[go: up one dir, main page]

RU2776728C1 - Device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals - Google Patents

Device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals Download PDF

Info

Publication number
RU2776728C1
RU2776728C1 RU2021136301A RU2021136301A RU2776728C1 RU 2776728 C1 RU2776728 C1 RU 2776728C1 RU 2021136301 A RU2021136301 A RU 2021136301A RU 2021136301 A RU2021136301 A RU 2021136301A RU 2776728 C1 RU2776728 C1 RU 2776728C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compartment
holes
small laboratory
starting
animal
Prior art date
Application number
RU2021136301A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Юрьевич Корнилов
Дмитрий Юрьевич Сосков
Оксана Леонидовна Стефанив
Original Assignee
Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2776728C1 publication Critical patent/RU2776728C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: experimental biology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of experimental biology and can be used to study the state of the main functions of the higher nervous activity of small laboratory animals based on the results of their performance of instrumental skills. The device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals contains a safe compartment and a starting compartment equipped with an electrified conductive floor connected to a current source and holes in the wall with a shutter with an adjustable diaphragm installed on each of the holes. In this case, the diameter of the through hole ensures the penetration of a small laboratory animal through it, and the diameter of the auxiliary holes is less than the diameter of the through hole. The starting compartment is located inside the safe compartment, the distance between the compartments is not less than the length of the body of a small laboratory animal, while the holes in the wall of the starting compartment are combined into identical groups containing one passage and at least two auxiliary holes, and the groups of holes themselves are evenly distributed along the perimeter of the wall of the launch compartment. The bioobject (small laboratory animal) is placed in the starting compartment, and the whole device is covered with a transparent cover from above. Next, the current is supplied from the source to the conductive electrified floor of the starting compartment, which forces the animal to leave it and move to a safe compartment. To do this, the animal searches for the nearest opening for leaving the group, which would be commensurate with the transverse dimensions of its body. At the same time, the test execution time and the number of erroneous attempts made by the biological object are recorded.
EFFECT: use of the device makes it possible to ensure that a biological object performs an unconditioned reflex of active avoidance, complicated by the need for visual differentiation of possible exit routes, which ultimately does not require prior training of the tested biological objects and increases the accuracy of the studies.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области экспериментальной биологии и может быть использовано для исследования состояния основных функций высшей нервной деятельности мелких лабораторных животных по результатам выполнения ими инструментальных навыков, в частности, способности осуществлять зрительную дифференцировку выходных отверстий при покидании места своего нахождения под воздействием безусловного раздражителя.The invention relates to the field of experimental biology and can be used to study the state of the main functions of the higher nervous activity of small laboratory animals based on the results of their performance of instrumental skills, in particular, the ability to visually differentiate exit holes when leaving their location under the influence of an unconditioned stimulus.

Известно устройство для исследования высшей нервной деятельности мелких лабораторных животных, представляющее собой камеру, выполненную в виде концентрических внутреннего и наружного полых цилиндров, соединенных отсеками с шарнирно закрепленными дверками и съемными прозрачными перегородками [авторское свидетельство СССР №1410942]. Внутренний цилиндр имеет электродный пол, а наружный оборудован источниками света (лампами накаливания). Устройство функционирует следующим образом. В цикле обучения животное свободно перемещается из внутреннего цилиндра во внешний через отсеки. Если этого не происходит, осуществляется воздействие на биообъект электрическим током, подаваемым на электродный пол, что вынуждает его осуществить указанное перемещение, после чего животное извлекают и помещают во внутренний цилиндр.A device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals is known, which is a chamber made in the form of concentric inner and outer hollow cylinders connected by compartments with hinged doors and removable transparent partitions [USSR author's certificate No. 1410942]. The inner cylinder has an electrode floor, and the outer one is equipped with light sources (incandescent lamps). The device functions as follows. In the learning cycle, the animal moves freely from the inner cylinder to the outer through the compartments. If this does not happen, the biological object is affected by an electric current supplied to the electrode floor, which forces it to carry out the indicated movement, after which the animal is removed and placed in the inner cylinder.

В ходе исследования высшей нервной деятельности задействуются источники света. После включения всех ламп накаливания фиксируется время, в течение которого животное реагирует на данный раздражитель и осуществляет попытку перехода из внутреннего цилиндра.In the course of the study of higher nervous activity, light sources are used. After turning on all the incandescent lamps, the time during which the animal reacts to a given stimulus and makes an attempt to move from the inner cylinder is recorded.

Другой вариант функционирования устройства предназначен для исследования способности животного выполнять задание с выбором, заключающийся в том, что биообъект должен открыть дверцу именно того отсека, напротив которого включен источник света.Another version of the device operation is intended to study the ability of an animal to perform a task with a choice, which consists in the fact that the biological object must open the door of the compartment opposite which the light source is turned on.

Недостатком данного подхода является то, что напротив каждого источника света расположен только один переходной отсек, что не предоставляет животному возможность выбора оптимального пути из нескольких возможных вариантов и таким образом исключает исследование способности биообъекта к зрительным дифференцировкам имеющихся путей перехода.The disadvantage of this approach is that only one transition compartment is located opposite each light source, which does not provide the animal with the opportunity to choose the optimal path from several possible options and thus excludes the study of the bioobject's ability to visually differentiate the existing transition paths.

Известно устройство для исследования высшей нервной деятельности мелких лабораторных животных [авторское свидетельство СССР №1801360], представляющее собой корпус, разделенный на два отсека перегородкой, при этом один из отсеков оборудован токопроводящим электродным полом. В перегородке выполнено проходное отверстие, соизмеримое с поперечными размерами тела животного, а также дополнительные отверстия различных диаметров, каждый из которых меньше диаметра проходного отверстия. При этом размер отверстий может изменяться с помощью установленного затвора с регулируемой диафрагмой.A device is known for studying the higher nervous activity of small laboratory animals [USSR author's certificate No. 1801360], which is a body divided into two compartments by a partition, one of which is equipped with a conductive electrode floor. The partition has a through hole commensurate with the transverse dimensions of the animal's body, as well as additional holes of various diameters, each of which is smaller than the diameter of the through hole. In this case, the size of the holes can be changed using the installed shutter with adjustable aperture.

Исследуемое животное помещается в стартовый отсек, оборудованный токопроводящим полом, после чего осуществляется подача тока. Чтобы избежать болевого воздействия, биообъект стремится переместиться в другой (безопасный) отсек. Для этого он зрительно оценивает возможные пути покидания стартового отсека, выбирая для этого отверстие, соизмеримое с поперечными размерами его тела. В случае неправильного выбора имеют место ошибочные, безуспешные попытки покинуть стартовый отсек через отверстия малого размера, что в целом увеличивает общее время выполнения задания.The animal under study is placed in the starting compartment, equipped with a conductive floor, after which the current is applied. To avoid pain, the biological object tends to move to another (safe) compartment. To do this, he visually assesses the possible ways to leave the launch compartment, choosing for this an opening commensurate with the transverse dimensions of his body. In the case of an incorrect choice, erroneous, unsuccessful attempts to leave the launch compartment through small holes take place, which generally increases the overall time to complete the task.

Данное устройство выбрано в качестве прототипа. Его главным недостатком является существенная зависимость времени и точности реакции животного на болевой раздражитель от пространственной ориентации биообъекта в момент подачи тока. Так, если животное расположено хвостом по отношению к разделительной перегородке, ему потребуется значительно больше времени на поиск проходного отверстия, чем в случае, если указанное отверстие будет находиться непосредственно перед его органом зрения.This device is selected as a prototype. Its main disadvantage is the significant dependence of the time and accuracy of the animal's reaction to a painful stimulus on the spatial orientation of the biological object at the moment of current supply. So, if the animal is located with its tail in relation to the dividing septum, it will take much more time for it to search for the passage hole than if the specified hole is located directly in front of its organ of vision.

Решаемая задача состоит в разработке устройства, исключающего недостаток прототипа.The problem to be solved is to develop a device that eliminates the disadvantage of the prototype.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение заключается в разработке устройства, обеспечивающего исследование высшей нервной деятельности мелких лабораторных животных и исключающего недостатки прототипа.The technical result, to which the invention is directed, is to develop a device that provides a study of the higher nervous activity of small laboratory animals and eliminates the disadvantages of the prototype.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что патентуемое устройство для исследования высшей нервной деятельности мелких лабораторных животных содержит безопасный отсек и стартовый отсек, оборудованный соединенным с источником тока электрифицированным токопроводящим полом и отверстиями в стенке с установленным на каждом из отверстий затвором с регулируемой диафрагмой, при этом диаметр проходного отверстия обеспечивает проникновение через него мелкого лабораторного животного, а диаметр вспомогательных отверстий меньше диаметра проходного, стартовый отсек располагают внутри безопасного отсека, расстояние между отсеками выполнено не менее длины туловища мелкого лабораторного животного, при этом отверстия в стенке стартового отсека объединены в одинаковые группы, содержащие по одному проходному и не менее чем по два вспомогательных отверстия, а сами группы отверстий равномерно распределены по периметру стенки стартового отсека.The achievement of the technical result is ensured by the fact that the patented device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals contains a safe compartment and a starting compartment equipped with an electrified conductive floor connected to a power source and holes in the wall with a shutter with an adjustable diaphragm installed on each of the holes, while the diameter the passage hole ensures the penetration of a small laboratory animal through it, and the diameter of the auxiliary holes is less than the diameter of the passage hole, the starting compartment is located inside the safe compartment, the distance between the compartments is not less than the length of the body of a small laboratory animal, while the holes in the wall of the starting compartment are combined into identical groups containing one passage and at least two auxiliary holes, and the groups of holes themselves are evenly distributed along the perimeter of the launch compartment wall.

Патентуемое устройство состоит из двух отсеков - стартового и безопасного. При этом стартовый отсек располагается внутри безопасного, а размеры последнего обеспечивают свободное перемещение между их стенками испытуемого биообъекта. Сам стартовый отсек оборудуется электрифицированным токопроводящим полом, подключенным к источнику тока. Стенки отсеков выполняются из прозрачного пластика, а сверху все устройство прикрывается прозрачной крышкой для контроля за действиями животного и для обеспечения покидания им стартового отсека только через проходное отверстие.The patented device consists of two compartments - starting and safe. In this case, the starting compartment is located inside the safe one, and the dimensions of the latter provide free movement between the walls of the tested biological object. The launch compartment itself is equipped with an electrified conductive floor connected to a current source. The walls of the compartments are made of transparent plastic, and the whole device is covered with a transparent cover on top to control the actions of the animal and to ensure that it leaves the starting compartment only through the through hole.

Боковая стенка стартового отсека оборудуется отверстиями, каждое из которых оснащается затвором с регулируемой диафрагмой. Отверстия объединяются в группы. Каждая группа включает в себя одно проходное и не менее двух вспомогательных отверстий меньшего диаметра, размеры которых устанавливаются в 60% и 30% от размера проходного. Оснащение отверстий регулируемой диафрагмой позволяет по желанию экспериментатора использовать каждое из них в роли проходного, либо вспомогательного и располагать в произвольном порядке. Группы отверстий равномерно распределяются по периметру стенки стартового отсека.The side wall of the launch compartment is equipped with holes, each of which is equipped with a shutter with an adjustable aperture. Holes are combined into groups. Each group includes one through hole and at least two auxiliary holes of smaller diameter, the dimensions of which are set at 60% and 30% of the through passage size. Equipping the holes with an adjustable diaphragm allows, at the request of the experimenter, each of them to be used as a passage or auxiliary and placed in an arbitrary order. Groups of holes are evenly distributed along the perimeter of the launch compartment wall.

На фиг. 1 представлен стартовый отсек устройства для исследования высшей нервной деятельности мелких лабораторных животных.In FIG. 1 shows the starting compartment of the device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals.

1. Боковая стенка.1. Side wall.

2. Проходное отверстие.2. Through hole.

3. Вспомогательное отверстие.3. Auxiliary hole.

4. Токопроводящий пол.4. Conductive floor.

5. Источник питания.5. Power supply.

На фиг. 2 представлен вид сверху устройства для исследования высшей нервной деятельности мелких лабораторных животныхIn FIG. 2 shows a top view of a device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals

6. Стартовый отсек.6. Starting compartment.

7. Источник питания.7. Power supply.

8. Токопроводящий электрифицированный пол.8. Conductive electrified floor.

9. Безопасный отсек.9. Safe compartment.

10. Группы отверстий10. Groups of holes

Устройство функционирует следующим образом. Биообъект (мелкое лабораторное животное) помещают в стартовый отсек 6, а все устройство сверху закрывают прозрачной крышкой. Далее осуществляется подача тока от источника 7 на токопроводящий электрифицированный пол 8 стартового отсека, что вынуждает животное покинуть его и переместиться в безопасный отсек 9. Для этого животное осуществляет поиск ближайшего отверстия для покидания из группы 10, которое было бы соизмеримо с поперечными размерами его тела. При этом фиксируется время выполнения теста и количество ошибочных попыток, совершенных биообъектом.The device functions as follows. The bioobject (small laboratory animal) is placed in the starting compartment 6, and the whole device is covered with a transparent cover from above. Next, current is supplied from the source 7 to the conductive electrified floor 8 of the starting compartment, which forces the animal to leave it and move to the safe compartment 9. To do this, the animal searches for the nearest exit hole from group 10, which would be commensurate with the transverse dimensions of its body. At the same time, the test execution time and the number of erroneous attempts made by the biological object are recorded.

Таким образом, патентуемое устройство исключает зависимость результатов тестирования способности мелких лабораторных животных к зрительным дифференцировкам от их пространственной ориентации в стартовом отсеке, что в итоге не требует предварительного обучения испытуемых биообъектов и повышает точность проводимых исследований.Thus, the patented device eliminates the dependence of the results of testing the ability of small laboratory animals to visual differentiation on their spatial orientation in the starting compartment, which ultimately does not require prior training of the tested biological objects and increases the accuracy of the studies.

Claims (1)

Устройство для исследования высшей нервной деятельности мелких лабораторных животных, закрытое прозрачной пластиковой крышкой, содержащее безопасный отсек и стартовый отсек, оборудованный соединенным с источником тока электрифицированным токопроводящим полом и отверстиями в стенке с установленным на каждом из отверстий затвором с регулируемой диафрагмой, при этом диаметр проходного отверстия обеспечивает проникновение через него мелкого лабораторного животного, а диаметр вспомогательных отверстий меньше диаметра проходного, отличающееся тем, что стартовый отсек располагают внутри безопасного отсека, расстояние между отсеками выполнено не менее длины туловища мелкого лабораторного животного, при этом отверстия в стенке стартового отсека объединены в одинаковые группы, содержащие по одному проходному и не менее чем по два вспомогательных отверстия, а сами группы отверстий равномерно распределены по периметру стенки стартового отсека, при этом все стенки отсеков выполнены из прозрачного пластика.A device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals, closed with a transparent plastic cover, containing a safe compartment and a starting compartment, equipped with an electrified conductive floor connected to a power source and holes in the wall with a shutter with an adjustable diaphragm installed on each of the holes, while the diameter of the through hole ensures the penetration of a small laboratory animal through it, and the diameter of the auxiliary holes is less than the diameter of the passage, characterized in that the starting compartment is located inside the safe compartment, the distance between the compartments is not less than the length of the body of a small laboratory animal, while the holes in the wall of the starting compartment are combined into the same groups , containing one passage and at least two auxiliary holes, and the groups of holes themselves are evenly distributed along the perimeter of the wall of the launch compartment, while all the walls of the compartments are made of transparent material eraser.
RU2021136301A 2021-12-09 Device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals RU2776728C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776728C1 true RU2776728C1 (en) 2022-07-26

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540413A (en) * 1968-08-02 1970-11-17 Centre Etd Ind Pharma Apparatus for studying the behaviour of laboratory animals
US3693590A (en) * 1971-04-21 1972-09-26 Bowers Instr Co Animal conditioned avoidance apparatus
SU1576163A1 (en) * 1988-08-01 1990-07-07 Институт Физиологии Им.И.С.Бериташвили Device for examining conditioned reflex of animals
US6637372B2 (en) * 2001-12-05 2003-10-28 Unversity Of Florida Apparatus and methods for testing pain sensitivity
RU2613787C1 (en) * 2015-09-23 2017-03-21 Федеральное государственное казённое учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Device for small laboratory animals purposeful activity research
RU2743807C1 (en) * 2020-07-03 2021-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Apparatus for investigating the effect of an alternating magnetic field on laboratory biological objects containing magnetic nanoparticles

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3540413A (en) * 1968-08-02 1970-11-17 Centre Etd Ind Pharma Apparatus for studying the behaviour of laboratory animals
US3693590A (en) * 1971-04-21 1972-09-26 Bowers Instr Co Animal conditioned avoidance apparatus
SU1576163A1 (en) * 1988-08-01 1990-07-07 Институт Физиологии Им.И.С.Бериташвили Device for examining conditioned reflex of animals
US6637372B2 (en) * 2001-12-05 2003-10-28 Unversity Of Florida Apparatus and methods for testing pain sensitivity
RU2613787C1 (en) * 2015-09-23 2017-03-21 Федеральное государственное казённое учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Device for small laboratory animals purposeful activity research
RU2743807C1 (en) * 2020-07-03 2021-02-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" Apparatus for investigating the effect of an alternating magnetic field on laboratory biological objects containing magnetic nanoparticles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Giurfa Cognition with few neurons: higher-order learning in insects
Dismukes New concepts of molecular communication among neurons
Scotto-Lomassese et al. Suppression of adult neurogenesis impairs olfactory learning and memory in an adult insect
Lenz et al. Repetitive magnetic stimulation induces plasticity of excitatory postsynapses on proximal dendrites of cultured mouse CA1 pyramidal neurons
Cordier et al. Postweaning enriched environment enhances cognitive function and brain-derived neurotrophic factor signaling in the hippocampus in maternally separated rats
RU2776728C1 (en) Device for studying the higher nervous activity of small laboratory animals
Mizunami et al. Toward elucidating diversity of neural mechanisms underlying insect learning
Friederici Syntactic, prosodic, and semantic processes in the brain: evidence from event-related neuroimaging
Johnson et al. Action potentials in a giant algal cell: a comparative approach to mechanisms and evolution of excitability
Schenk et al. Dissociation between basic components of spatial memory in rats
Izawa et al. Lesions of the ventro-medial basal ganglia impair the reinforcement but not the recall of memorized color discrimination in domestic chicks
Ghosh et al. Detecting proliferation of adult hemocytes in Drosophila by BrdU incorporation and PH3 expression in response to bacterial infection
RU2613787C1 (en) Device for small laboratory animals purposeful activity research
Dorst Hippocampal engrams generate flexible behavioral responses and brain-wide network states
Hille A brief history of nerve action potentials after 1600
Elliott et al. Neuroregulators: neurotransmitters and neuromodulators
RU2798220C1 (en) Fish fixation device for high precision invasive manipulations
Baranyuk Orientation of the catfish in uniform and nonuniform electric fields
Massaly et al. Dorsal Hippocampus To Nucleus Accumbens Projections Drive Reinforcement Via Activation of Accumbal Dynorphin Neurons
Głowacki Ethical and Frugal Approaches to Animal Experimentation in Bioelectronics and Neural Engineering—An Invertebrate Renaissance?
Cooney The Kinematic & Neuromuscular Basis of Drosophila Larval Escape
Chivi et al. Olfactory Virtual Reality Simulations onDrosophila Larva Indicate that Attraction and Aversion are Not Opposite Behaviors
Wang Electrophysiological Recording in Fish
Tavolga The central nervous system and fish behaviour: Edited by David Ingle. Chicago: University of Chicago Press (1968). Price: $15
Schiff The perception of impending collision