179358. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés állatkisérletek automatizált végrehajtásához
3 romszámú (G01D21/00, 1974.) angol szabadalom kísérleti állatok aktivitásának — mozgékonyságának - meghatározására való, de csupán az állat mozgásának induktív úton történő irány szerinti érzékelésére korlátozódik. A 4 030 485 lajstromszámú (A61B5/02, 1977.) USA szabadalom szisztolés vérnyomás folyamatos regisztrálására alkalmas eljárás és berendezés fényjelek fölhasználásával. Az 1 227 258 lajstromszámú (H03K17/00, 1971.) angol szabadalom ketrec és hozzá tartozó elektronika kísérleti állatok viselkedésének regisztrálására, az alkalmazott módszer azonban nem alkalmas az általunk kitűzött cél elérésére. A Journal of Applied Phisiology 25/1968/6. számúban D.A. Dowd és D. R. Jones által közölt „A method for recording baby rat systolic blood pressures” című cikk a vérnyomás mérésére alkalmas optikai jelátalakítót ismerteti. A Scientific American számának 128. oldalán „How to build and Work with a Skiner box for the trainnig of small animals” címmel közölt cikk föltételes reflex kialakító készüléket ismertet, de az adatok automatizált regisztrálása és földolgozása nélkül. Az elmondottakból következik, hogy jelentős érdek fűződik ahhoz, hogy ezeket az állatkísérleteket a lehető legnagyobb mértékben automatizálva lehessen végrehajtani, ugyanakkor azonban az automatizálás kellően rugalmas legyen. Ez utóbbi követelmény azt jelenti, hogy pl. a kísérleti adatok földolgozását szükség szerint más-más szempontok szerint lehessen végrehajtani, a kísérleti állatoknak az ingerekre adott válaszai közül más-más értékelhető válaszokat kell az adatföldolgozásba bevonni, lehetőleg a berendezés átalakítása nélkül. A találmány célja olyan elrendezés, amellyel az állatkísérletek maximálisan automatizálhatok, a kísérletek programja szükség szerint módosítható és a kísérlet eredményei jól értékelhető formában földolgozva és rögzítve állnak rendelkezésre. A találmány alapja az a fölismerés, hogy a korszerű mikroprocesszorok cserélhető PROM (programable read only-memory) vagy EPROM (erasable programable read-only-memory) memóriákkal és az adatok tárolására alkalmas RAM (random access memory) memóriákkal kombinálva olyan mikroszámítógép kialakítására nyújtanak lehetőséget, amely az önmagukban ismert, kísérleti állatokat tartalmazó egységgel (ketrec) és az adatföldolgozási technikában használatos adatrögzítő készülékekkel együtt nagymértékben automatizált állatkísérletek olcsó végrehajtására alkalmas. Ennek megfelelően a találmány elrendezés állatkísérletek automatizált végrehajtásához, amelynek 1 adatföldolgozó és vezérlő egysége, 2 vezérlő-, adat- és címsínje, 3 programtároló egysége, 4 adattára, 5 komplex inger előállító egysége, 6 kísérleti állatokat tartalmazó egysége, 7 illesztő egysége és 8 eredményrögzítő egysége van. A találmány abban van, hogy az 1 adatföldolgozó és vezérlő egység, a 3 programtároló egység, a 4 adattér és a 7 illesztő egység ki- és bemenete és az 5 komplex inger előállító egység bemenete a 2 vezérlő-, adat- és címsínhez csatlakozik, az 5 komplex inger előállító egység inger kimenetei és a 7 illesztő egység válasz információkat fölvevő bemenetel pedig a 6 kísérleti állatokat tartalmazó egységben elhelyezett állatokkal közvetlen kapcsolatban vannak. A találmányt rajz alapján ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti elrendezés vázlata. A találmány egy példakénti kiviteli alakja lehet az ún. osztott ketreces föltételes reflex kondicionáló berendezés. Ebben a 6 kísérleti állatokat tartalmazó egység dyan középen válaszfallal kettéosztott zárt ketrecekből áll, amelyben ketrecenként -«ly-egy kíséáeti állatot, általában patkányt helyeznek el. A válaszfalon búvónyílás van kialakítva, amelyen az állat szabadon átmehet a ketrec egyik feléből a másikba. A ketrec előlapja az állat behelyezése céljából nyitható és a vizuális megfigyelés lehetővé tétele céljából átlátszó. Mindkét ketrecfél hátsó falába egy-egy lámpa van beépítve, amelyek fényinger előállítására alkalmasak. A ketrec padlója egymástól és a ketrec falától elszigetelt fémpálcákból van kialakítva, amelyeken keresztül az állat áramütést kaphat. A búvónyüásba beépített, megfelelően kialakított fénysorompó segítségével a berendezés érzékeli és nyilvántartja, hogy az állat éppen melyik ketrecfélben tartózkodik. Ezzel a berendezéssel a leggyakrabban a következő módon hajtják végre az állatkísérletet. A kísérlet előre meghatározott számú, például 100 ciklusból, minden egyes ciklus három részciklusból áll. Az első részciklus a pihentetés, amelynek ideje alatt az állat sem fényingert, sem áramütést nem kap. A második részdklus a föltételes ingerhatás, ennek ideje alatt abban a ketrecfélben, amelyben az állat éppen tartózkodik, a fényingert adó lámpa világít. A harmadik részdklus a föltétien ingerhatás, ennek ideje alatt az állat a padlót alkotó fémpálcákon keresztül áramütést kap. Az egyes részciklusok időtartamát a kísérlet megkezdése előtt beprogramozzák. Az első részdklus alatt az állat bármelyik ketrecfélben tartózkodhat vagy egy vagy több alkalommal átmehet egyik ketrecfélbői a másikba. Ezeket az átmeneteket nevezik interszignálos reakcióknak. A berendezés a fénysorompó útján állandóan érzékeli az állat tartózkodási helyét és egyúttal számlálja az interszignálos reakciók számát, ez azonban az első részdklus időtartamát nem befolyásolja. Az első részdklus beállított időtartamának leteltével kezdődik a második részdklus. Ekkor abban a ketrecfélben, amelyben az állat tartózkodik, kigyullad a fényingert adó lámpa és mindaddig világít, amíg az állat ebben a ketrecfélben tartózkodik, de legföljebb a második részdklusra előre beprogramozott időtartamig. Ha az állat a második részciklus alatt átmegy a másik ketrecfélbe, a lámpa elalszik, a teljes dklus félbeszakad és a másik ketrecfélben új cildus kezdődik ismét az első részdklussal. Ha az állat a második részdklus alatt nem megy át a másik ketrecfélbe, akkor a második részdklusra beprogramozott idő leteltével megkezdődik a harmadik részdklus. Az áramütés hatására az állat menekülésbe kezd és eközben nagy valószínűséggel - de nem mindig - átmegy a másik ketrecfélbe. Ha ez bekövetkezik, akkor a harmadik részdklus, flletve a teljes dklus félbeszakad és a másik ketrecfélben új 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 65 2
