Способ определения продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области биологии. Техническим результатом является разработка способа, обеспечивающего определение продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных. Способ заключается в определении временного интервала от момента подачи условного сигнала до начала первого перемещения животным одной из конечностей. При этом перемещение конечности фиксируют по изменению сопротивления электрической цепи, составными элементами которой являются участок токопроводящего пола стартового отсека испытательной камеры и тело мелкого лабораторного животного. Устройство для определения продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных включает испытательную камеру, разделенную на два равных отсека с переходным отверстием и оборудованную источником условного сигнала. При этом пол камеры представляет собой попарно соединенные электроды, на которые от источника питания подается напряжение ниже порога чувствительности животного. Электроды подключены к датчику измерения сопротивления электрической цепи, фиксирующему начало движения испытуемого биообъекта после подачи условного сигнала. В состав устройства также входит блок регистрации продолжительности латентного периода реакции, выполненный в виде электронного секундомера. Запуск секундомера производится одновременно с подачей условного сигнала, а остановка с фиксацией продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции по первому сигналу с датчика измерения сопротивления. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области биологии и может быть использовано для исследования условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных.

Известно, что условному рефлексу избегания обученного лабораторного животного предшествует восприятие им соответствующей информации (сигнала). Связь восприятия и движения осуществляется в виде сенсомоторных реакций, наиболее простая из которых заключается в ответе простым одиночным движением на внезапно появляющийся заранее известный раздражитель. Основным показателем выполнения такой реакции является временной интервал, включающий в себя время восприятия сигнала (латентный период) и время моторного действия.

Латентный период реакции в физиологии - это время от момента воздействия на организм какого-либо раздражителя до проявления ответной реакции в виде сокращения мышц, моторного акта, движения. Продолжительность латентного периода реакции зависит от уровня развития и состояния организма, прежде всего его нервной системы, а также скорости протекания биохимических и электрохимических процессов в ее периферических и центральных звеньях [Бодров В.А., Орлов В.Я. «Психология и надежность: человек в системах управления техникой». - М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 1998., Антонов В.Ф., Черныш A.M. и др. Биофизика. Учебник для студентов высших учебных заведений. - М. Гуманит. изд. центр. ВЛАДОС. 1999.].

Определение продолжительности латентного периода важно при проведении исследований в таких областях как физиология, токсикология, радиобиология.

Известна автоматизированная камера для выработки пищевых условных рефлексов у лабораторных животных [патент РФ на полезную модель №143683 от 27.07.14]. Камера имеет два отсека со световыми и звуковыми датчиками, оптоэлектронные инфракрасные лучевые сенсоры и пол, выполненный в виде качающейся платформы с замыкающими контактами. В обоих отсеках имеются автоматизированные кормушки, выполненные в виде поворотных дисков с углублениями для отдельных порций корма. Через заданные интервалы времени происходит включение световых и звуковых датчиков в том отсеке камеры, в котором находится животное, которое в ответ на стимул переходит в противоположный отсек, что регистрируется как смещением положения качающейся платформы с замыканием контактов, так и пересечением им инфракрасного луча оптоэлектронных сенсоров. Недостатком способа, реализованного данным устройством, является возможность фиксации исключительно общего временного интервала от подачи звукового и светового раздражителей до момента пересечения животным перехода в соседнюю камеру и не позволяет выделить продолжительность латентного периода условнорефлекторной реакции.

Известно устройство для трассировки перемещения лабораторных животных [патент РФ на полезную модель №133714 от 27.10.13]. Его отличительной особенностью является применение для регистрации перемещения животного датчика активного стереозрения, связанного с компьютером. Устройство формирует объемное изображение, в котором каждая точка изображения характеризуется координатами в трехмерном пространстве.

В активной системе стереозрения используется проектор, излучающий некий шаблон. В этом случае камера, регистрирующая шаблон, вычисляет смещения между пикселями шаблона, поданного в проектор и пикселями шаблона, найденными на изображении.

Недостатком способа, реализованного данным устройством, является то, что фиксируется только начало перемещения туловища животного. Вместе с тем первичным по отношению к перемещению туловища является перестановка конечностей испытуемого биообъекта, отследить которые не представляется возможным, так как регистрирующие системы расположены над экспериментальной ареной.

Известен способ управления параметрами двигательного стереотипа физического упражнения и устройство для его осуществления (патент РФ на изобретение №2546421 от 19.04.15). Способ предполагает размещение на теле спортсмена датчиков параметров движения и датчиков ответных реакций. Датчики соединены с микроконтроллером, который, в свою очередь, соединен с блоком формирования энергетических воздействий и блоком формирования информационных воздействий. Сначала регистрируются основные параметры движения и основные параметры двигательного стереотипа. Затем на основе сравнения биомеханических параметров через небольшие промежутки времени в соответствии с фазовой структурой движений определяют главные мышечные группы и главные функциональные звенья локомоторной системы. Датчики ответных реакций оценивают экономичность и эффективность функционирования систем энергообеспечения организма и выводят визуализированную информацию на табло. Недостатком данного способа является возможность его использования исключительно по отношению к человеку. Крепление многочисленных датчиков к телу мелкого лабораторного животного приведет к формированию стрессовой реакции и затруднению выполнения им условных рефлексов, а также действий, связанных с естественным поведением.

Известно устройство под названием «челночная камера», предназначенное для исследования у подопытных животных реакции активного избегания [Зорина З.А., Полетаева И.И. Зоопсихология. Элементарное мышление животных: Учебное пособие - М.: Аспект Пресс, 2007, с. 74]. Челночная камера представляет собой камеру разделенную перегородкой на два равных отсека. Перегородка имеет отверстие для перемещения животного. Оба отсека оборудованы токопроводящим полом. Кроме того, челночная камера имеет источник оптического или акустического излучения, который используется для подачи условного сигнала подопытному животному.

Биообъект помещается в один из отсеков. Сначала включается условный сигнал, после чего подается ток на токопроводящий пол в отсеке, где находится животное. Чтобы избежать болевого воздействия, биообъект перебегает в другой отсек. По прошествии небольшого периода времени (как правило, его продолжительность варьируют, чтобы не вырабатывать у животного условного рефлекса на время) ток включают в том отсеке, куда оно перед этим перебежало. Условный рефлекс считается выполненным, если животное перебегает в безопасный отсек во время действия условного сигнала и до включения тока.

Данное устройство и реализуемый с его помощью способ выбраны в качестве прототипа. Недостатком способа является возможность определения продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции биообъекта исключительно с помощью ручного секундомера. В этом случае точность проводимых измерений будет существенным образом зависеть от индивидуальных качеств экспериментатора (быстрота реакции, острота зрения, внимательность). Кроме того, при проведении исследований он будет наблюдать за подопытным животным сверху и, соответственно, фиксировать время реакции грызуна на раздражитель исключительно по началу перемещения его туловища, а не лап.

Решаемая задача состоит в разработке способа, исключающего недостатки прототипа.

Технический результат, на решение которого направлено изобретение заключается в разработке способа, обеспечивающего определение продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в заявляемом способе продолжительность латентного периода условнорефлекторной реакции определяется путем размещения животного в испытательной камере с токопроводящим полом и источником условного сигнала, разделенной на две равные части перегородкой с переходным отверстием, подачей на пол отсека с размещенным животным напряжения ниже порога его чувствительности, а продолжительность латентного периода условнорефлекторной реакции определяют от момента подачи условного сигнала до начала первого перемещения животным одной из конечностей, при этом перемещение конечности фиксируется по изменению сопротивления электрической цепи, составными элементами которой являются участок токопроводящего пола отсека испытательной камеры и тело мелкого лабораторного животного.

Суть предлагаемого способа состоит в следующем. Исследуемый биообъект (например, белая лабораторная крыса) помещают в один из отсеков испытательной камеры. Пол отсеков испытательной камеры выполнен в виде металлических прутьев, каждый из которых расположен поперек отсека от одной боковой стенки до другой. Расстояние между прутьями составляет 13 мм для крыс, и 5 мм для мышей. Сами прутья представляют собой попарно соединенные электроды, каждая пара которых подключена к датчику, фиксирующему изменение сопротивления электрической цепи. На электроды подается напряжение ниже порога чувствительности испытуемого биообъекта. При помещении животного в один из отсеков испытательной камеры и подачи напряжения ниже порога его чувствительности на металлические прутья пола электрический ток будет протекать через тело грызуна не вызывая его беспокойства. Таким образом, тело биообъекта станет элементом замкнутой электрической цепи, обладающим определенным сопротивлением. После подачи условного сигнала в виде раздражителя (оптического или акустического) животное в качестве реакции на него начинает перемещение в соседний отсек. Одновременно с подачей условного раздражителя осуществляется запуск электронного секундомера. Началом перемещения испытуемого биообъекта служит отрыв одной из лап от пола. Указанное действие приводит к изменению токопроводящих характеристик электрической цепи, составными элементами которой являются животное и участок пола, что фиксируется измерительным датчиком. Одновременно с этим осуществляется остановка секундомера с фиксацией продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции.

Аналогичным образом исследования могут быть продолжены после перемещения животного в соседний отсек.

Указанный выше технический результат достигается системой, реализующей заявляемый способ.

Система содержит испытательную камеру имеющую форму вытянутого параллелепипеда, разделенную на два равных отсека перегородкой с переходным отверстием для перемещения между ними испытуемого животного и оборудованную источником условного сигнала. Пол камеры представляет собой ряд параллельных попарно соединенных токопроводящих прутьев, расположенных перпендикулярно большей его стороне, на которые подается напряжение ниже порога чувствительности биообъекта. При этом каждая пара электродов подсоединена к датчику измерения сопротивления электрической цепи. Все датчики измерения сопротивления, как и источник условного сигнала, подключены к блоку определения продолжительности латентного периода, выполненному в виде электронного секундомера.

Сопоставительный анализ заявляемого способа и устройства с прототипом показывает, что заявляемые объекты соответствуют критерию "новизна".

В подтверждение критерия "промышленная применимость" рассмотрим пример конкретного выполнения устройства по осуществлению заявляемого способа.

На фиг. 1 представлено устройство для определения продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных.

1. Испытательная камера.

2. Перегородка.

3. Переходное отверстие.

4. Токопроводящий пол.

5. Датчики измерения сопротивления.

6. Источник условного сигнала.

7. Блок определения продолжительности латентного периода реакции.

8. Отрицательная шина

9. Положительная шина

10. Источник питания

Биообъект размещается в одном из отсеков испытательной камеры 1. На токопроводящий пол 4 отсека от источника питания 10 через отрицательную шину 8 и положительную шину 9 подается напряжение ниже порога чувствительности животного. После того, как животное успокаивается и прекращает передвижения по отсеку клетки, испытатель включает условный сигнал 6 (оптический или акустический раздражитель), реагируя на который животное начинает движение в сторону переходного отверстия 3 в перегородке 2. Одновременно с включением условного сигнала 6 подается управляющий сигнал на блок определения продолжительности латентного периода реакции 7, по которому осуществляется запуск секундомера. С началом движения биообъект поднимает одну из лап, находящуюся на электроде, являющемся составной частью пола 4, что приводит к изменению токопроводящих характеристик электрической цепи, составными элементами которой являются данный участка пола и тело грызуна, что незамедлительно фиксируется датчиком измерения сопротивления 5. Одновременно с этим датчик выдает управляющий сигнал на блок определения продолжительности латентного периода реакции 7, по которому происходит остановка секундомера и фиксация искомого временного интервала.

Таким образом, предложенные способ и устройство обеспечивают максимально точное определение продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных.

1. Способ определения продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных, заключающийся в размещении животного в испытательной камере с токопроводящим полом и источником условного сигнала, разделенной на два равных отсека перегородкой с переходным отверстием, отличающийся тем, что на токопроводящий пол отсека с размещенным животным подают напряжение ниже порога его чувствительности, а продолжительность латентного периода условнорефлекторной реакции определяют от момента подачи условного сигнала до начала первого перемещения животным одной из конечностей, при этом перемещение конечности фиксируют по изменению сопротивления электрической цепи, составными элементами которой являются участок токопроводящего пола отсека испытательной камеры и тело мелкого лабораторного животного.

2. Устройство для определения продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных, содержащее камеру, разделенную на два равных отсека перегородкой с переходным отверстием и оборудованную источником условного сигнала, отличающееся тем, что пол камеры выполнен в виде попарно соединенных электродов, подключенных к датчикам измерения сопротивления электрической цепи, причем источник условного сигнала и датчики измерения сопротивления связаны с блоком регистрации продолжительности латентного периода, выполненным в виде электронного секундомера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области медицины, в частности к медицинским массажным стелькам, и предназначено для воздействия на организм человека. Медицинские массажные стельки содержат постоянные магниты и металлические вставки.

Изобретение относится к медицине, а именно к урологии, и может быть использовано для комплексного лечения хронического бактериального простатита в сочетании с аденомой простаты.

Изобретение относится к медицине, в частности к способу увеличения антибактериальной активности бензилпенициллина натриевой соли без изменения токсичности. Заявленный способ заключается в воздействии импульсного магнитного поля высокой напряженности на порошкообразный антибиотик переменным импульсным электромагнитным полем высокой напряженности.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для лечения сколиоза включает по меньшей мере один имплантируемый в тело позвонка транспедикулярный винт, содержащий резьбовую часть с заостренным концом и головку, выполненную из ферромагнитного материала, и внешний источник постоянного магнитного поля, установленный на теле пациента напротив области установки винтов, силовые линии которого ориентированы перпендикулярно или тангенциально по отношению к вводимым винтам.

Изобретение относится к медицине, а именно к онкологии, и может быть использовано для профилактики и лечения у детей мукозита слизистой оболочки ротовой полости, индуцированного химиотерапией.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к установке для ядерно-магнитно-резонансной терапии. Установка содержит лежак, причем с боков рядом с лежаком расположены катушки, в частности свипирующие катушки, причем пространство между катушками образует лечебный объем, при этом под лежаком расположена первая дополнительная катушка для создания магнитного поля, в частности переменного поля, над лечебным объемом расположена вторая дополнительная катушка для создания магнитного поля, в частности переменного поля.

Изобретение относится к медицине, а именно к психиатрии и нейрофизиологии, и может быть использовано при прогнозировании эффективности транскраниальной магнитной стимуляции головного мозга в лечении больных с депрессивными расстройствами при неэффективности психофармакотерапии.

Изобретение относится к медицине, а именно восстановительной медицине пациентов после операций на молочной железе. Воздействие проводится с последовательным нагнетанием воздуха в секции леггинсов в направлении от ее дистальных отделов к проксимальным с выдержкой компрессии на всю конечность в течение заданного времени, после чего следует сброс давления во всех секциях леггинсов, пауза и повторение цикла.

Изобретение относится к медицинской технике. Предложен способ обнаружения и ликвидации отдельных раковых клеток и их скоплений.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам беспроводного управления перемещением инородного тела, находящегося в теле субъекта. Устройство для управления движением объекта, имеющего намагниченность, в теле субъекта включает по меньшей мере восемь стационарных электромагнитных катушек с сердечниками, которые при подаче тока генерируют компоненты электромагнитного поля и компоненты градиентов магнитного поля для задания требуемого направления движения объекта в рабочей области и требуемого усилия, приложенного к объекту, по меньшей мере один блок управления, который обеспечивает синхронную подачу электрического тока в каждую из указанных катушек независимо друг от друга, при этом внутренние торцы катушек граничат с рабочей областью, образовывая сквозной проход для размещения в нем пациента, катушки разбиты на три группы, одна из которых является центральной, а две другие - крайние, причем центры катушек центральной группы располагаются по окружности вокруг тела субъекта таким образом, что их оси перпендикулярны продольной оси сквозного прохода и направлены в центр рабочей области, а катушки двух крайних групп размещены максимально близко к катушкам центральной группы таким образом, что их оси расположены под углом к продольной оси сквозного прохода и направлены в центр рабочей области.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для измерения времени наполнения капилляров (CRT). Устройство выполнено с возможностью измерения CRT для пальца после прекращения приложения давления к пальцу и содержит мобильное или носимое устройство, содержащее камеру, дисплейную часть, манжету, зажатую над камерой для закрытия пальца от окружающего света, и электронный процессор, запрограммированный для выполнения измерения CRT путем осуществления следующих операций: управление камерой для измерения оптического сигнала от пальца в течение временного интервала, охватывающего CRT, определение значения CRT на основании анализа измеренного оптического сигнала и отображение определенного значения CRT на дисплейной части, причем операция определения значения CRT включает определение начала интервала времени наполнения капилляров посредством инструкции, выданной врачом, или посредством автоматического обнаружения руки в поле обзора камеры, манжета является жесткой или надувной манжетой, содержащей один или большее количество встроенных серводвигателей для приложения стандартизованного давления к пальцу субъекта, которые выполнены с возможностью управления с помощью электронного процессора.

Изобретение относится к медицине. Способ измерения степени насыщенности крови кислородом и моноксидом углерода у объекта исследования осуществляется посредством оптического измерительного устройства.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для отбора проб содержит корпус, содержащий камеру, отверстие, средство приведения в действие и отдельный отсек.

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональной диагностике, и может быть использовано для диагностики отклонений нервно-психического развития детей. Предложен способ, в котором измеряют диапазон движений «сведения -разведения» первого и второго пальцев кисти паретичной руки с использованием в качестве регистрирующего прибора сенсорной панели стандартного планшетного компьютера.

Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии и детской кардиологии, и может быть использовано с целью определения индивидуальных рисков развития первичной артериальной гипертензии у детей подросткового возраста, требующих проведения первичной профилактики.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике. Комплекс для синхронной регистрации физиологических параметров пациента и его положения в трехмерном пространстве при динамических постуральных воздействиях содержит механургический стол с ложем, средства фиксации на нем пациента, компьютер управления движениями механургического стола, аппаратно-программный комплекс регистрации физиологических параметров пациента и его положения в пространстве, блок акселерометра и контроля угла наклона ложа, выход которого подключен к блоку предварительной обработки электрокардиосигнала и данных о положении пациента в пространстве и угле наклона ложа, блок усилителя электрокардиосигнала с датчиками, подключенными к блоку предварительной обработки электрокардиосигнала и данных о положении пациента в пространстве и угле наклона ложа, связанному с блоком передачи данных по радиоканалу, узлом контроля физиологического состояния пациента и принятия решения об автоматической остановке или прекращении постуральных воздействий, включающему: также блок приема сигнала радиоканала, с выходом которого соединен блок анализа и формирования текущих физиологических параметров пациента, первый выход которого подключен к компьютеру отображения результатов исследования, второй - к блоку запоминающего устройства хранения параметров пациента, содержащего динамическую базу индивидуальных данных состояний пациента во время постуральных воздействий и базу нормативных физиологических параметров, и к блоку принятия решения об автоматическом прекращении постуральных воздействий, который подключен к блоку формирования управляющих сигналов, формирующему управляющие сигналы остановки механургического стола и выполненному с возможностью возвращения ложа в исходное горизонтальное положение и прекращения постуральных воздействий.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии и профессиональным заболеваниям, и может использоваться для прогнозирования возникновения артериальной гипертензии у работников химических производств.
Изобретение относится к медицине, в частности к способам оценки перманентного анализа функциональной активности пациентов. Определяют средне-суточное расстояние, совершенное пациентом до оперативного вмешательства и после, включающее анализ количества шагов совершенных пациентом, расстояние рассчитывают посредствам анализа количества совершенных шагов и средней длинны шага, при этом длина шага рассчитывается при помощи ихнометрического исследования.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для дифференцированного отбора пациентов с сахарным диабетом на проведение плановой операции тотального эндопротезирования тазобедренного и/или коленного сустава.
Изобретение относится к области медицины, а именно к хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, к способу предоперационного планирования ортогнатической операции у пациентов с врожденными аномалиями челюстей, и может быть использовано в условиях челюстно-лицевого, стоматологического отделения, а также других лечебных заведений.
Изобретение относится к области медицины, в частности морской медицины, может быть использовано для определения устойчивости человека к действию высоких парциальных давлений азота. Проводят корректурную пробу с кольцами Ландольта под наблюдением медицинского работника в барокамере при нормальном давлении и при избыточном давлении 7 кгс/см2. При этом на бланке корректурной пробы с кольцами Ландольта располагают 1020 колец - по 30 колец в строке, каждое кольцо имеет разрыв в одном из четырех направлений, например, при ориентации на циферблат часов, разрыв могут располагать в направлении 1, 3, 7, 9 часов. При выполнении пробы испытуемый должен распознавать и зачеркивать только кольца с заданными положениями разрыва: на 3 и 7 часа. Далее рассчитывают скорость переработки информации в зрительном анализаторе по заявленной формуле. Затем корректурную пробу с кольцами Ландольта проводят в условиях избыточного давления воздуха, равного 7,0 кгс/см2, в барокамере под наблюдением медицинского работника, но уже с другим сочетанием колец с разрывами на 1 и 9 часов. Рассчитывают скорость переработки информации в зрительном анализаторе при избыточном давлении по заявленной формуле. После чего вычисляют показатель ΔА - степень изменения скорости переработки информации, %. По показателю ΔА определяют устойчивость человека к действию высоких парциальных давлений азота, УДА. При значении УДА менее 0,265 испытуемого относят к неустойчивым, а при значении УВ 0,265 и более испытуемого относят к устойчивым к действию высоких парциальных давлений азота. 1 пр.

Изобретение относится к области биологии. Техническим результатом является разработка способа, обеспечивающего определение продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных. Способ заключается в определении временного интервала от момента подачи условного сигнала до начала первого перемещения животным одной из конечностей. При этом перемещение конечности фиксируют по изменению сопротивления электрической цепи, составными элементами которой являются участок токопроводящего пола стартового отсека испытательной камеры и тело мелкого лабораторного животного. Устройство для определения продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции мелких лабораторных животных включает испытательную камеру, разделенную на два равных отсека с переходным отверстием и оборудованную источником условного сигнала. При этом пол камеры представляет собой попарно соединенные электроды, на которые от источника питания подается напряжение ниже порога чувствительности животного. Электроды подключены к датчику измерения сопротивления электрической цепи, фиксирующему начало движения испытуемого биообъекта после подачи условного сигнала. В состав устройства также входит блок регистрации продолжительности латентного периода реакции, выполненный в виде электронного секундомера. Запуск секундомера производится одновременно с подачей условного сигнала, а остановка с фиксацией продолжительности латентного периода условнорефлекторной реакции по первому сигналу с датчика измерения сопротивления. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх