| 【発明の名称】 |
小動物の自然な摂食及び又は飲水欲求を利用した記憶学習能力の測定方法及びその測定装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】黒川 衛
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| 【要約】 |
【課題】夜行性動物の活動期である暗期にも記録測定できること、実験者による被験動物への接触を実験中、実験前後を通じて極力減らすこと、被験動物に対する侵害ストレスを減らすこと、及びその条件で記憶学習能力を測定評価することにある。
【解決手段】実験小動物の居室箱２内に設けられた観測室３とホームポジション４、観測室３内の周縁に設けられた複数の給餌部５と給水部６、回転給餌箱７、観測室内の小動物を測定記録する測定記録機器８、各給餌部５及び各給水部６の給餌給水時期を制御し且つ測定記録機器８による小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータ１２などからなる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 実験小動物の居室箱内に給餌及び給水部位を複数設置し、特定の時期に特定の部位の給餌ないし給水のみが利用可能となるよう制御された機器を用い、小動物の自然な摂食飲水の欲求に伴う給餌給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録し、給餌給水部位に対する記憶学習能力を解析することを特徴とする小動物の自然な摂食及び飲水欲求を利用した記憶学習能力の測定方法。
【請求項２】 実験小動物の居室箱内に給餌部位を複数設置し、特定の時期に特定の部位の給餌のみが利用可能となるよう制御された機器を用い、小動物の自然な摂食の欲求に伴う給餌部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録し、給餌部位に対する記憶学習能力を解析することを特徴とする小動物の自然な摂食欲求を利用した記憶学習能力の測定方法。
【請求項３】 実験小動物の居室箱内に給水部位を複数設置し、特定の時期に特定の部位の給水のみが利用可能となるよう制御された機器を用い、小動物の自然な飲水の欲求に伴う給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録し、給水部位に対する記憶学習能力を解析することを特徴とする小動物の自然な飲水欲求を利用した記憶学習能力の測定方法。
【請求項４】 実験小動物の居室箱内に観測室とホームポジションを設け、観測室内の周縁に複数の給餌部及び給水部を設け、各給餌部に餌の臭いを通す通気性の開閉蓋をそれぞれ設け、各給水部に小動物の接触動作で水が出る給水ノズル及び通水遮断装置をそれぞれ設け、観測室内の小動物の自然な摂食飲水の欲求に伴う給餌部、給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録する測定記録機器を設置し、各給餌部の開閉蓋の開閉時期及び開閉動作並びに各給水部の通水遮断装置の開閉時期及び開閉動作を制御し且つ測定記録機器によって測定記録された観測室内の小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータを備えたことを特徴とする小動物の自然な摂食及び飲水欲求を利用した記憶学習能力の測定装置。
【請求項５】 実験小動物の居室箱内に観測室とホームポジションを設け、観測室内の周縁に複数の給餌部を設け、各給餌部に餌の臭いを通す通気性の開閉蓋をそれぞれ設け、観測室内の小動物の自然な摂食の欲求に伴う給餌部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録する測定記録機器を設置し、各給餌部の開閉蓋の開閉時期及び開閉動作を制御し且つ測定記録機器によって測定記録された観測室内の小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータを備えたことを特徴とする小動物の自然な摂食欲求を利用した記憶学習能力の測定装置。
【請求項６】 実験小動物の居室箱内に観測室とホームポジションを設け、観測室内の周縁に複数の給水部を設け、各給水部に小動物の接触動作で水が出る給水ノズル及び通水遮断装置をそれぞれ設け、観測室内の小動物の自然な飲水の欲求に伴う給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録する測定記録機器を設置し、各給水部の通水遮断装置の開閉時期及び開閉動作を制御し且つ測定記録機器によって測定記録された観測室内の小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータを備えたことを特徴とする小動物の自然な飲水欲求を利用した記憶学習能力の測定装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、医学生理学分野における行動科学領域の技術分野に係り、特に、小動物の自然な摂食及び又は飲水欲求を利用した記憶学習能力の測定方法及びその測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、小動物の記憶学習能力を測定するものとして、モリスの水迷路、電気ショックに対するすくみ反応、高架式迷路、八方向迷路などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれも、飼育箱から動物を特設の実験環境に移動させ、実験者が肉眼で観察できる明期(非活動期)に試験を行うこと、動物の手馴らし作業に時間がかかること、実験者による物理刺激が試験に干渉を及ぼすこと、などが避けられない難点となっていた。
【０００４】この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、夜行性動物の活動期である暗期にも記録測定できること、実験者による被験動物への接触を実験中、実験前後を通じて極力減らすこと、被験動物に対する侵害ストレスを減らすこと、及びその条件で記憶学習能力を測定評価することのできる小動物の自然な摂食及び又は飲水欲求を利用した記憶学習能力の測定方法及びその測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、実験小動物の居室箱内に給餌及び給水部位を複数設置し、特定の時期に特定の部位の給餌ないし給水のみが利用可能となるよう制御された機器を用い、小動物の自然な摂食飲水の欲求に伴う給餌給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録し、給餌給水部位に対する記憶学習能力を解析する手段よりなるものである。
【０００６】また、請求項２の発明は、実験小動物の居室箱内に給餌部位を複数設置し、特定の時期に特定の部位の給餌のみが利用可能となるよう制御された機器を用い、小動物の自然な摂食の欲求に伴う給餌部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録し、給餌部位に対する記憶学習能力を解析する手段よりなるものである。
【０００７】また、請求項３の発明は、実験小動物の居室箱内に給水部位を複数設置し、特定の時期に特定の部位の給水のみが利用可能となるよう制御された機器を用い、小動物の自然な飲水の欲求に伴う給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録し、給水部位に対する記憶学習能力を解析する手段よりなるものである。
【０００８】また、請求項４の発明は、実験小動物の居室箱内に観測室とホームポジションを設け、観測室内の周縁に複数の給餌部及び給水部を設け、各給餌部に餌の臭いを通す通気性の開閉蓋をそれぞれ設け、各給水部に小動物の接触動作で水が出る給水ノズル及び通水遮断装置をそれぞれ設け、観測室内の小動物の自然な摂食飲水の欲求に伴う給餌部、給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録する測定記録機器を設置し、各給餌部の開閉蓋の開閉時期及び開閉動作並びに各給水部の通水遮断装置の開閉時期及び開閉動作を制御し且つ測定記録機器によって測定記録された観測室内の小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータを備えた手段よりなるものである。
【０００９】また、請求項５の発明は、実験小動物の居室箱内に観測室とホームポジションを設け、観測室内の周縁に複数の給餌部を設け、各給餌部に餌の臭いを通す通気性の開閉蓋をそれぞれ設け、観測室内の小動物の自然な摂食の欲求に伴う給餌部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録する測定記録機器を設置し、各給餌部の開閉蓋の開閉時期及び開閉動作を制御し且つ測定記録機器によって測定記録された観測室内の小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータを備えた手段よりなるものである。
【００１０】また、請求項６の発明は、実験小動物の居室箱内に観測室とホームポジションを設け、観測室内の周縁に複数の給水部を設け、各給水部に小動物の接触動作で水が出る給水ノズル及び通水遮断装置をそれぞれ設け、観測室内の小動物の自然な飲水の欲求に伴う給水部位への探索と滞在行動を所在部位の経時的変化として測定記録する測定記録機器を設置し、各給水部の通水遮断装置の開閉時期及び開閉動作を制御し且つ測定記録機器によって測定記録された観測室内の小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータを備えた手段よりなるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。ここで、図１は測定装置の斜視図、図２は測定装置の側断面図、図３は測定装置の平面図、図４は測定装置の概略機構図、図５は測定装置の概略機構図である。
【００１２】図において、測定装置１は、実験小動物の居室箱２内に設けられた観測室３とホームポジション４、観測室３内の周縁に設けられた複数の給餌部５と給水部６、回転給餌箱７、観測室内の小動物を測定記録する測定記録機器８、各給餌部５及び各給水部６の給餌給水時期を制御し且つ測定記録機器８による小動物の所在部位の経時的変化を算出して解析するコンピュータ１２などから構成されている。
【００１３】実験小動物の居室箱２は、内周縁に給餌給水部位が設置された観測室３と、小動物の休憩部位となる部分遮光されたホームポジション４とからなる。小動物は摂食飲水しないときにはこのホームポジション４に滞在している。
【００１４】観測室３は測定装置１の中央に位置し、平面からみて例えば方形の形状をしており、その四側壁面のうちの一側壁面にホームポジション４は接続して設けられている。ホームポジション４は観測室３より小さい小部屋から形成されている。
【００１５】観測室３の床は金網床３ａになっており、小動物から排泄される糞尿はこの金網床３ａの網目から下側の底面に落ちるようになっていて、観測室３の床が糞尿で汚れるのが防がれている。金網床３ａの網目の径は小動物の頭骸骨より小さく脱出不可能の大きさである。
【００１６】方形の観測室３の金網床３ａの周縁の四つ角部には給餌部５が設置されている。各給餌部５は平面からみて例えば方形の形状をしており、金網床３ａと接する二側面には金網床３ａの表面から上側に突出する飛散防止柵板枠５ａがそれぞれ形成されている。この飛散防止柵板枠５ａは、給餌部５から小動物によって摂取された粉末飼料などの餌が観測室３内に飛散するのを防ぐと共に、糞尿が給餌部５内に入るのを防ぐために形成されている。小動物はこの飛散防止柵板枠５ａから頭部を給餌部５内に突っ込んで餌を摂取する。
【００１７】観測室３の側壁面と飛散防止柵板枠５ａで囲まれた給餌部５には開閉蓋５ｂが設けられていて、任意に給餌部５を塞いだり開けたりできるようになっている。給餌部５を開閉蓋５ｂが塞いでいる場合でも、その塞がれた給餌部５から常に餌の臭いが発生するように、開閉蓋５ｂは通気性の例えばメッシュタイプ又は格子タイプの構成からなっている。
【００１８】また、開閉蓋５ｂは例えばスライドシャッター式の構造のものが使用されていて、開閉蓋５ｂは金網床３ａの下面側で水平方向にスライドして開閉する構造になっている。各給餌部５の開閉蓋５ｂの開閉時期及び開閉動作はコンピュータで制御されている。
【００１９】方形の観測室３の金網床３ａの周縁の四つ側壁面のうち、ホームポジション４に開口する側壁面を除く残り三つ側壁面の中央には給水部６がそれぞれ設けられている。各給水部６は各側壁面の中央に開けられた給水孔６ａに給水ノズル６ｂの先端側が観測室３内に一部貫通して突出する構造からなっている。給水ノズル６bの先端を小動物が接触動作例えば口や鼻で押すと、給水時間帯では給水ノズル６bから水が出る構造になっている。
【００２０】各給水ノズル６ｂの後端には例えばシリコンチューブからなるホース６ｃの先端がそれぞれ接続されている。ホース６cには通水遮断装置が取り付けられており、この通水遮断装置６ｄの通水時期及び遮断時期並びにその開閉動作はコンピュータで制御されている。これらのホース６ｃは居室箱２の上部方向に設置した図示しない給水タンクにコネクタを介して接続されている。
【００２１】上記観測室３の下方には各給餌部５の下方を循環する回転給餌箱７が設置されている。回転給餌箱７はその円周縁側に環状に給餌箱が形成されている。回転給餌箱７の回転中心部は観測室３の方形の対角線中心部と一致している。回転給餌箱７の回転中心部の下部にはこれを回転させるモーター７ａが取り付けられている。回転給餌箱７は、小動物が餌を摂取してその部分が凹状に窪んでその後に餌が食べにくくなるのを防ぐために回転させて、餌の表面に凹凸が生じないようにするためである。
【００２２】観測室３内の小動物の所在部位の経時的変化、つまり小動物の金網床３ａ上における二次元位置を測定記録する測定記録機器８として、既存の例えば赤外線センサー９や赤外線ビデオ撮影機１０などの赤外線検出器が使用される。測定記録機器８はコンピュータにつながっている。測定記録機器８は、被験小動物を遮蔽体として感知し、その遮蔽体の二次元重心を算出して、例えば０．５秒又は１秒の間隔をあけて連続記録する。測定記録の情報はコンピュータに送られて解析される。
【００２３】測定記録機器８として赤外線センサー９を使用する場合には、観測室３の金網床３ａ付近の高さの四側壁面の外側に、四つの観測機材設置室１１がそれぞれ設けられる。観測機材設置室１１と観測室３とを遮断する側壁面部分は透明ガラス窓１１ａになっていて、観測機材設置室１１側から内部の観測室３を観察できるようになっている。
【００２４】対向する観測機材設置室１１には、Ｘ軸の赤外線センサー９の赤外線投光器９ａと赤外線受光器９ｂ、Ｙ軸の赤外線センサー９の赤外線投光器９ａと赤外線受光器９ｂとが設置されている。
【００２５】また、測定記録機器８として赤外線ビデオ撮影機１０を使用する場合には、観測室３の天井部分に下向きに設置して使用される。この場合には、上記の観測機材設置室１１は不要である。
【００２６】コンピュータ１２は、各給餌部５の開閉蓋５ｂの開閉時期及び開閉動作、各給水部６の給水ノズル６ｂの通水遮断装置６ｄの開閉時期及び開閉動作、回転給餌箱７のモーター７ａの動作などを制御すると共に、測定記録機器８によって測定記録された観測室３内の小動物の所在部位の経時的変化、つまり小動物の金網床３ａ上における二次元位置を算出して解析するものである。コンピュータ１２には例えばパソコンなどが使用される。
【００２７】測定装置１の長手方向の両端側の下部には板状の支持脚１３がそれぞれ下向きに突出形成されており、又その両支持脚１３の下端の両端には高さ調節キャップ１３ａが取り付けられている。
【００２８】次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく測定方法について以下説明する。例えばラット又はマウスなどの小動物を測定装置１の居室箱２内に入れる。居室箱２内に入れられた小動物は、摂食飲水を行う場合には観測室３内に入り、睡眠や休憩する場合にはホームポジション４内に滞在する。
【００２９】観測室３内で実験する場合には、コンピュータ１２によって特定の給餌部５又は給水部６を一定時間給餌可能又は給水可能にする。この場合、これ以外の箇所の給餌部５及び給水部６は閉じて給餌及び給水不可能にする。給餌部５を塞ぐには開閉蓋５ｂを閉じることによって達成される。また、給水部６を給水不能にするには通水遮断装置６ｄを閉じることによって達成される。
【００３０】そして、一定時間経過すると給餌又は給水可能であった特定の給餌部５又は給水部６を閉じて給餌及び給水不可能にすると共に、別の一箇所の給餌部５又は給水部６のみを給餌又は給水可能にする。以下、同様に、一定時間経過すると、給餌又は給水可能な箇所を順次変えて行く。
【００３１】このような環境下で、小動物が観測室３内でどのような行動を行うかを測定記録機器８を使って測定記録し、その内容をコンピュータ１２に送る。コンピュータ１２では送られてきた情報を解析する。
【００３２】コンピュータ１２は、例えば、この小動物の給水給餌部位への接近を解析するために、給水給餌部位周辺への滞在時間が一定時間（給水2秒、給餌4秒など）を超えるイベントを算出し、給餌給水可能部位への接近滞在イベントと給餌給水遮断部位への接近滞在イベントとを比較検討する（図６）。
【００３３】図６（Ａ−Ｄ：正常マウス、ａ−ｄ：海馬破壊マウス）は、測定装置１により記録された小動物としてのマウスの経時的訪問イベントの測定結果の図示例である。正常マウスと異なり海馬破壊マウスが給餌部位の移動に適応できず、記憶障害をきたしていることがわかる。
【００３４】図７はこの発明の測定方法により、正常マウスが移動した給餌部位を時間経過と共に記憶して正しく訪問する割合と、移動前の給餌部位への訪問が時間の経過と共に減少していく様子をグラフに解析の一例として示したものである。グラフの右には日時の経過と共に正答率が上昇し、誤った訪問が減っているのがわかる。
【００３５】なお、この発明は上記発明の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。例えば前記実施の形態においては、給餌及び給水に対する記憶学習能力を解析する測定方法及び測定装置の場合で説明したが、これに限定されるものではなく、給餌のみに対する記憶学習能力を解析する測定方法及び測定装置にも適用可能であり、この場合には給水部は不要となり省略可能である。また、給水のみに対する記憶学習能力を解析する測定方法及び測定装置にも適用可能であり、この場合には給餌部は不要となり省略可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上の記載より明らかなように、請求項１，４の発明によれば、実験者の干渉を最小限に抑えながら、明期暗期を問わず小動物の移動行動、給水給餌部位への接近行動を長期測定でき、さらに給餌給水部位と給餌給水遮断部位への接近滞在イベントの比較から、記憶学習能力を算出することが出来る。
【００３７】また、請求項２，５の発明によれば、実験者の干渉を最小限に抑えながら、明期暗期を問わず小動物の移動行動、給餌部位への接近行動を長期測定でき、さらに給餌部位と給餌遮断部位への接近滞在イベントの比較から、記憶学習能力を算出することが出来る。
【００３８】また、請求項３，６の発明によれば、実験者の干渉を最小限に抑えながら、明期暗期を問わず小動物の移動行動、給水部位への接近行動を長期測定でき、さらに給水部位と給水遮断部位への接近滞在イベントの比較から、記憶学習能力を算出することが出来る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０１２０５６９２
【氏名又は名称】黒川 衛
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| 【出願日】 |
平成１３年５月２３日（２００１．５．２３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９００８８
【弁理士】
【氏名又は名称】原崎 正
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| 【公開番号】 |
特開２００２−３３５７９５（Ｐ２００２−３３５７９５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１１月２６日（２００２．１１．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−１５４６６８（Ｐ２００１−１５４６６８） |
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