеокамера 17, блок управления 18, малошумящие роботы-манипуляторы 19, автоматические кормушки 20, тень 21 животного, стеллажи 22, полки 23 под стимулы 16, автоматические поджимы 24 съемных поддонов 15, части 25 рукавов 8 для размещения съемных поддонов 15.The drawings show vertical walls 1 and 2 and covers 3 and 4 of the central compartment 5, consisting of the main part 6 and compartments of selection 7, and sleeves 8, respectively, the bottom 9 of the labyrinth, guillotine doors 10, 11 and 12, uniform infrared illumination 13, module RGB backlights 14, removable trays 15, stimuli 16, video camera 17, control unit 18, low-noise robotic manipulators 19, automatic feeders 20, shadow 21 animals, racks 22, shelves 23 for stimuli 16, automatic presses 24 removable trays 15, parts 25 sleeves 8 to accommodate removable pallets 15.

Лабиринт содержит центральный отсек 5, состоящий из основной части 6 и отсеков выбора 7, и рукава 8.The labyrinth contains a central compartment 5, consisting of a main part 6 and selection compartments 7, and a sleeve 8.

Основная часть 6 центрального отсека 5 и отсеки выбора 7 с группами близлежащих рукавов 8 снабжены крышками 3 и 4 соответственно, которые выполнены съемными из материала, избирательно прозрачного в инфракрасном диапазоне.The main part 6 of the central compartment 5 and the selection compartments 7 with groups of adjacent sleeves 8 are provided with covers 3 and 4, respectively, which are removable from a material that is selectively transparent in the infrared range.

Вертикальные стенки 1 и 2 центрального отсека 5 и рукавов 8 соответственно и днище 9 лабиринта выполнены из матового светопропускающего материала.Vertical walls 1 and 2 of the central compartment 5 and sleeves 8, respectively, and the bottom 9 of the labyrinth are made of matte light-transmitting material.

Под днищем 9 лабиринта размещена равномерная инфракрасная подсветка 13, в том числе модуль RGB подсветки 14.Under the bottom 9 of the labyrinth there is a uniform infrared illumination 13, including a RGB illumination module 14.

Основная часть 6 центрального отсека 5 через гильотинные дверцы 10 сообщена с симметрично расположенными отсеками выбора 7 центрального отсека 5, каждый из которых в свою очередь через гильотинные дверцы 11 сообщен с группой близлежащих рукавов 8.The main part 6 of the central compartment 5 through the guillotine doors 10 is communicated with the symmetrically located compartments of the choice 7 of the central compartment 5, each of which, in turn, through the guillotine doors 11 is communicated with a group of nearby sleeves 8.

Рукава 8 ориентированы параллельно друг другу и для каждого из них дальняя от центрального отсека 5 часть 25 отделена от остального пространства рукава 8 посредством гильотинной дверцы 12, а днище этой части 25 выполнено в виде съемного поддона 15, с возможностью размещения на нем стимула 16.The sleeves 8 are oriented parallel to each other and for each of them the part 25 farthest from the central compartment 5 is separated from the rest of the space of the sleeve 8 by means of a guillotine door 12, and the bottom of this part 25 is made in the form of a removable pallet 15, with the possibility of placing a stimulus 16 on it.

При этом для каждого рукава 8 форма днища его части 25 конгруэнтна форме съемного поддона 15.In this case, for each sleeve 8, the shape of the bottom of its part 25 is congruent with the shape of the removable pallet 15.

Съемные поддоны 15 удерживаются соответствующими автоматическими поджимами 24, которые конструктивно совмещены с днищем 9 лабиринта.Removable trays 15 are held by corresponding automatic grippers 24, which are structurally aligned with the bottom 9 of the labyrinth.

Гильотинные дверцы 10, 11 и 12 выполнены с возможностью перемещения вертикально вверх при закрывании и вертикально вниз при открывании.Guillotine doors 10, 11 and 12 are made with the possibility of moving vertically upward when closing and vertically downward when opening.

Над лабиринтом с возможностью перемещения над ним и с возможностью фиксации на поверхности крышек 3 и/или 4 тени 21 животного в диапазоне, соответствующем диапазону излучения равномерной инфракрасной подсветки 13, установлена видеокамера 17, выполненная с возможностью вывода информации на блок управления 18, который выполнен также с возможностью автоматического управления гильотинными дверцами 10, 11 и 12, заменой съемного поддона 15 посредством малошумящего робота-манипулятора 19 и управления автоматической кормушкой 20 для каждого рукава согласно протоколу исследования.Above the labyrinth with the ability to move above it and with the possibility of fixing the shadow 21 of the animal on the surface of the covers 3 and / or 4 in the range corresponding to the radiation range of uniform infrared illumination 13, a video camera 17 is installed, configured to output information to the control unit 18, which is also made with the possibility of automatic control of the guillotine doors 10, 11 and 12, replacement of the removable pallet 15 by means of a low-noise robotic manipulator 19 and control of the automatic feeder 20 for each arm according to the research protocol.

Малошумящие роботы-манипуляторы 19 конструктивно совмещены со стеллажами 22, содержащими полки 23 под стимулы 16, на которых размещены съемные поддоны 15 и стимулы 16.Low-noise robotic manipulators 19 are structurally combined with racks 22 containing shelves 23 for stimuli 16, on which removable trays 15 and stimuli 16 are located.

Заявляемое устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Вводят необходимый протокол исследования в блок управления 18.Enter the required research protocol into the control unit 18.

В основную часть 6 центрального отсека 5 помещают животное и закрывают крышку 3.An animal is placed in the main part 6 of the central compartment 5 and the lid 3 is closed.

В этот момент включается равномерная инфракрасная подсветка 13, и в результате просвечивания днища 9 лабиринта на поверхности крышек 3 и/или 4 формируется тень 21 животного.At this moment, a uniform infrared illumination 13 is turned on, and as a result of the transillumination of the bottom 9 of the labyrinth, the shadow 21 of the animal is formed on the surface of the covers 3 and / or 4.

Видеокамера 17 фиксирует тень 21 животного, которую распознает и отслеживает программа блока управления 18.The video camera 17 captures the shadow 21 of the animal, which is recognized and monitored by the program of the control unit 18.

Далее, согласно протоколу исследования, соответствующий робот-манипулятор 19 захватывает требуемый съемный поддон 15 с размещенным на нем при необходимости стимулом 16 из стеллажа 22 и устанавливает его в соответствующий рукав 8, а точнее его часть 25, форма днища которой конгруэнтна форме съемного поддона 15.Further, according to the research protocol, the corresponding robotic arm 19 grabs the required removable pallet 15 with the stimulus 16 placed on it, if necessary, from the rack 22 and installs it into the corresponding sleeve 8, or rather its part 25, the shape of the bottom of which is congruent with the shape of the removable pallet 15.

После этого соответствующие автоматические поджимы 24 фиксируют съемный поддон 15 с размещенным на нем при необходимости стимулом 16 в части 25 рукава 8, поджимая его снизу и тем самым образуя замкнутое пространство рукава 8.After that, the corresponding automatic grippers 24 fix the removable pallet 15 with the stimulus 16 placed on it, if necessary, in the part 25 of the sleeve 8, pressing it from below and thereby forming a closed space of the sleeve 8.

После фиксации съемного поддона 15 с размещенным на нем при необходимости стимулом 16, робот-манипулятор 19 приступает к следующему циклу постановки стимула 16 в рукав 8 или осуществляет обратную процедуру перемещения стимула 16 из лабиринта на полку 23 стеллажа 22, которая происходит в обратной последовательности, согласно командам, поступающим из блока управления 18. Процесс повторяется для каждой из частей 25 рукавов 8 с использованием роботов-манипуляторов 19.After fixing the removable pallet 15 with the stimulus 16 placed on it, if necessary, the robot-manipulator 19 proceeds to the next cycle of placing the stimulus 16 in the sleeve 8 or performs the reverse procedure for moving the stimulus 16 from the labyrinth to the shelf 23 of the rack 22, which occurs in the reverse sequence, according to commands coming from the control unit 18. The process is repeated for each of the parts 25 of the arms 8 using robotic manipulators 19.

После этого одна из двух гильотинных дверец 10, отделяющих основную часть 6 центрального отсека 5 от соответствующего отсека выбора 7, опускается и открывает животному доступ к гильотинным дверцам 11, отделяющим этот отсек выбора 7 от рукавов 8.After that, one of the two guillotine doors 10, separating the main part 6 of the central compartment 5 from the corresponding compartment of the selection 7, is lowered and gives the animal access to the guillotine doors 11 separating this compartment of the selection 7 from the sleeves 8.

После опускания одной из гильотинных дверец 11 открывается вход в соответствующий рукав 8. Как только видеокамера 17 зафиксировала перемещение тени 21 животного из центрального отсека 5 в рукав 8, соответствующая гильотинная дверца 11 закрывается.After lowering one of the guillotine doors 11, the entrance to the corresponding sleeve 8 opens. As soon as the video camera 17 recorded the movement of the animal's shadow 21 from the central compartment 5 to the sleeve 8, the corresponding guillotine door 11 is closed.

Согласно протоколу исследования, блок управления 18 опускает соответствующую гильотинную дверцу 12, отделяющую пространство рукава 8 от его части 25 с установленным в ней съемным поддоном 15 и открывает доступ животного к ранее размещенному стимулу 16.According to the research protocol, the control unit 18 lowers the corresponding guillotine door 12, which separates the space of the sleeve 8 from its part 25 with the removable tray 15 installed in it and opens the animal's access to the previously placed stimulus 16.

В случае если животное начало изучать стимул 16, данный процесс видеокамера 17 наблюдает как сближение тени 21 животного и размещенного стимула 16, и блок управления 18 включает соответствующую автоматическую кормушку 20, которая открывает доступ животному к поощрению.If the animal begins to study the stimulus 16, the video camera 17 observes this process as the approach of the shadow 21 of the animal and the placed stimulus 16, and the control unit 18 turns on the corresponding automatic feeder 20, which gives the animal access to the reward.

После этого животное покидает часть 25, которую отделяют от остального пространства рукава 8, поднимая соответствующую гильотинную дверцу 12.After that, the animal leaves the part 25, which is separated from the rest of the space of the sleeve 8, raising the corresponding guillotine door 12.

Далее животное перемещается из рукава 8 в отсек выбора 7, при этом закрывается соответствующая гильотинная дверца 11, и возвращается в основную часть 6 центрального отсека 5, при этом закрывается соответствующая гильотинная дверца 10.Further, the animal moves from the sleeve 8 to the selection compartment 7, while the corresponding guillotine door 11 is closed, and returns to the main part 6 of the central compartment 5, while the corresponding guillotine door 10 is closed.

В случае отказа изучения стимула 16, что выявляется отсутствием перемещения тени 21 животного к части 25 одного из рукавов 8, или выбора животным неправильного стимула 16, блок управления 18 меняет равномерную инфракрасную подсветку 13 на негативное красное освещение с помощью модуля RGB подсветки 14, что является отрицательным подкреплением.In case of refusal to study the stimulus 16, which is revealed by the lack of movement of the shadow 21 of the animal to part 25 of one of the arms 8, or the selection of the wrong stimulus 16 by the animals, the control unit 18 changes the uniform infrared illumination 13 to negative red illumination using the RGB illumination module 14, which is negative reinforcement.

Модуль RGB подсветки 14 согласно проколу исследования может создавать засветку как всех, так и отдельных зон днища 9 лабиринта во всем диапазоне видимого спектра света. Это дает возможность иметь дополнительный инструмент легкого аверсивного воздействия на испытуемое животное при проведении эксперимента.The RGB backlight module 14 according to the research puncture can create illumination of both all and individual zones of the bottom 9 of the labyrinth in the entire range of the visible light spectrum. This makes it possible to have an additional tool of light aversive impact on the test animal during the experiment.

Данный процесс повторяется многократно, в зависимости от протокола исследования.This process is repeated many times, depending on the research protocol.

Claims (2)

1. Устройство для автоматизированного проведения когнитивных исследований в виде лабиринта с вертикальными стенками, крышкой и днищем, содержащего центральный отсек, сообщенный с рукавами через гильотинные дверцы, отличающееся тем, что вертикальные стенки и днище лабиринта выполнены из матового светопропускающего материала, рукава ориентированы параллельно друг другу, а центральный отсек и группы близлежащих рукавов снабжены съемными крышками из материала, избирательно прозрачного в инфракрасном диапазоне, при этом под днищем лабиринта размещена равномерная подсветка в соответствующем диапазоне, днище лабиринта дальней от центрального отсека части каждого рукава выполнено в виде съемного поддона для размещения на нем стимула, а над лабиринтом с возможностью перемещения над ним и с фиксацией тени животного на крышках в инфракрасном диапазоне установлена видеокамера, выполненная с возможностью вывода информации на блок управления, причем блок управления выполнен также с возможностью автоматического управления гильотинными дверцами, заменой съемного поддона посредством малошумящего робота-манипулятора и автоматической кормушкой для каждого рукава согласно протоколу исследования.1. A device for automated cognitive research in the form of a labyrinth with vertical walls, a lid and a bottom, containing a central compartment communicated with the sleeves through guillotine doors, characterized in that the vertical walls and the bottom of the labyrinth are made of matte light-transmitting material, the sleeves are oriented parallel to each other , and the central compartment and groups of nearby sleeves are equipped with removable covers made of a material that is selectively transparent in the infrared range, while uniform illumination is placed under the bottom of the labyrinth in the corresponding range, the bottom of the labyrinth, the part of each sleeve farthest from the central compartment, is made in the form of a removable tray for placement on it stimulus, and above the labyrinth with the possibility of moving above it and with fixing the shadow of the animal on the covers in the infrared range, a video camera is installed, made with the possibility of outputting information to the control unit, and the control unit is also made with the ability to automatic control of guillotine doors, replacement of a removable tray by means of a low-noise robotic arm and an automatic feeder for each arm according to the study protocol. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество роботов-манипуляторов соответствует количеству групп близлежащих рукавов.2. The device according to claim 1, characterized in that the number of robotic manipulators corresponds to the number of groups of nearby sleeves.
RU2021107513U 2021-03-23 2021-03-23 Device for automated cognitive research RU204879U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107513U RU204879U1 (en) 2021-03-23 2021-03-23 Device for automated cognitive research

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107513U RU204879U1 (en) 2021-03-23 2021-03-23 Device for automated cognitive research

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU204879U1 true RU204879U1 (en) 2021-06-16

Family

ID=76414903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107513U RU204879U1 (en) 2021-03-23 2021-03-23 Device for automated cognitive research

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU204879U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789575C1 (en) * 2021-09-06 2023-02-06 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Эволюционной Физиологии И Биохимии Им. И.М. Сеченова Российской Академии Наук (Иэфб Ран) Device for testing animal behavior and its use method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050075399A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 The Procter & Gamble Company Methods and kits for enhancing ability to learn in a puppy or kitten
RU2432902C2 (en) * 2009-11-17 2011-11-10 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Амурская Государственная Медицинская Академия Росздрава Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats
RU2712704C1 (en) * 2019-09-06 2020-01-30 Общество с ограниченной ответственностью "ИЛИАН" Method for improving cognitive functions disorders and a computer-readable medium

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050075399A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 The Procter & Gamble Company Methods and kits for enhancing ability to learn in a puppy or kitten
RU2432902C2 (en) * 2009-11-17 2011-11-10 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Амурская Государственная Медицинская Академия Росздрава Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats
RU2712704C1 (en) * 2019-09-06 2020-01-30 Общество с ограниченной ответственностью "ИЛИАН" Method for improving cognitive functions disorders and a computer-readable medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОРИН Я.В., ЛОПАТКИНА О.Л., КОМЛЕВА Ю.К. и др. Восьмирукавный радиальный лабиринт, как инструмент для оценки пространственного обучения и памяти у мышей. Сибирское медицинское обозрение., 2016, N5, с.46-52. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2789575C1 (en) * 2021-09-06 2023-02-06 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Эволюционной Физиологии И Биохимии Им. И.М. Сеченова Российской Академии Наук (Иэфб Ран) Device for testing animal behavior and its use method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111343862B (en) Automatic beehive
CN108949505A (en) A kind of nucleic acid-extracting apparatus and method
CN108633771A (en) Learning training system is synchronized for animal population brain electricity
MXPA04007923A (en) Methods and apparatus for identifying live eggs by detecting embryo heart rate and/or motion.
EP3005869A1 (en) Animal research apparatus
RU204879U1 (en) Device for automated cognitive research
Lerit et al. Live imaging of Drosophila larval neuroblasts
WO2020103261A1 (en) Experiment device and experiment method for animal instinct fear behavior
CN110786250B (en) Animal search memory behavioristics experimental device and experimental method
Starosta et al. Recording single neurons' action potentials from freely moving pigeons across three stages of learning
CN208898865U (en) A kind of nucleic acid-extracting apparatus
CN110199905B (en) Behavior monitoring method, behavior monitoring system and behavior monitoring device
US6488156B1 (en) Method and system for verification of fertilization of poultry eggs
CN206658834U (en) A kind of hatching later stage infertile egg of view-based access control model technology and weak smart egg identification device
CN110199902A (en) Toy touch screen conditioned behavior control box
CN215623565U (en) Novel specimen holding box
CN213545297U (en) Automatic parent seed selection system
EP3739036B1 (en) Biological subject transfer device
CN114051943B (en) Non-human primate memory ability evaluation system
US20150128872A1 (en) Rodent Cage
CN109874696A (en) A kind of training of animal behavior, test macro and its training method, test method
CN110840410B (en) Animal passive terrorism high behavior testing device
CN217428973U (en) Experimental device for laboratory mouse
Cammaerts et al. Ants can expect the size of the next element in a geometric sequence of increasing or decreasing shapes, only if this sequence is present
CN114342816B (en) Device for testing analysis capability of experimental animal by using climbing ladder