【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はケージ等に入れた動物のてんかん性全身痙攣行動を誘発する方法、および、かかる動物行動によって生じる振動の波形を記録する装置、動物のてんかん性全身痙攣行動の有無を判定する方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
＜プライミング＞てんかん性全身痙攣（ｅｐｉｌｅｐｓｙ）のモデル動物としては、非特許文献１に記載されたＮＥＲ（Ｎｏｄａ ｅｐｉｌｅｐｔｉｃ ｒａｔ）が国際的に認められている。一般に、モデル動物等の行動を誘発させることはプライミングと呼ばれ、以下もこの呼称を用いる。ＮＥＲのてんかん性全身痙攣行動のプライミングにて、これを音によって行うことは、非特許文献２に記載されている。しかし、その方法では必ずしもてんかん性全身痙攣行動が発現されない。すなわち再現性がなく、プライミング手法として問題があった。（多くの人が非特許文献２記載の方法を追試したがプライミング成功率はきわめて少なかった）
【０００３】
また、非特許文献３には、音によって誘導されるてんかん性ではない痙攣動作（Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌｌｙ ｅｌｉｃｉｔｅｄ ｂｅｈａｖｉｏｕｒｓ）について記載されている。ただしこれは、てんかん性全身痙攣行動について適用されるものではない。またこの文献では可聴音のみを扱っていて超音波周波数域まで考察されていない。
【０００４】
特許文献１では、ケージ等に入れた動物のてんかん性全身痙攣行動をケージに取り付けた振動センサーで記録し解析する装置が記載されているが、プライミングとの関連の記載はない。
【０００５】
また、特許文献２には通常音源よりも指向性が強い音源となりうる技術が圧力波発生装置（圧力波は音波を含む）として記載されているが、これもプライミングとの関連で応用する記載はない。
【０００６】
特許文献２は、外からの振動や外気圧の影響を受けにくく、広い周波数範囲で安定に超音波などの圧力波を発生することができ、かつ集積回路技術を適用しての製造が容易な圧力波発生装置で、電気的に駆動される発熱体薄膜を熱絶縁上に被者したものである。特許文献２の圧力波発生装置は、発熱体薄膜を電気的に駆動して表面の空気層に超音波周期の温度変化を与え、圧力波を生じさせる。発熱体を薄膜状に形成して表面積を大きくするとともに、発熱体と基板との間に熱伝導率のきわめて小さい多孔質層を大きくし、熱絶縁層を設けて発熱体を基板から熱的に絶縁することにより、発熱体表面の温度変化が大きくなるようにして、超音波発生効率を向上させている。かかる装置は、通常音源よりも指向性が強い音源となりうる。
【０００７】
＜動物の行動観察・解析全般＞てんかん性全身痙攣行動に限らず動物の行動を継続的に観察し、どのような行動をいかなる頻度でいかなる時間に起こしたかを分析することは行動心理学、動物を用いた実験医学の分野では重要な課題である。人間が動物の行動を長期間（数日−１週間程度）継続的に観察することは殆ど不可能であった。この問題を解決するため、赤外線を２次元的に照射して動物の動きによる遮光状態を記録し、コンピュータ処理して行動解析する装置、ビデオカメラで撮影した画像情報をコンピュータ処理して行動解析する装置が開発されている。
【０００８】
動物の行動の観察対象を、てんかん性全身痙攣行動に限定した場合には、特許文献１に記載されているケージに取り付けた振動センサーで記録し解析する装置が効果的であって、上記のような赤外線の遮光では判定ミスが起こること、画像処理方式では高額な設備費を必要とすることで不適切であった。
【０００９】
しかしながら、特許文献１は動物のてんかん性全身痙攣行動の自動記録と行動の有無の解析装置を与えることに限られたものであって、いつ発生するかわからないてんかん性全身痙攣行動を長期間（数日−１週間程度）継続観察する、といった非効率的な観察方法については進歩がない。特に前に述べたプライミングとの関連で行動記録と解析を行うといったアイデアは記載されていない。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−１９６５８号公報 「動物の行動観察・解析装置」（天野 殖）
【特許文献２】
特開平１１−３００２７４「圧力波発生装置」（科学技術振興事業団）
【非特許文献１】
Ｎｏｄａ Ａ， Ｈａｓｈｉｚｕｍｅ Ｒ， Ｍａｉｈａｒａ Ｔ， Ｔｏｍｉｚａｗａ Ｙ， Ｉｔｏ Ｙ， Ｉｎｏｕｅ Ｍ， Ｋｏｂａｙａｓｈｉ Ｋ， Ａｓａｎｏ Ｙ， Ｓａｓａ Ｍ， Ｓｅｒｉｋａｗａ Ｔ．、ＮＥＲ ｒａｔ ｓｔｒａｉｎ： ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅ ｏｆ ｇｅｎｅｔｉｃ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ｅｐｉｌｅｐｓｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ．、Ｅｐｉｌｅｐｓｉａ、（１９９８） ｖｏｌ．３９（１）ｐ−９９−１０７．
【非特許文献２】
Ｉｉｄａ Ｋ， Ｓａｓａ Ｍ， Ｓｅｒｉｋａｗａ Ｔ， Ｎｏｄａ Ａ， Ｉｓｈｉｈａｒａ Ｋ， Ａｋｉｍｉｔｓｕ Ｔ， Ｈａｎａｙａ Ｒ， Ａｒｉｔａ Ｋ， Ｋｕｒｉｓｕ Ｋ．、Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｖｕｌｓｉｖｅ ｓｅｉｚｕｒｅｓ ｂｙ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｐｒｉｍｉｎｇｉｎ ａ ｎｅｗ ｇｅｎｅｔｉｃａｌｌｙ ｄｅｆｉｎｅｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｅｐｉｌｅｐｓｙ （Ｎｏｄａ ｅｐｉｌｅｐｔｉｃ ｒａｔ： ＮＥＲ）、Ｅｐｉｌｅｐｓｙ Ｒｅｓ．、（１９９８）ｖｏｌ．３０ ｐ−１１５−１２６．
【非特許文献３】
Ｃｏｍｍｉｓｓａｒｉｓ ＲＬ， Ｐａｌｍｅｒ Ａ， Ｎｅｏｐｈｙｔｏｕ Ｓ， Ｇｒａｈａｍ Ｍ， Ｂｅｃｋｅｔｔ Ｓ， Ｍａｒｓｄｅｎ ＣＡ．、 Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌｌｙ ｅｌｉｃｉｔｅｄ ｂｅｈａｖｉｏｕｒｓ ｉｎ Ｌｉｓｔｅｒ ｈｏｏｄｅｄ ａｎｄ Ｗｉｓｔａｒ ｒａｔｓ．、Ｐｈｙｓｉｏｌ Ｂｅｈａｖ．、 （２０００）ｖｏｌ．６８（４） ｐ−５２１−３１．
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、いつ発生するかわからないてんかん性全身痙攣行動を長期間（数日−１週間程度）継続観察する、といった非効率的な観察方法ではなく、プライミングされた観察対象動物を用いることで、非効率な観察を改善し、その改善によって、たとえば、抗てんかん薬の開発に費やされる時間の短縮、開発コストの削減することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、再現性に問題があった従来のプライミング手法を見直し、てんかん性全身痙攣行動を、より確実に誘導するプライミング手法を提案する。これが、第一の発明である（動物のてんかん性全身痙攣行動を誘発する方法）。また、抗てんかん薬の開発などに用いるモデル動物を、従来のように無作為な観察対象動物ではなく、あらかじめプライミングによって、てんかん性全身痙攣行動が条件付けられた観察対象動物を用いる。このプライミングを用いた観察方法が第二の発明である（動物のてんかん性全身痙攣行動の記録装置、動物のてんかん性全身痙攣行動の判定方法および判定装置）。
【００１３】
第一発明は、ケージに入れた観察対象動物のてんかん性全身痙攣行動を誘発する方法であって、音波刺激および機械振動刺激をケージに入れた観察対象動物に与えることで、該動物のてんかん性全身痙攣行動を誘発することを特徴とした動物のてんかん性全身痙攣行動の誘発方法である。従来は音波刺激のみを与えてプライミングしていたため、行動誘発が不確実であった。そこで、音波刺激のみならず機械振動刺激を動物に与え、てんかん性全身痙攣行動を確実に誘発した。
【００１４】
上記の動物のてんかん性全身痙攣行動の誘発する方法にて、音波刺激とは通常のスピーカによって適当な周波数の音を動物に聞かせることである。この音のパワー（音の大きさ）は、たとえば、ラットに可聴音刺激を与える場合には、音源からラットまで２０−３０ｃｍ、音源７２−８５デシベル（７２−８５ｄＢ）が好適である。一方、周波数は動物の個体差があって周波数を特定することはできない。また、音波の周波数であるが、マウス、ラットは可聴音域が広いので、人間の可聴音域はもちろんのこと超音波によるプライミングも効果的である。発明者の行った観察により、２２ー２５ｋＨｚの超音波で行動反応が起こることがわかっている。しかし、その他の周波数でも効果的な領域があると思われる。また、同様にマウス、ラットの可聴音域が人間とは違い、その周波数による刺激の感じ方が違うことから、人間の可聴音と超音波の組み合わせも効果的である。ただし現状では個体差があって、可聴音・超音波の周波数、それらの組み合わせを特定することはできない。
【００１５】
機械振動は、動物を入れたケージを機械的に振動させることである。ここでいう機械振動とは、パルス的なインパクトをケージに与えるものも含ませる。その振動発生手段は、機械的物理量測定装置、機械特性試験機などで公知である。横波振動のみでなく縦波振動でもよいし、もちろん地震波のような縦波・横波の組み合わせでもよい。しかし、この機械振動の振動周波数なども、音刺激と同様の理由から周波数を特定することはできない。
【００１６】
前述のように、プライミングを確実にするために音波刺激と機械振動刺激の組み合わせでプライミングすることが効果的である。ここでいう組み合わせは時間的に同時に音波刺激と機械振動刺激を与えることもさることながら、時間的に交互に、または間欠的に音波刺激と機械振動刺激を与えることも効果的である。すなわち、音波刺激および機械振動刺激がケージに入れた観察対象動物に同時に与えられる、または、音波刺激および機械振動刺激が交互に与えられる、または、音波刺激および機械振動刺激が間欠的に同時に与えられる、または、音波刺激および機械振動刺激が間欠的に交互に与えられる、などのバリエーションから実験的に最適なものを選択すればよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本案第一発明を実施する装置の例を図１に示す。これは、ケージに入れた観察対象動物のてんかん性全身痙攣行動を記録する装置であって、図中の１はケージに入れた観察対象動物、２はケージ、３は音波発生手段、４は機械振動発生手段である。その他の説明は図中に記載した。すなわち、本案てんかん性全身痙攣行動を記録する装置は、ケージに入れた観察対象動物に音波刺激および／または機械振動刺激を与える音波発生手段および／または機械振動発生手段、ケージの振動を検出し記録する振動検出記録手段、前記音波発生手段および／または前記機械振動発生手段によってケージに入れた観察対象動物に音波刺激および／または機械振動刺激が与えられる時間に前記振動検出記録手段に記録指令を出す記録制御手段を具備する。振動検出記録手段（振動センサー）は上下軸の一次元で振動を検知するもので十分である。これは公知の圧電素子を用いたものでよい。もちろん３軸（３次元）振動を検知するものであってもよい。
【００１８】
ここで、音波刺激および／または機械振動刺激が与えられる時間に前記振動検出記録手段に記録指令を出す、ということが重要であって、これはプライミングを音波刺激および機械振動刺激で十分に行ったことで可能になる。つまり、プライミングによっててんかん性全身痙攣行動誘発の再現性・信頼性が向上したので、動物行動を常時監視することは不要となり、音波刺激および／または機械振動刺激を与えたときだけ記録・解析すればよくなった、と改善された。図２に本案動物のてんかん性全身痙攣行動を判定する方法のフローチャートを示す。この図中に音波刺激および／または機械振動刺激を与えたときだけ記録・解析することを明確に示した。
【００１９】
てんかん性全身痙攣行動にて記録された振動波形の例振動データを図３に示す。これは特許文献１に記載されたものと同様であって、比較例である図４に示す通常の水のみ動作、歩き回り動作とはまったく振動パターンが異なる。この振動データから明らかに、公知の振動解析方法、公知の振動解析ソフトウェアで、てんかん性全身痙攣行動とその他の行動、動作と弁別することは容易であろう。たとえば、データをＡ／Ｄコンバータで１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ）程度のサンプリングでデジタルデータとして、公知のステップ関数の窓関数（矩形窓）でウェーブレット解析すれば弁別できる。もちろん弁別をシャープにする（てんかん行動の有無を明確にする）ために、１００ｍｓｅｃ（１０Ｈｚ）以下のサンプリング、ステップ関数の以外の窓関数とする改善の余地はある。現在は最適サンプリング、最適ステップ関数の特定はできない。
【００２０】
てんかん性全身痙攣行動を判定する方法を実現する装置は、前述の記録装置に、上記の判定手段を付加したものでよい。すなわち、ケージに入れた観察対象動物のてんかん性全身痙攣行動の有無を判定する装置であって、音波刺激および／または機械振動刺激を観察対象動物に与える音波発生手段および／または機械振動発生手段、前記音波刺激および／または機械振動刺激が観察対象動物に与えられる時間にケージの振動波形を検出する振動検出手段、前記振動検出手段で検出された振動を記録する手段、前記音波刺激、機械振動刺激、および記録されたケージの振動に基づいててんかん性全身痙攣行動の有無を判定する判定手段を有する動物のてんかん性全身痙攣行動を判定する装置である。
【００２１】
ここで、判定手段が、音波刺激および／または機械振動刺激のパワーと周波数、音波刺激および／または機械振動刺激の時間的持続パターン、記録されたケージの振動のパワーと周波数、記録されたケージの振動の時間的持続パターン基づいててんかん性全身痙攣行動の有無を判定するものであって、さらに刺激のパワー、周波数、時間的持続パターン、または、記録された振動のパワー、周波数、時間的持続パターンをウェーブレット解析法によって解析して判定するものであれば好適である。
【００２２】
発明者は、以下の知見も得ている。すなわち、観察動物であるＮＥＲ（Ｎｏｄａ ｅｐｉｌｅｐｔｉｃ ｒａｔ）の飼育方法としては生後２１日後、ハンドリング（１ ｔｉｍｅ／ｗｅｅｋ）とともに音を聞かせる、ケージはプラスチックで、とこじきあり、集団飼育（２−３匹／ケージ）の方が発作（てんかん性全身痙攣行動）が起こりやすい。この知見もプライミング条件付けに有効である。
【００２３】
さらに、特許文献２に記載された圧力波発生装置が、通常音源よりも指向性が強い音源となりうる技術であることに注目すれば、この指向性音源を上記の装置に組み込んでさらなる効果がえられる。すなわち、複数の観察対象動物に個別の音刺激を与えられるので、プライミング条件付けの個別化ができる。つまり、指向性が強い音源で動物の聴覚器官（耳）へ個別に固有の周波数の音波ショットが打てるので、その個別化された刺激を与えれば、てんかん性全身痙攣行動の発現がより確実になり好ましい。
【００２４】
図３、図４のデータ例について補足する。この例は、機械振動刺激は用いていない。ケージに入れた観察対象動物にプライミング条件付け期間に音波刺激として、周波数：６−８ＫＨｚ、音圧：７０−８０ｄＢ（音源からラットまで２０−３０ｃｍ）、刺激時間：３０ｓｅｃ、刺激間隔：週２回で聞かせる。プライミング条件付け期間は、２１日（離乳後）から４−１０週間である。このプライミング条件付けを行った動物について採取したデータが図３、図４である。図３のてんかん性全身痙攣行動（てんかん発作）誘発時の条件はプライミングと同様であって、周波数：６−８ＫＨｚ、音圧：７０−８０ｄＢ（音源からラットまで２０−３０ｃｍ）、刺激時間：３０ｓｅｃである。実験において、刺激しても発作が起きない場合は５ｍｉｎ後に再刺激して、最大３回まで刺激を与え、それぞれ刺激後１０分間振動データを自動記録した。前述の通り、行動誘発が不確実であった。そこで、音波刺激のみならず機械振動刺激を動物に与えると同様のデータがより確実に採取された。（データは省略）
【００２５】
【発明の効果】
本発明によって、いつ発生するかわからないてんかん性全身痙攣行動を長期間（数日−１週間程度）継続観察する、といった非効率的な観察方法は不要になる。プライミングされた観察対象動物を用いることで、非効率な観察を改善し、その改善によって、たとえば、抗てんかん薬の開発に費やされる時間の短縮、開発コストの削減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本案動物のてんかん性全身痙攣行動を記録する装置の例を示す図
【図２】本案動物のてんかん性全身痙攣行動を判定する方法のフローチャート
【図３】てんかん性全身痙攣行動にて記録された振動波形の例を示す図（縦軸相対スケール）
【図４】通常の水のみ動作、歩き回り動作にて記録された振動波形の例を示す図（縦軸スケールは図３と同じ）
【符号の説明】
１ ケージに入れた観察対象動物
２ ケージ
３ 音波発生手段
４ 機械振動発生手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for inducing an epileptic generalized convulsive behavior of an animal placed in a cage or the like, a device for recording a waveform of a vibration generated by such an animal behavior, and a method and an apparatus for determining the presence or absence of an epileptic generalized convulsive behavior of an animal. It is about.
[0002]
[Prior art]
<Priming> As a model animal for epileptic generalized convulsions (epilepsi), NER (Noda epileptic rat) described in Non-Patent Document 1 is internationally recognized. In general, inducing behavior of a model animal or the like is called priming, and this name is also used hereinafter. Non-Patent Document 2 describes that this is performed by sound in the priming of NER's epileptic generalized convulsive behavior. However, that method does not necessarily manifest epileptic systemic convulsive behavior. That is, there is no reproducibility and there is a problem as a priming method. (Many people re-tested the method described in Non-Patent Document 2, but the priming success rate was extremely low.)
[0003]
Non-Patent Document 3 also describes non-epileptic seizures (Acoustically elicited behaviors) induced by sound. However, this does not apply to epileptic generalized convulsive behavior. This document deals with only audible sound and does not consider the ultrasonic frequency range.
[0004]
Patent Literature 1 describes an apparatus that records and analyzes epileptic generalized convulsive behavior of an animal placed in a cage or the like using a vibration sensor attached to the cage, but does not describe a relationship with priming.
[0005]
Patent Literature 2 describes a technology that can be a sound source having higher directivity than a normal sound source as a pressure wave generator (pressure waves include sound waves). Absent.
[0006]
Patent Literature 2 is hardly affected by external vibration or atmospheric pressure, can stably generate pressure waves such as ultrasonic waves in a wide frequency range, and is easy to manufacture by applying integrated circuit technology. In the pressure wave generator, an electrically driven heating element thin film is covered on a thermal insulation. The pressure wave generation device of Patent Document 2 electrically drives the heating element thin film to apply a temperature change of an ultrasonic cycle to the air layer on the surface to generate a pressure wave. The heating element is formed into a thin film to increase the surface area, the porous layer with extremely low thermal conductivity is increased between the heating element and the substrate, and a heat insulating layer is provided to move the heating element from the substrate thermally. The insulation increases the temperature change on the surface of the heating element, thereby improving the ultrasonic wave generation efficiency. Such a device can be a sound source having higher directivity than a normal sound source.
[0007]
<General observation and analysis of behavior of animals> Continuous observation of behavior of animals, not only epileptic generalized convulsive behavior, and analysis of what behavior occurred at what frequency and at what time are behavioral psychology, animal This is an important issue in the field of experimental medicine using. It has been almost impossible for humans to continuously observe animal behavior for a long period of time (about several days to one week). In order to solve this problem, a device that two-dimensionally irradiates infrared rays to record a light-shielded state due to the movement of an animal, and performs computer processing to analyze the behavior, and computer-processes image information captured by a video camera to analyze the behavior. Equipment is being developed.
[0008]
When the observation target of the animal's behavior is limited to epileptic generalized convulsive behavior, the device described in Patent Document 1 for recording and analyzing with a vibration sensor attached to a cage is effective. Inadequate shielding of infrared light may cause a determination error, and the image processing method is unsuitable because it requires high equipment costs.
[0009]
However, Patent Literature 1 is limited to providing an automatic recording of an epileptic generalized convulsive behavior of an animal and providing an analyzer for the presence / absence of the action. No progress has been made in inefficient observation methods such as continuous observation (day-1 week). In particular, there is no mention of the idea of performing action recording and analysis in relation to priming as described above.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-19658 "Animal Behavior Observation / Analysis Device" (Sei Amano)
[Patent Document 2]
JP-A-11-300274 "Pressure wave generator" (Japan Science and Technology Corporation)
[Non-patent document 1]
Noda A, Hashizume R, Maihara T, Tomizawa Y, Ito Y, Inoue M, Kobayashi K, Asano Y, Sasa M, Serika T. , NER rat strain: a new type of genetic model in epilepsy research. Epilepsia, (1998) vol. 39 (1) p-99-107.
[Non-patent document 2]
Iida K, Sasa M, Serikawa T, Noda A, Ishihara K, Akimitsu T, Hanaya R, Arita K, Kurisu K. , Induction of convulsive sizes by acoustical priming in a new genetically defined model of epiripy (Noda epileptic rate: NER. Eps. , (1998) vol. 30 p-115-126.
[Non-Patent Document 3]
Commisalis RL, Palmer A, Neophyto S, Graham M, Beckett S, Marsden CA. Acoustically elicited behavior in Lister hooded and Wistar rates. Physiol Behav. , (2000) vol. 68 (4) p-521-31.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is not an inefficient observation method of continuously observing epileptic generalized convulsive behavior for a long time (about several days to about one week), which is not known when it occurs, but by using a primed observation target animal. It is an object of the present invention to improve inefficient observation and to reduce, for example, the time spent on development of antiepileptic drugs and the development cost by the improvement.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention reviews the conventional priming method that had a problem in reproducibility, and proposes a priming method that more reliably induces epileptic generalized convulsive behavior. This is the first invention (a method for inducing epileptic generalized convulsive behavior in animals). As a model animal used for the development of an antiepileptic drug or the like, an observation target animal in which epileptic generalized convulsive behavior is preliminarily conditioned by priming is not used. An observation method using this priming is a second invention (a recording device for epileptic generalized convulsive behavior of an animal, a method and a device for determining an epileptic generalized convulsive behavior of an animal).
[0013]
The first invention is a method for inducing an epileptic generalized convulsive behavior of an observation target animal placed in a cage, wherein the epileptic of the animal is given by applying sonic stimulation and mechanical vibration stimulation to the observation target animal placed in the cage. This is a method for inducing an epileptic generalized convulsive behavior of an animal characterized by inducing a generalized convulsive behavior. Conventionally, priming was performed only by applying a sound wave stimulus, so that behavior induction was uncertain. Therefore, not only sound wave stimulation but also mechanical vibration stimulation was applied to the animals to surely induce epileptic generalized convulsive behavior.
[0014]
In the above-mentioned method of inducing epileptic generalized convulsive behavior of an animal, sound wave stimulation is to make the animal hear a sound of an appropriate frequency using a normal speaker. The power of the sound (the loudness of the sound) is preferably, for example, 20-30 cm from the sound source to the rat and 72-85 dB (72-85 dB) from the sound source when audible sound stimulation is applied to the rat. On the other hand, the frequency cannot be specified because there is an individual difference between animals. Although the frequency of sound waves is audible for mice and rats, priming by ultrasonic waves is effective, as well as human audible sound ranges. According to observations made by the inventor, it has been found that a behavioral reaction occurs with ultrasonic waves of 22 to 25 kHz. However, there appears to be an effective area at other frequencies. Similarly, since the audible sound range of mice and rats is different from that of humans, and the way of stimulus perception is different, the combination of audible sound of humans and ultrasonic waves is also effective. However, at present, there is an individual difference, and it is not possible to specify the frequency of the audible sound / ultrasonic wave or a combination thereof.
[0015]
Mechanical vibration is the mechanical vibration of a cage containing an animal. The term “mechanical vibration” as used herein includes one that gives a pulse-like impact to the cage. The vibration generating means is known by a mechanical physical quantity measuring device, a mechanical property tester, and the like. Not only shear wave vibration but also longitudinal wave vibration may be used. Of course, a combination of longitudinal wave and shear wave such as seismic wave may be used. However, the vibration frequency of the mechanical vibration cannot be specified for the same reason as the sound stimulation.
[0016]
As described above, it is effective to perform priming using a combination of sonic stimulation and mechanical vibration stimulation in order to ensure priming. The combination referred to here is effective not only to simultaneously provide a sound wave stimulus and a mechanical vibration stimulus in time, but also to apply a sound wave stimulus and a mechanical vibration stimulus alternately or intermittently in time. That is, the sound wave stimulus and the mechanical vibration stimulus are given simultaneously to the observation target animal placed in the cage, or the sound wave stimulus and the mechanical vibration stimulus are given alternately, or the sound wave stimulus and the mechanical vibration stimulus are given intermittently at the same time Alternatively, an optimal one may be experimentally selected from variations in which a sound wave stimulation and a mechanical vibration stimulation are intermittently and alternately applied.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of an apparatus for implementing the first invention of the present invention. This is an apparatus for recording the epileptic generalized convulsive behavior of an observation target animal placed in a cage. In the figure, 1 is an observation target animal placed in a cage, 2 is a cage, 3 is a sound wave generating means, and 4 is a machine. Vibration generating means. Other explanations are described in the figure. That is, the apparatus for recording epileptic generalized convulsive behavior according to the present invention detects and records sound wave generating means and / or mechanical vibration generating means for applying sound wave stimulation and / or mechanical vibration stimulation to an observation target animal placed in a cage, and vibration of the cage. The recording command is issued to the vibration detection recording means at a time when the sound wave stimulus and / or the mechanical vibration stimulus is given to the observation target animal put in the cage by the vibration detection recording means, the sound wave generation means and / or the mechanical vibration generation means. Recording control means; It is sufficient for the vibration detection and recording means (vibration sensor) to detect vibration in one dimension of the vertical axis. This may use a known piezoelectric element. Of course, it may be one that detects three-axis (three-dimensional) vibration.
[0018]
Here, it is important to issue a recording command to the vibration detection recording means at the time when the sonic stimulus and / or the mechanical vibration stimulus is given, and this is because priming was sufficiently performed by the sonic stimulus and the mechanical vibration stimulus. It becomes possible by doing. In other words, priming has improved the reproducibility and reliability of epileptic systemic convulsive behavior induction, so that it is not necessary to constantly monitor animal behavior, and it is possible to record and analyze only when sonic stimulation and / or mechanical vibration stimulation is given. Better, and improved. FIG. 2 shows a flowchart of a method for determining the epileptic generalized convulsive behavior of the animal of the present invention. This figure clearly shows that recording and analysis are performed only when a sound wave stimulus and / or a mechanical vibration stimulus is applied.
[0019]
FIG. 3 shows an example of the vibration waveform recorded in the epileptic whole body convulsive behavior. This is the same as that described in Patent Document 1, and the vibration pattern is completely different from the normal water-only operation and the walking operation shown in FIG. 4 which is a comparative example. Obviously from this vibration data, it would be easy to distinguish epileptic whole-body convulsive behavior from other behaviors and movements by a known vibration analysis method and known vibration analysis software. For example, discrimination can be made by subjecting the data to digital data by sampling at about 100 msec (10 Hz) using an A / D converter and performing wavelet analysis using a well-known step function window function (rectangular window). Of course, in order to sharpen the discrimination (clarify the presence or absence of epilepsy behavior), there is room for improvement in sampling at 100 msec (10 Hz) or less and using a window function other than the step function. At present, the optimal sampling and the optimal step function cannot be specified.
[0020]
An apparatus for realizing the method for determining epileptic generalized convulsive behavior may be the above-described recording apparatus to which the above-described determination means is added. That is, a device for determining the presence or absence of epileptic generalized convulsive behavior of an observation target animal placed in a cage, wherein sound wave generation means and / or mechanical vibration generation means for applying a sound wave stimulation and / or a mechanical vibration stimulation to the observation target animal, Vibration detecting means for detecting a vibration waveform of a cage at a time when the sonic stimulus and / or mechanical vibration stimulus is given to an observation target animal, means for recording the vibration detected by the vibration detecting means, the sonic stimulus, mechanical vibration stimulus And a determination means for determining the presence or absence of epileptic generalized convulsive behavior based on the recorded vibration of the cage.
[0021]
Here, the determination means includes: power and frequency of the sonic stimulus and / or mechanical vibration stimulus; temporal duration pattern of the sonic stimulus and / or mechanical vibration stimulus; power and frequency of the recorded cage vibration; Determining the presence or absence of epileptic generalized convulsive behavior based on the temporal duration pattern of the vibration, further comprising the power, frequency, temporal duration pattern of the stimulus, or the power, frequency, temporal duration pattern of the recorded vibration Is preferably determined by analyzing by the wavelet analysis method.
[0022]
The inventor has also obtained the following knowledge. That is, the breeding method of NER (Noda epileptic rat), which is an observation animal, is 21 days after birth, and sounds with handling (1 time / week). The cage is made of plastic. / Cage) is more susceptible to seizures (epileptic generalized convulsive behavior). This finding is also effective for priming conditioning.
[0023]
Furthermore, if attention is paid to the fact that the pressure wave generator described in Patent Document 2 is a technology that can be a sound source having higher directivity than a normal sound source, further effects can be obtained by incorporating this directional sound source into the above-described device. Can be That is, since individual sound stimuli can be given to a plurality of observation target animals, priming conditioning can be individualized. In other words, sound waves with a specific frequency can be individually shot into the auditory organs (ears) of the animal with a highly directional sound source, so giving individualized stimuli will make epileptic generalized convulsive behavior more apparent. preferable.
[0024]
The data examples of FIGS. 3 and 4 will be supplemented. This example does not use mechanical vibration stimulation. In the priming conditioning period, the observation animals placed in cages were subjected to sonic stimulation at a frequency of 6-8 KHz, sound pressure of 70-80 dB (20-30 cm from the sound source to the rat), stimulation time: 30 sec, and stimulation interval: twice a week. to make listen. The priming conditioning period is from 21 days (after weaning) to 4-10 weeks. FIG. 3 and FIG. 4 show data collected from animals subjected to this priming condition. The conditions at the time of inducing epileptic generalized convulsive behavior (epileptic seizure) in FIG. 3 are the same as those of priming, frequency: 6-8 KHz, sound pressure: 70-80 dB (20-30 cm from sound source to rat), stimulation time: 30 sec It is. In the experiment, when seizure did not occur even after stimulation, restimulation was performed after 5 minutes, stimulation was given up to three times, and vibration data was automatically recorded for 10 minutes after each stimulation. As mentioned earlier, the triggering of the action was uncertain. Thus, the same data was more reliably collected when the animals were subjected to mechanical vibration stimulation as well as sound wave stimulation. (Data omitted)
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, an inefficient observation method of continuously observing epileptic generalized convulsive behavior for a long period of time (about several days to one week), which is unknown when it occurs, becomes unnecessary. The use of primed observational animals improves inefficient observations, which, for example, reduces the time spent on the development of antiepileptic drugs and reduces development costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a device for recording epileptic generalized convulsive behavior of an animal of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of a method for determining the epileptic generalized convulsive behavior of an animal of the present invention. Diagram showing an example of recorded vibration waveform (vertical scale)
FIG. 4 is a diagram showing an example of a vibration waveform recorded in a normal water-only operation and a walking operation (the vertical scale is the same as in FIG. 3);
[Explanation of symbols]
1 Observation target animal placed in a cage 2 Cage 3 Sound wave generation means 4 Mechanical vibration generation means