Способ исследования кинезодинамики и поведения подопытных животных


 


Владельцы патента RU 2520155:

Каркищенко Николай Николаевич (RU)
Каркищенко Владислав Николаевич (RU)

Изобретение относится к биомедицине, в частности к исследованию выносливости и поведения подопытных животных, и может быть использовано при разработке и исследовании новых медицинских средств. Для этого предложено проводить изучение кинезодинамики и поведения подопытных животных. Для этого животное предварительно обучают целенаправленному плаванию, например поиску кормушки или убежища. Далее, в процессе эксперимента животное помещают в воду, в которой создают искусственное однонаправленное течение потока, предпочтительно ламинарное. Регулируют скорость течения и температуру воды, а также давление воздуха над потоком. При этом регистрацию движения животного осуществляют с помощью бесконтактных средств, а физического состояния - с помощью беспроводных средств и приспособлений. Способ обеспечивает получение в ускоренном режиме объективных данных о поведении и физическом состоянии, в т.ч. физической выносливости животного, за счет помещения животного в экстремальные условия существования и принуждения к нерефлекторному поведению без физического побудительного воздействия. 1 ил., 1 пр., 6 табл.

 

Изобретение относится к области биомедицины, а точнее к исследованию поведения подопытных животных, а конкретно сухопутных, и может быть использовано в качестве инструмента по определению физической выносливости подопытных животных при разработке и исследовании новых медицинских средств, в том числе лекарств и пищевых продуктов и химических соединений для специфического воздействия на функции организма.

Известен способ исследования поведения и в том числе кинезодинамики животных, при котором последних помещают в изолированную среду (клетку) с гироскопическим полом. При этом регистрируют беспринудительное движение и перемещение животного в указанной клетке, получая таким образом необходимую информацию [1].

Недостатком указанного способа является то, что он обеспечивает получение информации в пассивном режиме, не зависящем от исследователя. При этом получают минимум информации, практически только о поведении животного, а такие характеристики или целевые данные, как выносливость, физическое состояние субъекта исследования, остаются за пределами определяемых. К тому же процесс получения необходимых, или точнее доступных, данных существенно растянут во времени.

Наиболее близким к заявляемому объекту по своей сущности и достигаемому техническому результату является способ определения выносливости подопытных животных, при котором последних принуждают к бегу по тредбану под воздействием электростимуляции [2].

Недостатком указанного способа является, во-первых, принудительное побуждение (болевое воздействие электростимуляцией), а во-вторых, вероятность «непослушания» субъекта исследования, что, безусловно, сказывается на корректности и полноте результатов исследования.

Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является получение в ускоренном режиме корректных и объективных данных о поведении и физическом состоянии, в том числе физической выносливости животного за счет помещения животного в экстремальные условия существования и принуждения к нерефлекторному поведению без физического побудительного воздействия.

Поставленный технический результат достигается тем, что животное помещают в воду, в воде создают искусственное однонаправленное течение потока, предпочтительно ламинарное, регулируют скорость течения и температуру воды, а также регулируют давление воздуха над потоком, и при этом детектирование, контроль и регистрацию движения и перемещения животного осуществляют с помощью бесконтактных средств, а детектирование, контроль и регистрацию физического состояния животного осуществляют с помощью беспроводных средств и приспособлений.

Авторами найдено неожиданное решение - активное поведение животного и в т.ч. активная кинезодинамика будут проявляться у животного в экстремальных условиях его существования, т.е., например, для сухопутного животного таковые условия могут возникнуть только при помещении указанного животного в неестественную для него среду, а таковой средой в рассматриваемом случае является вода. Далее, наиболее энергозатратной, по мнению авторов, работой организма является именно плавание, поскольку при этом расходуются как мышечная энергия, так и энергия на поддержание температуры тела (это, естественно, относится к теплокровным животным).

В силу вышеизложенного авторы предлагают исследовать кинезодинамику, выносливость и общее поведение подопытных животных в процессе целенаправленного, а не хаотичного (для удержания на поверхности воды) плавания, особенно это актуально при исследовании воздействия на животных различных препаратов.

Понятно и объяснимо, что в процессе плавания человек сознательно выбирает направление и конечную цель плавания. У подопытного животного, насильственно помещенного в воду, нет иной мотивации к плаванию, кроме инстинкта самосохранения, и направление плавания и цель его у такого животного одна - по кратчайшему пути к ближайшему «берегу», т.е. стенке водоема (бассейна). "Правильное" направление движения у подопытных животных может быть выработано соответствующими тренировками - плыть к определенному ориентиру. Например, в конце маршрута помещать приманку. Это может быть плавучее устройство типа спасательного плотика, которое можно в процессе тренировки (или обучения) передвигать все ближе к концу маршрута, или же устройство, имитирующее норку, например типа скворечника и др. схожие по функциональным признакам устройства или приспособления.

Бесконтактными средствами детектирования, контроля и регистрации поведения и кинезодинамики подопытного животного могут быть градуировочные шкалы, относительно которых можно отмечать перемещение животного, а также датчики перемещения и видеокамеры сопровождения.

Указанные средства позволят обеспечить корректную регистрирацию кинезодинамики, в частности скорости перемещения и продолжительности плавания подопытного животного.

Беспроводными средствами контроля физического состояния подопытного животного могут быть прикрепляемые к животному датчики температуры, частоты дыхания, работы сердца (кардиограмма) и др. средства для детектирования соответствующей функции организма.

Для лучшего понимания изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером его конкретного осуществления.

Пример

Для реализации заявляемого технического решения был изготовлен бассейн (см. з-ку 2012154317 того же заявителя). [В качестве прототипа устройства, реализующего заявляемое техническое решение, была выбрана заявка Японии 2002161845. Е04Н 1/00, 2002], оборудованный насосом переменной производительности («Grundfos UP») для создания искусственного однонаправленного ламинарного потока воды, средствами изменения температуры воды (нагреватель «Stiebel Eltron» и водоохладитель «DKS150/250»), а также датчиками перемещения («DLH-А») и видеокамерой слежения (интеллектуальная видеокамера «FineDome»). Кроме того, бассейн был выполнен с возможностью герметизации его и регулирования давления воздуха (см. Фиг.1). Рабочая длина канала 0,9 м.

Исследование кинезогидродинамических характеристик подопытных животных (лабораторные крысы WAG/GY обоих полов), группа из 30 голов.

Лабораторных крыс содержат в конвенциональных условиях, в вентилируемых клетках «RAIR lsosystem», кормят гранулированным комбикормом фирмы «Лабораторкорм» ad libitum. Поение также ad libitum.

Дополнительно к этому еженедельно им выдают белково-витаминную подкормку, в состав которой входит сухое молоко, овсянка, витамины A, E, D в масле.

Животных делят на две равные группы - тестовую и контрольную.

Предварительно в течение трех дней проводят обучение крыс целенаправленному плаванию - поиску домика-кормушки (или приманки - устройства, имитирующего норку), а также проводят сравнительные исследования плавания с грузом (свинцовый груз, равный 7% от массы тела, на резиновом кольце, прикрепляемый к корню хвоста). Результаты теста принудительного ориентированного плавания контрольной группы крыс в неподвижной воде (+24°C) представлены в Таблице 1.

Таблица 1
Количество животных, гол. Дни заплыва после обучения Длительность плавания, сек
Без груза С грузом
15 2 10,6±3,1 12,4±2,4
15 4 11,5±2,8 13,0±2,8
15 6 12,1±3,4 13,5±2,6

Результаты принудительного ориентированного плавания тестовой группы крыс в неподвижной воде (+24°C) после инъекции морфина (12 мкг/гол.) представлены в Таблице 2.

Таблица 2
Количество животных, гол. Дни заплыва после обучения Длительность плавания, сек
Без груза С грузом
15 2 9,4±2,3 10,7±2,1
15 4 10,1±1,4 11,9±1,5
15 6 10,8±1,8 12,9±2,2

Б. Плавание животных во встречном потоке воды.

Параметры потока воды: скорость 0,5 м/сек, температура воды +24°C. Давление воздуха изменяют в пределах 1,0-0,4 атм.

Подопытное животное помещают в чашу гидроканала у торца и отслеживают скорость движения подопытного животного по направлению к домику-приманке. При необходимости отслеживают и фиксируют перемещение подопытного животного видеокамерой сопровождения. Когда животное достигает домика-приманки, срабатывает датчик и прокачка воды прекращается. Подопытное животное извлекают из домика-приманки.

Результаты принудительного ориентированного плавания в потоке воды контрольной группы крыс представлены в Таблице 3.

Таблица 3
Количество животных, гол. Дни заплыва после обучения Длительность плавания, сек
Без груза С грузом
15 2 70±2 83±4
15 4 75±3 87±3
15 6 78±2 92±2

Далее, каждой крысе тестовой группы вводят морфин в количестве 12 мкг/гол.

Результаты испытаний тестовой группы крыс в потоке воды представлены в Таблице 4.

Таблица 4
Количество животных, гол. Дни заплыва после обучения Длительность плавания, сек
Без груза С грузом
15 2 57±2 67±4
15 4 65±3 77±3
15 6 69±2 81±2

Давление воздуха в испытательной среде снижают до 0,45 атм.

Результаты принудительного ориентированного плавания в потоке воды контрольной группы крыс при 0,45 атм представлены в Таблице 5.

Таблица 5
Количество животных, гол. Дни заплыва после обучения Длительность плавания, сек
Без груза С грузом
15 2 93±2 116±4
15 4 106±3 123±2
15 6 115±2 132±4

Далее, каждой крысе тестовой группы вводят морфин в количестве 12 мкг/гол.

Результаты испытаний тестовой группы крыс в потоке воды при 0,45 атм представлены в Таблице 6.

Таблица 6
Количество животных, гол. Дни заплыва после обучения Длительность плавания, сек
Без груза С грузом
15 2 53±2 69±3
15 4 61±3 79±1
15 6 66±2 85±3

Как видно из приведенных примеров, заявляемое изобретение позволяет получить через определение кинезодинамических характеристик, в частности физической выносливости подопытных животных, исчерпывающую информацию о действии на подопытных животных различных препаратов, лекарственных средств, биостимуляторов, пищевых добавок и т.п. веществ.

Источники информации

1. Найдено в Интернете - http://www.vivariy.com/product.php?pid=35, 13.11.2012.

2. Найдено в Интернете - http://www.vivariy.com/product.php?pid=35, 13.11.2012 - прототип.

3. Заявка Японии 2002161845, М.кл. E04H 1/00, 2002 г.

Способ исследования кинезодинамики и поведения сухопутных подопытных животных, включающий побуждение животного к движению и регистрацию движения и физического состояния животного, характеризующийся тем, что животное предварительно обучают целенаправленному плаванию, например поиску кормушки или убежища, и далее в процессе эксперимента помещают в воду, в воде создают искусственное однонаправленное течение потока, предпочтительно ламинарное, регулируют скорость течения и температуру воды, а также давление воздуха над потоком, и при этом регистрацию движения животного осуществляют с помощью бесконтактных, а физического состояния - беспроводных средств и приспособлений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к экспериментальной медицине. Устройство содержит стартовый и рабочие отсеки, оснащенные кормушками для подачи жидкой пищи.
Изобретение относится к экспериментальной фармакологии и хирургии и может быть использовано для коррекции ишемии скелетной мышцы. Для этого крысам с ишемией мышц голени, моделируемой на вторые сутки эксперимента, внутрижелудочно вводят ресвератрол в суточной дозе 2,0 мг/кг, каждые 46 часов первые 7 суток эксперимента.

Изобретение относится к области медицины и биологии, а именно к проктологии, и может быть использовано для создания модели энкопреза. За неделю до операции по созданию энкопреза животным выпаивают в сутки не менее 40 мл раствора папаверина - 1 мл 2%-ного раствора папаверина в 100 мл физиологического раствора.
Изобретение относится к области медицины и ветеринарии и предназначено для повышения устойчивости организма к острой гипоксии в эксперименте. В первый, третий и пятый день тренировки лабораторному животному вводят амтизол в дозе 25 мг/кг.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано как способ моделирования первичного склерозирующего холангита. Для этого крысе вводят пикрилсульфоновую кислоту в просвет проксимального отдела слепой кишки в дозе 0,07-0,15 мг/кг и в сигмовидную кишку в дозе 0,02-0,05 мг/кг.
Изобретение относится к экспериментальной медицине и касается разработки способов лечения невынашивания беременности и других заболеваний матки, связанных с несостоятельностью эндометрия.
Изобретение относится к судебной медицине и может быть использовано для определения давности наступления смерти по морфологическим изменениям гнилостно измененных спаек.
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и может быть использовано для коррекции ишемии в условиях редуцированного кровообращения.

Изобретение относится к экспериментальной медицине. Формируют сплошной свободный полнослойный кожный лоскут размером 1,5 см у крысы.
Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной фармакологии, и касается способов управляемого снижения агрегационной активности тромбоцитов in vitro.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам определения физиологических параметров. Устройство содержит датчик показаний кровяной переменной пациента, средство памяти хранения показаний в виде кривой по времени I, средства оценки для определения среднего значения по кривой и определения физиологического параметра с его использованием.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для измерения давления крови при помощи специально предназначенных для этого устройств. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для контроля состояния пострадавшего в медицине катастроф: на месте происшествия и при транспортировке пострадавшего.

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к способам функциональной неинвазивной диагностики кровеносных сосудов. .
Изобретение относится к области психологии и психофизиологии и может быть использовано в судопроизводстве, в подборе кадров, проведении скрининговых проверок и корпоративных расследований. Устройство содержит первую видеокамеру, установленную с обеспечением возможности съема видеоинформации с лица пациента, вторую видеокамеру, установленную с возможностью съема видеоинформации с ног пациента, третью видеокамеру, установленную с возможностью съема видеоинформации с тела пациента, высокочувствительный микрофон, устанавливаемый вблизи рта пациента. Видеокамеры и высокочувствительный микрофон подключены к электронному блоку через блоки значимых отличий. Электронный блок выполнен с возможностью анализа поступившей от блоков значимых отличий информации с вынесением суждения о ложности сообщаемой информации. Блок значимых отличий выполнен с возможностью проследить динамику изменения параметров невербального поведения пациента по заданному в устройстве алгоритму. Устройство позволяет повысить достоверность результатов исследования за счет повышения количества измеряемых параметров, а также исключения субъективизма в их анализе. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области медицинской и ветеринарной травматологии, хирургии и касается лечения различных травм кости, в частности переломов и трещин. Для этого фиксируют фрагменты поврежденной кости гипсовой повязкой или бинтом из полимерного материала. В зону перелома вводят водный раствор, содержащий 1-гидроксиэтилидендифосфоновую кислоту в количестве 1.80-2.06 г/л, хлорид кальция безводный в количестве 1.44-2.22 г/л, нитрат гадолиния(III) гексагидрат в количестве 0.30-0.40 г/л, хлорид диспрозия(III) гексагидрат в количестве 0.038-0.076 г/л, рН раствора 7.3-7.8. Указанное средство перед введением в зону перелома доводят до температуры 30-100°С, выдерживают при этой температуре в течение 1-48 час и затем охлаждают до комнатной температуры. Способ обеспечивает сокращение времени регенерации костной ткани в месте травмирования, в т.ч. за счет предварительного обеспечения оптимального термодинамического созревания кристаллитов, при малотоксичности раствора и его стабильности в условиях длительного хранения. 3 табл., 35 пр.
Изобретение относится к медицине, в частности к фармакологии и гепатологии, и касается терапии гепатитов, изучаемой в эксперименте. Для этого у лабораторных животных (крыс) моделируют вирусный гепатит с помощью D-галактозамина. Лечение гепатита проводят путем однократного перорального введения иммобилизированной гиалуронидазы в дозе 25 ЕД/кг. Введение осуществляют перед моделированием, либо одновременно с началом моделирования. Способ позволяет эффективно снижать тяжесть метаболических и морфологических нарушений печени при моделировании гепатита, идентичного вирусному гепатиту у человека, на фоне снижения ксенобиотической нагрузки на организм. 1 пр., 3 табл.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к моделированию воспаления в околоносовых пазухах при хроническом табакокурении. Для этого помещают крыс в ингаляционную камеру, в которую подают табачный дым, содержащий 98 мг/м угарного газа. Используют сигареты с содержанием смолы 11 мг и никотина 0,8 мг. Табачный дым подают со скоростью 1 сигарета в течение 8-10 минут в течение 1,5 часов ежедневно на протяжении 6 месяцев. Способ обеспечивает адекватное воспроизведение процессов воспаления при хроническом воздействии табачного дыма, что позволяет изучать вопросы патогенеза, контроля воспаления, использования методов коррекции, включая медикаментозные, при уменьшении стоимости обеспечения самой модели и снижении трудоемкости ее воспроизведения. 2 ил., 1 табл.,1 пр.

Изобретение относится к медицинской вычислительной технике. Технический результат - повышение эффективности оценки действий обучаемого трансфеморальной аортографии. Способ оценки правильности действий обучаемого трансфеморальной аортографии реализуется с использованием виртуального компьютерного тренажера, при этом, со специализированного периферийного устройства для имитации действий инструментами поступают управляющие сигналы в комплекс специализированного программного обеспечения для управления компьютерной операционной сценой; в составе этого комплекса блок моделирования объектов компьютерной операционной сцены на основании математических моделей создает компьютерную операционную сцену; информация о событиях, произошедших с компьютерной операционной сценой, передается в блок регистрации событий в ходе симуляции операции, который осуществляет регистрацию действий обучаемого и/или изменений состояния операционной сцены с необходимыми наборами параметров; из блока регистрации событий в ходе симуляции операции информация передается в блок оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий, который обрабатывает зарегистрированные события, применяя к ним формализованные критерии значимости и правильности выполненных действий; из блока оперативной оценки значимости и правильности выполняемых действий совокупность оценок действий обучаемого по завершении моделирования операции передается в блок итоговой оценки действий. 1 ил.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и предназначено для моделирования укушенной раны на млекопитающих в эксперименте. Для этого предлагается устройство, которое включает две ручки с браншами, на рабочих поверхностях которых выполнен ряд зубцов с заостренной вершиной и расширенным основанием. Зубцы размещены по полуокружности на передней рабочей поверхности и у краев бранш. Вершины передних зубцов верхней бранши при смыкании расположены кпереди вершины зубцов нижней бранши. Вершины боковых зубцов верхней бранши входят в просвет между вершинами боковых зубцов нижней бранши. В каждой бранше между рядами зубцов выполнено продольное окно с мерными делениями у его наибольшего края, а за последним зубцом выполнена выемка, обеспечивающая просвет между беззубцовыми поверхностями бранш при их сведении. Предпочтительно между ручками размещена пластинчатая пружина, удерживающая ручки в разведенном положении с возможностью их сведения до смыкания зубцов верхней и нижней бранш. Пластинчатая пружина одним концом прикреплена к внутренней поверхности конца верхней ручки, а другой конец пружины размещен на внутренней поверхности средней части нижней ручки с возможностью продольного скольжения по ней. Изобретение обеспечивает однообразие моделирования укушенной раны во всех группах экспериментов за счет повышения точности локализации нанесения, формы, размера и характера множественной раны, что повышает в т.ч. качество сравнительного анализа результатов различных способов лечения ран. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх