Автоматизированная установка для изучения инструментального поведения животного

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)5 А 01 К 1/О Е ПАТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕН ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ ОПИСАНИЕ ИЗОБ 1(71) Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П.К.Анохина (72) В.С.Варлаков, А.П.Щербина, А.В.Швадченко, А.В.Котов и А.С.Лебедев(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ПОВЕДЕНИЯ ЖИВОТНОГО(57) Использование: в изучении высшей нервной деятельности животных, в частности в устройствах для изучения сложйых форм целенаправленного поведения животных. Сущность изобретения:. установка имеет камеру, выполненную в виде трех отсеков, разделенных между собой перегородками. В первой из них выполнено дистанционно перекрываемое отверстие. Между перегородками во втором отсеке установлен тредбан, поверхность которого расположена относительно пола первого отсека на высоИзобретение относится к областям физиологии высшей нервной деятельности, фармакологии, зоопсихологии и в частности к изучению сложных форм целенаправленного поведения.Целью изобретения является детализация оценки процесса инструментального действия и постадийного целостного поведенческого акта, увеличение форм изучения целенаправленного поведения, а также расширение функциональных возможностей установки за счет максимального приближения условий изучения к естественной среде обитания животного,1813382 А 1 те, равной росту животного, Во второй перегородке выполнен прозрачный экран, снабженный средством для его перемещения в горизонтальной плоскости, средство инструментального воздействия, установленное в третьем отсеке, выполнено в виде горизонтально расположенного диска с возможностью свободно-принудительного вращения вокруг своей оси, в одном иэ сегментов которого выполнено отверстие для размещения кормушки. Под диском установлен узел ограничения его перемещения, При этом диск установлен так, что его рабочая поверхность находится на высоте выше поля зрения животного, перемещающегося по тредбану. Средства стимуляции выполнены в виде стойки, расположенной за диском по центру третьего отсека, и световода, закрепленного на кормушке, Выходы программного управления подключены к дверце, ктредбану, к узлу ограничения перемещения диска, к приводу перемещения диска, к средству перемещения экрана и к средству дистанционной подачи корма. 1 ил. На чертеже изображена установка для изучения инструментального поведения животного,Установка для изучения сложного инструментального поведения животного содержит камеру 1, выполненную в виде трех. отсеков 2, 3, 4, которые разделены между собой перегородками 5, 6. На первой перегородке 5 установлена дверца 7 для создания дистанционно перекрываемого отверстия. Между перегородками 5, 6 во втором отсеке 3 установлен тредбан 8. Во второй перегородке 6 выполнен прозрачный экран 9, снабженный средством 10 дляего перемещения в горизонтальной плоскости, Средство инструментального воздействия 11 установлено в третьем отсеке 4 и выполнено в виде горизонтально расположенного "манипуляторного" диска, снабжен ного приводом 12 для обеспечения свободно-принудительного вращения вокруг своей оси манипуляторного диска 11. В одном из сегментов диска 11 выполнено отверстие 13, в котором размещена кормушка.14. Под "0 диском 11 установлен узел 15 ограничения его перемещения. Средства стимуляции выполнены в виде стойки-ориентира 16, расположенной за диском 11 по центру третьего отсека 4, и светодиода 17, закрепленного на 15 кормушке 14, система 18 подачи корма, датчики 19, блок 20 сопряжения, электронно-вычислительная машина 21.Установка работает следующим образом. 20Перед началом эксперимента с по-. мощью привода вращательного движения 12 манипуляторный диск 11 устанавливают таким образом, что кормушка 14 и расположенный на ней светящийся светодиод 17 25 смещаются влево или вправо на заданный угол относительно стойки-ориентира 16, после чего привод 12 отключают, Затем включают узел 15 ограйичения перемещения диска 11, чтобы вызвать остановку диска 11 30 в случае ошибки животного. После этого включают средство 10 перемещения прозрачного экрана 9 в горизонтальной плоскости и устанавливают экран 9 таким образом, чтобы часть диска 11 оставалась свободной 35 для действия животного в рабочей зоне,В первом отсеке камеры 1 помещают животное, которое, перемещаясь по первому отсеку 2, находит и открывает дверцу 7, дистанционно перекрывающую отверстие, 40 и переходит на тредбан 8, при этом он неподвижен, Животное проходит второй отсек 3 и, встав на задние конечности около части диска, свободной для "манипулирования", используя средства стимуляции, определя ют местоположение. кормушки 14 по местоположению светодиода 17. относительно стойки-ориентира 16, расположенной за диском 11. После этого начинает "манипулировать" краем манипуляторного диска 11, 50 перемещая по направлению к себе источник подкрепления - кормушку 14, В процессе инструментальной деятельности животное определяет характер и направление перемещения кормушки 14 и светодиода 17 и в 55 соответствйи с этим осуществляет коррекцию собственной деятельности.Если животное правильно решает предъявляемую задачу и манипулируя краем диска 11 перемещает кормушку 14 в зону достигаемости (рабочая зона), то оно имеетвозможность достичь дна кормушки и с помощью системы 18 дозированной подачикорма получить порцию жидкой пищи.После того как животное съест порциюжидкого корма, включают средство 10 дляперемещения прозрачного экрана 9 в горизонтальной плоскости и отодвигают животное из рабочей эоны на тредбан 8. Затемвключают тредбан и животное из второгоотсека камеры перемещают в первый отсек.После этого установка вновь приводится врабочее состояние в описанной ранее последовательности, Тредбан 8 останавливают, открывают дверцу 7 дистанционноперекрываемого отверстия, и животноеимеет воэможность осуществлять решениеследующей задачи.В том случае, если животное ошибаетсяи манипулируя краем диска 11 направляеткормушку 14 не в заданном направлении, тодиск 11 после прохождения пути в 90 останавливается узлом ограничения его перемещения 15, животное отодвигается прозрачнымэкраном 9 из рабочей зоны, а затем с помощьютредбана 8 в первый отсек 2, Устройствовновь приводятв рабочее состояние,Управление работой установки осуще-.ствляется автоматически, для этого в пер-.вом. втером и третьем отсеках камеры 1установлены датчики 19, которые непрерывно воспринимают информацию о перемещениях и действиях животного в процессеисследования. Полученная датчиками 19 информация передается в блок 20 сопряжения,где кодируется и передается для обработки ихранения в электронно-вычислительную машину 21. По специальной программе ЭВМ 21на основе полученной информации о поведении животного выдает сигналы управленияисполнительным органам установки, а именно дверце 7, тредбану 8, приводу 12 диска 11,средству 10 перемещения экрана 9, узлу 15ограничения перемещения диска 11, системе18 подачи корма,Изобретение обладает следующимипреимуществами.Поскольку инструментальное действиеживотного в условиях предлагаемой установки в значительной степени развернутово времени, то становится возможным детальное изучение процесса манипулирования и регулирующих его механизмов.Наличие в камере трех отсеков позволяетдетально анализировать все этапы реализации сложного инструментального поведенческого акта, что значительно повышаетточность оценки поведения животного.Предлагаемая установка позволяет изучать и оценивать широкий спектр как простык, так и сложных форм целенаправленного поведения животных,Заявляемая установка обеспечивает животному возможность саморегулировать 5 собственную деятельность по принципу обратной связи, осуществляя при этом постоянную динамическую коррекцию поведения на всех этапах реализации сложного инструментального акта, 10Сложный инструментальный акт - манипулирование диском с помощью передних конечностей животные осваивают значительно быстрее, чем классические (дискретные) инструментальные действия, Это 15 объясняется тем, что подтаскивание корма с помощью передних лап из недоступной зоны в зону досягаемости обычные, этологически значимые для животного действия.Формула изобретения 20 Автоматизированная установка для изучения инструментального поведения животного, содержащая камеру с прозрачными стенками, в которой установлены кормушка, снабженная средством для 25 дистанционной подачи корма, средство стимуляции поведения животного и средство его инструментального воздействия, блок программного управления средствами стимуляции и инструментального воздействия, 30 а также да.гчики, сопряженные с блоком автоматической регистрации, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью детализации оцЕнки процесса инструментального действия животного и постадийного изучения целостного поведенческого акта, увеличения форм изучения целенаправленного поведения, а также расширения функциональных возможностей установки путем максимального приближения условий изучения к естественной среде обитания животного, камера выполнена в виде трех отсеков, разделенных между собой перегородками, первая из которых снабжена дверцей, а во второй выполнен прозрачный экран, снабженный средством его горизонтального перемещения при этом во втором отсеке установлен третбан, рабочая поверхность которого расположена выше пола первого отсека, а в третьем - средство инструментального воздействия, выполненное в виде снабженного приводом, горизонтально расположенного выше поля зрения, перемещающегосяпо третбану животного диска, на котором закреплена кормушка, установленного с возможностью вращения и снабженного расположенным под ним узлом ограничения вращения, причем средство стимуляции поведения животного выполнено в виде стойки, установленной за диском, и светодиода, закрепленного на кормушке, а выходы блока программного управления подключены к дверце, третбану, узлу ограничени перемещения дискаприводу диска и.средствам перемещения экрана и дистанционной подачи корма