RU2432902C2 - Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats - Google Patents

Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats Download PDF

Info

Publication number
RU2432902C2
RU2432902C2 RU2009142382/14A RU2009142382A RU2432902C2 RU 2432902 C2 RU2432902 C2 RU 2432902C2 RU 2009142382/14 A RU2009142382/14 A RU 2009142382/14A RU 2009142382 A RU2009142382 A RU 2009142382A RU 2432902 C2 RU2432902 C2 RU 2432902C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
door
chamber
camera
paws
individual level
Prior art date
Application number
RU2009142382/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009142382A (en
Inventor
Николай Романович Григорьев (RU)
Николай Романович Григорьев
Галина Евгеньевна Чербикова (RU)
Галина Евгеньевна Чербикова
Евгений Юрьевич Юрьев (RU)
Евгений Юрьевич Юрьев
Original Assignee
Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Амурская Государственная Медицинская Академия Росздрава
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 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Амурская Государственная Медицинская Академия Росздрава filed Critical Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Амурская Государственная Медицинская Академия Росздрава
Priority to RU2009142382/14A priority Critical patent/RU2432902C2/en
Publication of RU2009142382A publication Critical patent/RU2009142382A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432902C2 publication Critical patent/RU2432902C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Catching Or Destruction (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to experimental physiology and is intended for measurement of individual level of cognitive abilities of laboratory animals. Problem chamber consists of two modules. Upper module is made in form of truncated hexagonal pyramid from organic glass with six outlet canals, covered with sloping hinged doors with magnets, reeds, photodiodes above each chamber door, which are switched on at purposeful pushes of sloping door inside by head or paws of tested rat during exit or attempt to open blocked door, with buzzer of sound conventional stimulus supply. Lower module represents electrode floor for aversive electric stimulation of animal's paws.
EFFECT: invention ensures increased accuracy of estimation of individual level of cognitive abilities in process of motivated by problem situation search for exit from the chamber.
4 dwg

Description

Изобретение относится к экспериментальной физиологии поведения и предназначено для измерения индивидуального уровня когнитивных способностей крыс при исследовании вызванной поисковой активности в проблемной камере Григорьева.The invention relates to experimental physiology of behavior and is intended to measure the individual level of cognitive abilities of rats in the study of evoked search activity in the problem chamber of Grigoriev.

Известна предложенная нами проблемная камера, в которой отдельные кванты поведения поиска фиксируют на бумажной ленте регистратора или в памяти ПЭВМ [3]. Конструкция камеры представляет собой изготовленный из оргстекла шестигранник с вертикальными боковыми стенками, с электрифицированным решетчатым полом, соединенным с электронным импульсным стимулятором - источником аверсивного электрокожного раздражения лап крысы. Камера накрывается прозрачным потолком с центрально расположенным закрывающимся люком для помещения животного в камеру. Выходы из камеры прикрывают подвесные сенсорные дверки с магнитами и герконами в боковой стенке - датчиками прикосновения к дверке изнутри. Подробное описание и схема установки представлена в наших публикациях [2, 4, 5, 6].The problem camera we have proposed is known in which individual quanta of the search behavior are fixed on a paper tape of a recorder or in a PC memory [3]. The design of the chamber is a hexagon made of plexiglass with vertical side walls, with an electrified grating floor connected to an electronic pulse stimulator - a source of aversive electrodermal irritation of rat paws. The chamber is covered with a transparent ceiling with a centrally located closing hatch for placing the animal in the chamber. The camera exits cover suspended sensory doors with magnets and reed switches in the side wall - sensors for touching the door from the inside. A detailed description and installation diagram is presented in our publications [2, 4, 5, 6].

Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:

1) невозможность высокообъективной оценки качества поисковой активности результативных и ошибочных побежек из проблемной камеры без регистрации поведения поиска видеокамерой ввиду отсутствия визуальных маркеров эффективной побежки - результата правильно принятого решения либо ошибочной побежки - результата неправильно принятого решения;1) the impossibility of a highly objective assessment of the quality of the search activity of productive and erroneous runs from the problem camera without recording the search behavior of the camera due to the lack of visual markers of the effective run - the result of a correctly made decision or an erroneous run - the result of an incorrect decision;

2) наличие артефактов ввиду легкого смещения от положения равновесия вертикальной дверки в наружную сторону камеры от тангенциально направленных прикосновений, вскользь по касательной (несущественных), когда герконы срабатывают и регистраторы фиксируют нецеленаправленные прикосновения туловища боком или хвостом пробегающего мимо дверки животного;2) the presence of artifacts due to the slight displacement from the equilibrium position of the vertical door to the outside of the chamber from tangentially directed touches, casually along the tangent (non-essential), when the reed switches are triggered and the recorders record unfocused touches of the body with the side or tail of the animal running past the door;

3) отсутствие устойчивого стабильного исходного наложения дверки, чувствительной только к значительным преднамеренным толчкам, имеющим достаточную интенсивность и силу, которую обеспечивают целенаправленные, близкие к перпендикулярным удары головой или передними лапками;3) the absence of a stable stable initial overlay of the door, sensitive only to significant deliberate shocks, having sufficient intensity and strength, which are provided by targeted, close to perpendicular hits with the head or front paws;

4) затруднение устранения ольфакторных меток от предшествующего животного ввиду монолитности устройства камеры и невозможности проникновения внутрь для уборки;4) the difficulty of eliminating olfactory marks from the previous animal due to the solidity of the camera device and the inability to penetrate inside for cleaning;

5) отсутствие в камере устройства звукового условного раздражителя для предварительной выработки условного рефлекса активного избегания (УРАИ);5) the absence in the chamber of the device of a sound conditioned stimulus for preliminary development of a conditioned reflex of active avoidance (URAI);

6) отсутствие в крышке направляющих боковых стенок вокруг центрального отверстия, обеспечивающих стандартное направление побежки животных, при помещении их в камеру.6) the absence of guiding side walls in the cover around the central hole, providing a standard direction for the animals to run when placed in the chamber.

Предложено новое устройство - проблемная камера (проблемная среда изменяющейся сложности) для количественной оценки индивидуального уровня когнитивных способностей в процессе мотивированного проблемной ситуацией поиска выхода из камеры.A new device is proposed - a problem camera (a problem environment of varying complexity) for quantitative assessment of an individual level of cognitive abilities in the process of finding a way out of a camera motivated by a problem situation.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На фиг.1 изображена проблемная камера, которая представляет собой усеченную шестигранную пирамиду с наклоненными внутрь стенками под углом 75°. Такой наклон внутрь обеспечивает стабильное и устойчивое прилегание прозрачной подвесной дверки (1) к наклонной стенке камеры за счет направленных вниз, прижимающих ее гравитационных сил. Именно поэтому камере придана конусовидная форма.Figure 1 shows the problem chamber, which is a truncated hexagonal pyramid with walls tilted inward at an angle of 75 °. Such an inclination inward provides a stable and stable fit of the transparent suspended door (1) to the inclined wall of the chamber due to downward, pressing it gravitational forces. That is why the camera is given a conical shape.

Тем самым исключаются ложные срабатывания герконов (2) при касании к дверкам хвоста или бока пробегающего животного. На фиг.2 отображены герконы (2), которые срабатывают только на целенаправленные преднамеренные прямые удары головой или передними лапками, когда приклеенный к дверке магнит (10) замыкает герметичный контакт при приближении к геркону. Зазор срабатывания геркона составляет не более 3-4 мм.This eliminates the false triggering of the reed switches (2) when touching the tail or side of a running animal to the doors. Figure 2 shows the reed switches (2), which only trigger targeted deliberate direct hits with the head or front paws when the magnet (10) glued to the door closes a tight contact when approaching the reed switch. The reed switch clearance is no more than 3-4 mm.

На фиг.1 показаны герконы. Для эффективного видеонаблюдения относительно быстрых побежек и прикосновений герконы (2) замыкают электрическую цепь, - на фиг.4 представлена схема, в которой над каждой дверкой имеется свой по номеру дверки светодиод (3), первая вспышка которого в каждом поисковом цикле свидетельствует о правильно принятом решении и выходе животного из камеры, а все последующие - об ошибочных решениях. Тем самым все элементы поискового поведения объективно регистрируются видеокамерой. На фиг.2 показаны наклонные стенки камеры. Второй функцией наклонных стенок камеры является то, что наклон дверки существенно облегчают животным выход из камеры в окружающее пространство потому, что подъем дверки головой животного происходит по касательной, что делает легким однонаправленное поднятие и открытие дверки с внутренней стороны камеры и невозможность ее открытия с наружной стороны. Для облегчения ориентировании и выбора направления побежек дверки оставляют прозрачными, стенки камеры, и промежутках которых они находятся, выкрашены в черный цвет и непрозрачны (4). Таким образом, животному предъявляют шесть направлений для осуществления побежек. Блокированная дверка частично затемняется блокирующей поперечной планкой (5), представленной на фиг.1, 2, что является вспомогательным ориентиром для ищущего выход животного. В прежнем варианте эта подсказка отсутствовала.Figure 1 shows the reed switches. For effective video surveillance of relatively quick runs and touches, the reed switches (2) close the electric circuit, - Fig. 4 shows a diagram in which above each door there is an LED (3) with its door number, the first flash of which in each search cycle indicates correctly received the decision and exit of the animal from the chamber, and all subsequent ones are about erroneous decisions. Thus, all elements of search behavior are objectively recorded by a video camera. Figure 2 shows the inclined walls of the chamber. The second function of the inclined walls of the chamber is that the inclination of the door makes it easier for animals to exit the chamber into the surrounding space because raising the door with the animal’s head is tangential, which makes it easy to unidirectionally lift and open the door from the inside of the chamber and the inability to open it from the outside . To facilitate orientation and the choice of the direction of the pace, the doors are left transparent, the walls of the chamber, and the gaps of which they are located, are painted black and opaque (4). Thus, the animal is presented with six directions for running. The blocked door is partially obscured by the blocking transverse bar (5) shown in Figs. 1, 2, which is an auxiliary reference point for the animal looking for a way out. In the previous version, this hint was absent.

Чтобы исключить артефакты, которые может вносить экспериментатор, вокруг центрального отверстия для помещения животного в камеру сделаны направляющие боковые стенки (6), изображенные ни фиг.1, всегда обеспечивающие только однонаправленный вход животного в камеру, что стандартизирует этап принятия решения по выбору направления очередной побежки. Камера прикрывается прозрачным потолком (7), исключающим вертикальную поисковую активность животного (подъемы в виде стойки столбиком), с отверстием в центре, которое закрывается задвигающейся крышкой (8), вставленной в направляющие пазы.In order to exclude artifacts that the experimenter can make, around the central hole for placing the animal in the chamber, guide lateral walls (6) are made, shown in FIG. 1, which always ensure only the unidirectional entry of the animal into the chamber, which standardizes the decision-making step for choosing the direction of the next run . The camera is covered by a transparent ceiling (7), which excludes vertical search activity of the animal (column ascents in the form of a rack), with a hole in the center that is closed by a retractable cover (8) inserted into the guide grooves.

Для исключения ориентирования животных в камере по ольфакторным меткам она сделана разборной и состоящей из двух половин: нижней, отображенной на фиг.3, - электродного пола (11), соединенного с импульсным стимулятором (12) с выключателем цепи (13), и верхней - съемной половины, то есть собственно камеры, показанной на фиг.1. Эти системные изменения позволяют быстро производить влажную уборку камеры и ее пола после каждого очередного тестирования.To exclude the orientation of animals in the chamber according to olfactory marks, it is made collapsible and consists of two halves: the lower one, shown in figure 3, - the electrode floor (11) connected to the pulse stimulator (12) with a circuit breaker (13), and the upper one removable half, that is, the actual camera shown in Fig.1. These system changes allow you to quickly wet-clean the camera and its floor after each next test.

Для подачи условного раздражителя в систему устройства введен источник звука - зуммер EFM-250A, 80 дБ, 4±0,5 кГц, 3,9 V (9).To supply a conditioned stimulus, a sound source was introduced into the device system - an EFM-250A buzzer, 80 dB, 4 ± 0.5 kHz, 3.9 V (9).

Техническим результатом изобретения является модернизация и усовершенствование устройства для тестирования крыс после выработанного у них одностороннего УРАИ в условиях объективной видеорегистрации поведения поиска.The technical result of the invention is the modernization and improvement of the device for testing rats after the developed one-sided URAI in the conditions of objective video recording of the search behavior.

ЛитератураLiterature

1. Григорьев Н.Р. Способ определения поисковой активности в эксперименте. А.с. №1776385. 1992.1. Grigoriev N.R. A method for determining search activity in an experiment. A.S. No. 1776385. 1992.

2. Григорьев Н.Р. Метод исследования поисковой активности и отказа от поиска. // Журн. высш. нервн. деят. - 1996. - Т.46, №2. С.400-405.2. Grigoriev N.R. A method of researching search activity and search abandonment. // Journal. higher nervous activist - 1996. - T. 46, No. 2. S. 400-405.

3. Григорьев Н.Р., Пластинин М.Л., Браш А.А. Способ регистрации и анализа показателей поисковой активности животных в проблемной камере. Описание изобретения к патенту РФ №2204943. Бюл.3. 2002.3. Grigoriev N.R., Plastinin M.L., Brush A.A. A method for recording and analyzing indicators of search activity of animals in a problem chamber. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2204943. Bull. 3. 2002.

4. Григорьев Н.Р. Типологические особенности поведения крыс. / Н.Р.Григорьев, Т.А.Баталова, Е.Ф.Кириченко, А.А.Сергиевич, Г.Е.Чербикова. // Рос. физиол. журн. - 2007. - Т.93, №8. С.817-826.4. Grigoriev N.R. Typological features of rat behavior. / N.R. Grigoriev, T.A. Batalova, E.F. Kirichenko, A.A. Sergievich, G.E. Cherbikova. // Grew. fiziol. journal - 2007. - T.93, No. 8. S.817-826.

5. Grigoryev N.R. Experimental research model for the search of activity and cognitive abilities in rats. / N.R.Grigoryev, G.E.Cherbikova. // International Journal of Psychophysiology. - 2008. - Vol.69, №3. P.250.5. Grigoryev N.R. Experimental research model for the search of activity and cognitive abilities in rats. / N.R. Grigoryev, G. E. Cherbikova. // International Journal of Psychophysiology. - 2008. - Vol.69, No. 3. P.250.

6. Grigor'ev N.R. Typological Features in the Behavior of Rats. / N.R.Grigor'ev, T.A.Batalova, G.E. Cherbikova. // Neuroscience and Behavioral Physiology. - 2008. - Vol.38, No.6. P.597-603.6. Grigor'ev N.R. Typological Features in the Behavior of Rats. / N.R. Grigor'ev, T.A. Batalova, G.E. Cherbikova. // Neuroscience and Behavioral Physiology. - 2008 .-- Vol.38, No.6. P.597-603.

7. Шамес А.Л. Поведение. Восприятие. Мышление: проблемы создания искусственного интеллекта. М., 2004.7. Shames A.L. Behavior. Perception. Thinking: the problems of creating artificial intelligence. M., 2004.

Claims (1)

Проблемная камера для измерения уровня индивидуальных когнитивных способностей крыс при исследовании поведения поиска выхода из проблемной ситуации в условиях видеосъемки, состоящая из двух модулей: верхнего в виде усеченной шестигранной пирамиды из оргстекла, что обеспечивает наклон внутри камеры боковых стенок, с шестью выходными каналами, прикрытыми наклонными подвесными дверками с магнитами, герконами, фотодиодами над каждой дверкой камеры, которые включаются при целенаправленных толчках внутри головой или лапками тестируемой крысы наклонной дверки при выходе или попытке открыть блокированную дверку, с зуммером подачи звукового условного раздражителя и нижнего модуля - электродного пола для аверсивной электростимуляции лап животного. A problem camera for measuring the level of individual cognitive abilities of rats when studying the behavior of finding a way out of a problem situation in a video environment, consisting of two modules: the top one in the form of a truncated hexagonal pyramid made of plexiglass, which provides tilt inside the camera of the side walls, with six output channels covered by inclined hanging doors with magnets, reed switches, photodiodes above each camera door, which turn on with targeted shocks inside the head or paws of the test Rysy inclined door when leaving or trying to open the locked door with a buzzer sound the conditioned stimulus and lower module - electrode for sex aversive electrostimulation of animal paws.
RU2009142382/14A 2009-11-17 2009-11-17 Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats RU2432902C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142382/14A RU2432902C2 (en) 2009-11-17 2009-11-17 Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009142382/14A RU2432902C2 (en) 2009-11-17 2009-11-17 Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009142382A RU2009142382A (en) 2011-05-27
RU2432902C2 true RU2432902C2 (en) 2011-11-10

Family

ID=44734383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009142382/14A RU2432902C2 (en) 2009-11-17 2009-11-17 Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432902C2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103300937A (en) * 2012-03-12 2013-09-18 复旦大学 Acousto-optical-electric programmable random stimulator
RU2494673C1 (en) * 2012-04-23 2013-10-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Installation for transcutaneous electric pain stimulation of laboratory animals
RU2506650C2 (en) * 2011-12-21 2014-02-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурская государственная медицинская академия" Минздравсоцразвития Российской Федерации Apparatus for causing conditioned reflex reaction in south american cockroaches blaberus giganteus
RU2535517C1 (en) * 2013-08-01 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Восточно-Сибирский научный центр экологии человека" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук Method for detecting cognitive disorders in white rats
RU2604048C1 (en) * 2015-11-16 2016-12-10 Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Амурская Государственная Медицинская Академия" Министерства Здравоохранения Российской Федерации Method for assessing cognitive abilities of rats in grigoriev's problem chamber
RU2675174C1 (en) * 2017-12-28 2018-12-17 Александра Игоревна Булава Electrode platform for electroalgesic stimulation of animals
RU204879U1 (en) * 2021-03-23 2021-06-16 Кирилл Сергеевич Голохваст Device for automated cognitive research

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2506650C2 (en) * 2011-12-21 2014-02-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурская государственная медицинская академия" Минздравсоцразвития Российской Федерации Apparatus for causing conditioned reflex reaction in south american cockroaches blaberus giganteus
CN103300937A (en) * 2012-03-12 2013-09-18 复旦大学 Acousto-optical-electric programmable random stimulator
RU2494673C1 (en) * 2012-04-23 2013-10-10 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Смоленская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Installation for transcutaneous electric pain stimulation of laboratory animals
RU2535517C1 (en) * 2013-08-01 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Восточно-Сибирский научный центр экологии человека" Сибирского отделения Российской академии медицинских наук Method for detecting cognitive disorders in white rats
RU2604048C1 (en) * 2015-11-16 2016-12-10 Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Амурская Государственная Медицинская Академия" Министерства Здравоохранения Российской Федерации Method for assessing cognitive abilities of rats in grigoriev's problem chamber
RU2675174C1 (en) * 2017-12-28 2018-12-17 Александра Игоревна Булава Electrode platform for electroalgesic stimulation of animals
RU204879U1 (en) * 2021-03-23 2021-06-16 Кирилл Сергеевич Голохваст Device for automated cognitive research

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009142382A (en) 2011-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2432902C2 (en) Problem chamber for measurement of individual level of cognitive ability of rats
Badura et al. Normal cognitive and social development require posterior cerebellar activity
André et al. Laboratory mouse housing conditions can be improved using common environmental enrichment without compromising data
Colwill et al. Imaging escape and avoidance behavior in zebrafish larvae
Lütcke et al. Optical recording of neuronal activity with a genetically-encoded calcium indicator in anesthetized and freely moving mice
Von Campenhausen et al. Detection of stationary objects by the blind cave fish Anoptichthys jordani (Characidae)
Bose et al. Effect of the environment on the dendritic morphology of the rat auditory cortex
ES2564855T3 (en) High performance optical method and system to determine the effect of a test substance on living cells
Chakravarthi et al. Spatial vision in Bombus terrestris
Timbers et al. Intensity discrimination deficits cause habituation changes in middle-aged Caenorhabditis elegans
Kasai et al. Distinct neural firing mechanisms to tonal stimuli offset in the inferior colliculus of mice in vivo
Tohmi et al. Transcranial flavoprotein fluorescence imaging of mouse cortical activity and plasticity
Facchin et al. Determining the function of zebrafish epithalamic asymmetry
US20200312426A1 (en) Phenotype-Based Chemical Screens
Cheng et al. Time for zebrafish
Empson et al. Validation of optical voltage reporting by the genetically encoded voltage indicator VSFP‐Butterfly from cortical layer 2/3 pyramidal neurons in mouse brain slices
Verpeut et al. Cerebellar contributions to a brainwide network for flexible behavior in mice
Vanderstraeten et al. Does magnetoreception mediate biological effects of power-frequency magnetic fields?
Silva et al. Disruptions of circadian rhythms, sleep, and stress responses in zebrafish: New infrared-based activity monitoring assays for toxicity assessment
Wang et al. Prefrontal cortical dynorphin peptidergic transmission constrains threat-driven behavioral and network states
CN208001848U (en) A kind of labyrinth experiment device
McQuiston Cholinergic modulation of excitatory synaptic input integration in hippocampal CA1
ES2369986T3 (en) PROCEDURE FOR IN VIVO SCREENING OF CARDIAC TOXIC AGENTS USING TELEOSTS.
Goodman et al. Immunofluorescent localization of cyclic AMP in toad urinary bladder: Possible intercellular transfer
Northmore et al. Psychophysical methods for investigations of vision in fishes

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111118