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Patent Searching and Data


Title:
OPERATING CONDITIONING AND INSTRUMENTAL LEARNING BOX FOR RABBITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/037601
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an operating conditioning and instrumental learning box for rabbits. It enables the simultaneous recording of the brain activity and study of the behaviour and learning of the rabbit. At least one of the walls of the box (1) is transparent in order to allow the observation of the animal and the box contains a lever (2) on one of the walls and a feeding tub (4) on the opposite wall, said feeding tub being connected to a food dispenser (3) arranged outside the box (1). It can also comprise a lamp (9) for emitting a light signal, and a loudspeaker (10) for emitting a sound signal.

Inventors:
LEAL CAMPANARIO ROCIO (ES)
GRUART I MASSO AGNES (ES)
DELGADO GARCIA JOSE MARIA (ES)
SANTOS NAHARRO JOSE ANTONIO (ES)
Application Number:
ES2013/070620
Publication Date:
March 13, 2014
Filing Date:
September 04, 2013
Export Citation:
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Assignee:
UNIV PABLO DE OLAVIDE (ES)
International Classes:
A01K15/00; A01K15/02; A01K1/03
Foreign References:
US3727740A1973-04-17
JPS62222105A1987-09-30
US0451163A1891-04-28
Attorney, Agent or Firm:
TEMIÑO CENICEROS, Ignacio (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1 - Caja de condicionamiento operante y aprendizaje instrumental para conejos que permite el registro simultáneo de la actividad cerebral y el estudio del comportamiento y aprendizaje del conejo que tiene al menos una de sus paredes laterales transparente y que está caracterizada por que comprende una palanca (2) en una de las paredes laterales de la caja y un dispensador de comida (3) unido a un comedero (4) en la pared lateral opuesta, la caja (1 ) comprende también un panel de control (5) conectado al menos a la palanca (2), ai dispensador de comida (3) y a un sistema informático (8) con medios de procesamiento de datos, comprendiendo el dispensador de comida (3) al menos tres discos (7) sobrepuestos en cada uno de los cuales se aloja una pluralidad de peilets (8) y estando conectado ai panel de control (5) que detecta que se ha accionado la palanca (2) y activa el dispensador de comida (3) permitiendo que caiga un pellet (8) ai comedero (4) al mismo tiempo que ios peilets restantes bajan desde los discos (7) superiores a los discos inferiores,

2- Caja según la reivindicación 1 en la que la palanca (2) comprende un muelle de recuperación.

3- Caja según la reivindicación 1 en la que la palanca (2) y el panel de control (5) están conectados a través de un sistema opto-acoplado que detecta un corte en un haz de luz infrarroja al moverse la palanca (2) y este sistema opto-acoplado genera un pulso que envía al panel de control (5) que la palanca (2) se ha pulsado.

4- Caja según la reivindicación 1 en la que el dispensador de comida (3) se acciona de forma manual.

5- Caja según la reivindicación 1 que comprende una lámpara (9), colocada en la pared lateral de la caja (1 ) en la que está la palanca (2), que permite la activación de una señal luminosa. 6- Caja según la reivindicación 1 que comprende un altavoz (10), colocado en la pared lateral de la caja (1 ) en la que está la palanca (2) que permite la activación de una señal sonora,

7- Caja según la reivindicación 1 que compre unos módulos de comunicación que son un primer módulo (1 1 ) a través del que se instalan los módulos asociados a la caja (1 ) y a través de este primer módulo se realiza la comunicación del software del sistema informático (6) con la caja o cajas, un segundo módulo (12) a través del que se conecta el panel de control (5) y cuya función principal es emitir señales a la caja y recibir información de la misma, y un tercer módulo (13) que consta de dos tarjetas siendo una diseñada para instalarla en el sistema informático (6) y la otra para instalarla en el segundo módulo para controlar cada caja.

Description:
CAJA DE CONDICIONAMIENTO OPERANTE Y APRENDIZAJE INSTRU ENTAL

PARA CONEJOS

La presente invención se enmarca dentro del campo de la técnica de los dispositivos adaptados a la investigación con animales de laboratorio para el estudio del aprendizaje y de la actividad cerebral de dichos animales,

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR Las jaulas de Skinner para el estudio del comportamiento animal son ya conocidas y permiten el análisis del comportamiento y el estudio del aprendizaje. La jaula de Skinner clásica permite enseñar al animal experimental la ejecución de determinadas acciones. Estas cajas permiten la colocación del animal a estudio, que pueden ser múridos roedores, palomas, antropoides no humanos, etc. Otra posibilidad es coartar los movimientos del animal para conseguir una atención focalizada o posturas determinadas.

Sin embargo, no existe nada parecido que permita estudiar el comportamiento de ios consejos ya que por su peso, tamaño y su propia fisiología y etoiogía necesita de ciertas condiciones adaptadas a su especie. De esta forma se crea la necesidad de desarrollar un dispositivo que permita el estudio de la actividad cerebral y del comportamiento y aprendizaje que pudiera ser empleada con conejos que hasta la fecha no se han podido utilizar como sujetos experimentales para la investigación de un aprendizaje instrumental en libre movimiento,

Así pues, hasta el momento no se conocen del estado de la técnica cajas de condicionamiento operante que permitan el trabajo con conejos que sin embargo es una especie muy útil para la realización de investigaciones fisiológicas, farmacológicas y comportamentales.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

i La presente invención propone una caja para el estudio del condicionamiento operante y del aprendizaje instrumental para conejos. Permite el estudio del animal con libertad de movimientos y en condiciones fisiológicas de forma simultánea. La caja de la invención se controla mediante programas informáticos que se manejan desde un sistema informático conectado a la caja que permiten cambiar de manera flexible la presentación de diferentes estímulos y el planteamiento de los experimentos, conocido como paradigmas de condicionamiento. El diseño de la caja permite así mismo estimular distintas regiones cerebrales mientras el animal está realizando una tarea de aprendizaje instrumental.

La clave de la invención es que permite el trabajo con conejos y permite el registro simultáneo de la actividad cerebral y el estudio del comportamiento y aprendizaje de dicho sujeto experimental. Se presenta una caja con cuatro paredes laterales donde ai menos una de ellas es transparente de forma que se puede visualizar ai animal en todo momento. El techo de la caja tiene practicada una abertura que permite introducir por ella unos cables de estimulación y registro de la actividad cerebral para conectar ai animal con el aparataje situado externamente a la caja. En el interior de dicha caja se tiene una palanca en una de las paredes laterales, y un comedero en la pared lateral contraria. El comedero está unido a un dispensador de comida en el que se coloca una pluralidad de pellets, que son las recompensas de comida para el conejo. El dispensador de comida comprende tres discos en ios que están los pellets y que ai ser activado deja caer un peilet en el comedero ai que está conectado y al mismo tiempo deja caer los pellets que están en los discos superiores hacia el disco inferior.

El suelo de la caja debe ser de fácil limpieza y en una realización preferente es un suelo muitiperforado y se une a la parte inferior de la caja una bandeja con serrín para recoger las posibles heces fecales que deposite el animal durante el estudio. El techo de la caja debe tener una apertura suficientemente grande como para

La caja de la invención también puede incluir una lámpara, que se coloca en la pared de la caja en la que está la palanca y que permite la activación de una señal luminosa que se activará o no en función del programa que se esté ejecutando para el estudio. La caja de ¡a invención también puede incluir un altavoz, situado en la pared lateral de la caja en la que se coloca la palanca y que permite, en función del programa que se esté ejecutando, activar una señal sonora.

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La caja comprende asimismo un panel de control con el que se gestionan las señales recibidas desde el interior de la caja, como por ejemplo la activación de la palanca por parte del conejo, como las señales que se envían desde un sistema informático desde donde se gestionan los programas de activación de la lámpara, activación del altavoz, i o etc.

El conejo a estudio que está en el interior de la caja aprende qué es lo que le da de comer (presionar la palanca) y aprende dónde cae la comida (en el comedero). Las dimensiones de la caja propuesta y en concreto la localización espacial de los 15 elementos en el interior de la caja supone un gran avance en este tipo de dispositivos y permite el estudio del comportamiento y del aprendizaje en conejos que están en un entorno libre.

La presente invención comprende además unos módulos de comunicación que son un primer módulo a través del que se instalan ios módulos asociados a la caja y a través de este primer módulo se realiza la comunicación del software del sistema informático con la caja o cajas, un segundo módulo a través del que se conecta el panel de control y cuya función principal es emitir señales a la caja y recibir información de la misma, y un tercer módulo que consta de dos tarjetas siendo una diseñada para instalarla en el sistema informático y la otra para instalarla en el segundo módulo para controlar cada caja.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o 3 0 pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

FIG. 1 muestra la caja de la invención con el conejo sobre el que se realiza el estudio de condicionamiento operante y de aprendizaje instrumental.

FIG. 2a muestra una vista en planta del dispensador de comida donde se aprecian ios pellets.

FÍG. 2b muestra una vista lateral del dispensador de comida donde se aprecian ios discos del interior, FIG. 3 muestra el conjunto de la caja de la invención con el panel de control, el sistema de control y los módulos de comunicaciones.

Referencias: 1 :Caja; 2: Palanca; 3:Dispensador de comida; 4: Comedero; 5:Paneí de control; 6:

Sistema informático; 7:Discos; 8:Pellets; 9:Lámpara; 10:Aitavoz; 1 1 : Primer módulo; 12:Segundo módulo; 13: Tercer módulo

EXPOSICION DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN

La caja para el estudio del condicionamiento operante y del aprendizaje instrumental para conejos que permite el registro simultáneo de la actividad cerebral y el estudio del comportamiento y aprendizaje del conejo que tiene al menos una de sus paredes laterales transparente y que está caracterizada por que comprende una palanca (2) en una de las paredes laterales de la caja y un dispensador de comida (3) unido a un comedero (4) en la pared lateral opuesta, la caja (1 ) comprende también un panel de control (5) conectado al menos a la palanca (2), al dispensador de comida (3) y a un sistema informático (6) con medios de procesamiento de datos, comprendiendo el dispensador de comida (3) al menos tres discos (7) sobrepuestos en cada uno de los cuales se aloja una pluralidad de pellets (8) y estando conectado ai panel de control (5) que detecta que se ha accionado la palanca (2) y activa el dispensador de comida (3) permitiendo que caiga un pellet (8) al comedero (4) al mismo tiempo que los pellets restantes bajan desde ios discos (7) superiores a los discos inferiores.

En una realización preferente de la invención, la caja (1 ) tiene tres paredes laterales opacas y la pared lateral de la parte frontal es de metacriiato transparente, de forma que se puede visualizar al conejo en todo momento. El suelo puede ser multiperforado y de fácil limpieza y el techo debe tener una apertura suficientemente grande como para permitir el paso de cables pero debe estar lo suficientemente cubierto como para evitar que el animal pueda escapar.

En un ejemplo de realización preferente de la invención, la caja (1 ) es un cubo de dimensiones 780x595x985 mm con tres paredes laterales de aluminio y la pared lateral de la parte central de metacriiato. La caja (1 ) puede comprender también una bandeja en su parte inferior en el interior de la cual se introduce serrín para recoger las posibles heces fecales que deposite el animal durante el estudio. El suelo de la caja (1 ) consiste, en una realización particular de la invención, en una placa de PVC muitiperforada de 590x815 mm que permite al animal moverse libremente y es de fácil limpieza.

La palanca (2) que está en el interior de la caja (1 ) es en una realización particular de la invención, una pieza rectangular de 130x100 mm, que está construida en aluminio y que sobresale 87,5 mm hacia el interior de la caja (1 ). La palanca (2) está en una de las paredes laterales de la caja (1 ) y está colocada a 30 mm por encima del nivel del suelo de la caja. La palanca (2) comprende un muelle de recuperación de forma que dicho muelle de recuperación ejerce una fuerza cuando es pulsada la palanca (2) para ofrecer resistencia y a la vez hace que vuelva a su posición original cuando deja de ejercerse fuerza sobre la palanca (2). La palanca (2) está conectada ai panel de control (5) y en una realización particular de la invención esta conexión se realiza a través de un sistema opto-acoplado para evitar descargas eléctricas en la caja (1 ) y la presencia de artefactos o interferencias en los registros electrofisiológicos. Al pulsarse la palanca (2), en su movimiento, corta un haz de luz infrarroja. Mediante un circuito electrónico se detecta dicho corte en el haz de luz y se genera un pulso que indica al panel de control (5) que la palanca (2) ha sido pulsada. Mediante este sistema se aisla eléctricamente al animal y la palanca de ios aparatos eléctricos que forman parte del conjunto. Así se evitan ruidos en el registro y descargas eléctricas en el animal.

El dispensador de comida (3) está situado en el exterior de la caja (1 ) en la parte exterior de la pared lateral en la que está el comedero (4) y está unido a él. En una realización de la invención dicha unión se realiza mediante un tubo de silicona. El dispensador de comida (3) comprende tres discos superpuestos y en una realización de la invención en cada uno de dichos discos (7) se pueden colocar doce peliets (8) que son las bolas de comida que sirven de premio al conejo en el estudio. Se puede montar el número de dispensadores de comida (3) que sea necesario en la caja (1 ) en cada caso en función del estudio que se vaya a realizar. El dispensador de comida (3) está conectado al panel de control (5) mediante un microcontroiador que es parte del sistema informático (8) de forma que el panel de control (5) recibe una señal de que se ha accionado la palanca (2) y lanza una señal ai microcontroiador del sistema informático (6) que activa el dispensador de comida (3) haciendo girar los discos (7) permitiendo que caiga un pellet (8) a través del tubo de silicona hasta el comedero (4). Al mismo tiempo ios peliets (8) situados en los discos que están en la parte superior van bajando hacia los discos inferiores. En una realización de la invención el dispensador de comida (3) se acciona de forma manual.

En una realización preferente de la invención, el comedero (4) está fabricado en aluminio y tiene la profundidad suficiente para que, al caer los peliets (8) a través del dispensador de comida (3) no se salgan del recipiente. El diámetro del comedero (4) en una realización particular de la invención es de aproximadamente 60 mm para que el conejo pueda acceder a la comida (ios peliets (8)) de forma cómoda. En una realización particular de la invención el comedero está situado a una altura de 10 mm desde el suelo de la caja (1 ).

La caja (1 ) puede comprender una lámpara (9), colocada en la pared lateral de la caja (1 ) en la que está la palanca (2), que permite la activación de una señal luminosa. En una realización particular de la invención la lámpara (9) se coloca a 120 mm del techo de la caja (1 ) y a 120 mm de la pared lateral trasera de la caja (1 ). La lámpara es en un ejemplo de realización un led de color ámbar con una tensión de funcionamiento de 24V DC. La lámpara (9) se utiliza solo en ciertos estudios y puede activarse o no en función del programa de reforzamiento que se utiliza.

La caja (1 ) puede comprender un altavoz (10), colocado en la pared lateral de la caja (1 ) en la que está la palanca (2), que permite la activación de una señal sonora. En un ejemplo de realización de la invención, el altavoz (10) es un zumbador piezo-eléctrico para circuito impreso, que está en la misma pared lateral en la que están la palanca (2) y la lámpara (9) en el caso correspondiente. El altavoz (10) en una realización de la invención se sitúa a 120 mm del techo de la caja (1 ) y a 330 mm de la pared lateral trasera de la caja (1 ). En un ejemplo de realización, el altavoz (10) tiene una tensión de funcionamiento de 2-30V y un nivel sonoro de 75 decibeiios. Al igual que con la lámpara (9), el altavoz (10) puede activarse en función del programa de reforzamiento al que se someta al conejo.

El panel de control (5) debe tener al menos las suficientes salidas como para conectar ios diferentes dispositivos de la caja como son el comedero (4), la lámpara (9) y el altavoz (10) y al menos suficientes entradas como para conectar la palanca (2) y sensores que se puedan añadir en el interior de la caja (1 ) en función del experimento a realizar como por ejemplo sensores de presiones con la nariz. En un ejemplo de realización de la invención se ha empleado un panel de control (5) de la casa comercial Med Associates ¡nc. con número de producto SG-716. El panel de control (5) está conectado con el sistema informático (6) mediante el que se controla y visualiza la actividad en la caja (1 ). Además desde el sistema informático (6) se puede programar el experimento a realizar, definir qué dispositivos hay en la caja y registrar la interacción del conejo con ios dispositivos que hay en la caja.

Asimismo la presente invención comprende unos módulos de comunicación que son un primer módulo (1 1 ) a través del que se instalan los módulos asociados a la caja y a través de este primer módulo se realiza la comunicación del software del sistema informático con la caja o cajas, un segundo módulo (12) a través del que se conecta el panel de control (5) y cuya función principal es emitir señales a la caja y recibir información de la misma, y un tercer módulo (13) que consta de dos tarjetas siendo una diseñada para instalarla en el sistema informático (6) y la otra para instalarla en el segundo módulo para controlar cada caja.