特表 2024-506710 ケージに収容された動物の行動及び身体活動を分析するためのラック及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-14

(54)【発明の名称】ケージに収容された動物の行動及び身体活動を分析するためのラック及び方法

(51)【国際特許分類】

   A01K 29/00 20060101AFI20240206BHJP

   A01K 11/00 20060101ALI20240206BHJP

   A01K 1/01 20060101ALI20240206BHJP

【ＦＩ】

A01K29/00 C

A01K11/00 D

A01K11/00 E

A01K1/01 E

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023549577

(86)(22)【出願日】2022-02-18

(85)【翻訳文提出日】2023-10-16

(86)【国際出願番号】 EP2022054082

(87)【国際公開番号】W WO2022175456

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】21305199.8

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591100596

【氏名又は名称】アンスティチュ ナショナル ドゥ ラ サンテ エ ドゥ ラ ルシェルシュ メディカル

(71)【出願人】

【識別番号】510139564

【氏名又は名称】ユニヴェルシテ・トゥールーズ・トロワ－ポール・サバティエ

【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＥ ＴＯＵＬＯＵＳＥ ＩＩＩ－ＰＡＵＬ ＳＡＢＡＴＩＥＲ

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】弁理士法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】パリーニ，アンジェロ

(72)【発明者】

【氏名】サンタン，ヨアン

【テーマコード（参考）】

2B101

【Ｆターム（参考）】

2B101AA11

2B101FA01

2B101FA02

2B101FA04

(57)【要約】

このラックは、それぞれのセル（８、８_ｋ）内に分配されたケージ（１４）に収容された動物（Ｍ１～Ｍ４）の集団の行動と身体活動を分析するように構成されており、ケージの少なくともいくつかには運動用ホイール（２０）を備えている。少なくとも第一のセル（８２、８３）は、第一のセル内に設けられた第一のケージの運動用ホイール（２０）内に位置する動物によって運ばれたタグ（Ｔｉ）を検出するように構成された近接センサー（３０）を備えており、このケージには近接センサーを備えていない。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれのセル（８、８_ｋ）内に配置されたケージ（１０）内に収容された動物（Ｍ１からＭ４）の集団の行動及び身体活動を分析するように構成されたラック（２）であって、前記ケージの少なくともいくつかは運動用ホイール（２０）を備え、少なくとも第一のセル（８_２、８_３）には、前記第一のセル内に設けられた第一のケージの運動用ホイール（２０）内に位置する動物が保持するタグ（Ｔｉ）を検出するように構成された近接センサー（３０）が設けられ、このケージには近接センサーが設けられない、前記ラック（２）。

【請求項2】

前記近接センサー（３０）は、前記第一のセル（８_２，８_３）内の前記第一のケージ（１０）を収容するための容積と、隣接する第二のセル（８_３，８_４）内の第二のケージを収容するための容積と、の間に配置される、請求項１に記載のラック。

【請求項3】

前記ラック（２）は、複数の列及び複数の行のセル（８、８_ｋ）を含み、それぞれのセルは、それぞれのケージ（１０）を収容するように設けられ、前記近接センサー（３０）は、セルの同じ行及びセルの隣接する二つの列に属する、隣接する二つのセル内に設けられた二つのケージの間、又は、セルの同じ列及びセルの重なる二つの行に属する、重なる二つのセル内に設けられた二つのケージの間、に配置される、請求項２に記載のラック。

【請求項4】

電磁シールド（３６）が、前記近接センサー（３０）の近傍に配置され、前記近接センサーによって発生する電磁界（Ｆ）の、前記近接センサーと前記隣接する第二のセル（８_３，８_４）内に設けられた前記第二のケージ（１０）との間の伝播を防止する、請求項２又は３に記載のラック。

【請求項5】

それぞれのセル（８）の両側に配置され、このセル内に設けられたケージ（１０）を支持するための支持部材（１８）を含み、それぞれの近接センサー（３０）は、少なくとも一つの支持部材の上方又は下方に配置される、請求項４に記載のラック。

【請求項6】

前記近接センサー（３０）は、ＲＦＩＤセンサーであり、前記第一のセル（８_２，８_３）内に設けられた前記第一のケージ（１０）内に電磁界（Ｆ）を発生させるように構成された少なくとも一つのアンテナ（３２）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のラック。

【請求項7】

前記アンテナ（３２）は、前記第一のケージ（８_２，８_３）の前記運動用ホイール（２０）の容積を完全にカバーする電磁界（Ｆ）を発生するように構成され、及び、通電される、請求項６に記載のラック。

【請求項8】

前記アンテナ（３２）は、前記電磁界（Ｆ）を、前記第一のケージの前記運動用ホイール（２０）の容積に実質的に限定して、発生させるように構成され、及び、通電される、請求項６又は７に記載のラック。

【請求項9】

前記アンテナ（２２）は、水平方向の電磁界（Ｆ）を発生させる、請求項６から８のいずれか一項に記載のラック。

【請求項10】

前記アンテナ（３２）は、垂直方向の電磁界（Ｆ）を発生させる、請求項６から８のいずれか一項に記載のラック。

【請求項11】

前記第一のケージ（１０）の前記運動用ホイール（２０）の回転速度（ω２０）、角加速度（Ａ２０）、及び／又は、角度位置（Ｐ２０）を測定するための回転センサー（２４）を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載のラック。

【請求項12】

すべてのセル（８）は、近接センサー（３０）が与えられ、すべてのケージ（１０）は、運動用ホイール（２０）が備えられ、すべての近接センサーは、前記セルの同じ側の側面に配置される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のラック。

【請求項13】

いくつかの近接センサー（３０）の出力信号（Ｓ３０_ｋ）を収集するための、そして、中央制御ユニット（２６）に転送するための、少なくとも一つのデータコレクタ（４０）、好ましくは、セル（８、８_ｋ）の列又は行のすべての近接センサーのための一つのデータコレクタ、を含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のラック。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載のラック（２）を用いて、ケージ（１０）内に収容された動物の集団の行動及び身体活動を分析するための方法であって、この方法は、少なくとも以下のステップ、
ａ）それぞれの動物（Ｍｉ）に、その動物に従って生成される個別タグ（Ｔｉ）を、マーキングするステップ、
ｂ）前記近接センサー（３０）が、第一のケージ（１０）の運動用ホイール（２０）内のタグ（Ｔｉ）を検出した場合に、動物が運動していると判定するステップ、
ｃ）その個別タグによって運動用ホイール内の動物を識別するステップ、及び、
ｄ）所定の期間にわたって、前記集団のそれぞれの動物に関するデータ（Ｓ’３０）を収集するステップ、
を含む、方法。

【請求項15】

前記ラックは、請求項１１に記載のものであり、ステップｂ）において運動用ホイール（２０）内で運動していると判定されたそれぞれの動物（Ｍｉ）について、前記動物が運動している時間間隔にわたって、前記身体運動の強度は、前記回転センサ（２４）の出力信号（Ｓ２４）に基づき、ステップｃ）において識別された前記動物に関連付けられて、判定される、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケージに収容された動物の集団の行動及び身体活動を分析するように構成されたラックに関する。本発明は、また、このような動物の集団の行動を分析するための、本発明のラックを用いて実施可能な方法に関する。

【0002】

発明の背景
科学研究の分野では、マウスのような動物の集団の行動を研究するのが一般的である。これらの動物は、一般的にケージに収容される。これらのケージは、有利には、マウスが身体運動を行うことができるように、運動用ホイールを備えている。この身体運動の実践は、それぞれのマウスの身体的及び／又は心理的状態を表す。例えば数十匹の動物を含む比較的大きな集団を研究しなければならない場合、研究者がそれぞれの動物の行動をチェックすることは不可能である。これは、マウスのように夜間に主な活動期を迎える一部の動物であればなおさらである。

【0003】

セルの行及び列を有するラックを構築することが知られており、それぞれのセルは、それぞれのケージを収容するように構成され、所定のケージに収容されたマウスの動作を検出するために、セル内に収容されたケージの床下に配置された静電容量式センサーを備える。これは、ケージ内のマウスの動作の全体像を与えことができるが、そのケージに収容された複数のマウスの中から１匹のマウスを識別することはできず、特に、このマウスが運動用ホイールで身体運動を実践している場合に、そのマウスを識別することはできない。

【0004】

ケージに近接センサーを組み込んだ場合、そのような近接センサーはケージの清掃作業中に損傷する可能性がある。このような洗浄作業は、衛生上の理由から定期的に行う必要がある。特に、ケージはオートクレーブで洗浄されることがあるが、この場合、洗浄前にケージから近接センサーを取り外し、洗浄後に近接センサーを再度取り付けない限り、ケージに取り付けられた近接センサーが破壊される可能性があり、面倒であり、資格のある人員が必要とされる。

【0005】

一方、施設の棚内のケージの存在を、ケージのフィルターに埋め込まれたＲＦＩＤタグを検出できるＲＦＩＤリーダーを使用して自動的に検出することがＷＯ－Ａ－２０１４／１１８７２７により知られている。このアプローチでは、施設のセル内のケージの有無を検出することはできるが、ケージ内のマウス、特に運動用ホイールに関するマウスを検出することはできない。さらに、そのＲＦＩＤタグは、ケージのフィルターに取り付けられており、このフィルターは通常ケージの清掃時に交換される。このフィルターは、ケージの清掃作業中に、特別に取り扱わなければならない。ここでもまた、これは面倒であり、資格のある人員が必要である。

【0006】

他方、PhenoSys GmbHが販売するColonyRackの製品では、ケージとケージをチューブで連結してケージ間の動物の行き来を可能にし、ＲＦＩＤトランスポンダーリーダーで検知することで、大きな集団のマウスの自動追跡を可能にしている。このアプローチでは、マウス間の相互作用を検出することはできるが、ケージ内の個別マウスの身体活動を追跡することはできない。さらに、ケージの清掃が必要な場合は、このケージの開口部からチューブを適切に取り外す必要がある。これには時間がかかり、資格のある人材も必要である。

【0007】

別のアプローチによれば、一つのケージごとに１匹のマウスを収容し、運動用ホイールの回転を検出することで、それをこの１匹のマウスと論理的に結びつけることができる。しかし、実際には、長期間、特に成体になってからの通常の寿命である約１８カ月から２又は３年の間にわたってマウスから社会的接触を奪うことはできない。実際、マウスの社会的接触を奪うことは、その経験を歪め、それぞれのマウスの肉体的及び精神的状態に悪影響を及ぼす可能性がある。さらに、これは、一定数の動物を含む集団を追跡調査するのに必要な量を増加させ、ラックの価格を大幅に上昇させることになる。

【発明の概要】

【0008】

本発明は、これらの問題を、同じケージに収容された動物間の社会的接触を維持しながら、長期間、典型的には数日から数ヶ月間、比較的多数の動物、特にマウス、の行動及び身体活動を、個別化された事項について、自動化されて、分析することを可能にする最適化されたラックを提供することによって解決することを目的とする。

【0009】

この点に関して、本発明は、ケージに収容された動物の集団の行動及び身体活動を分析するように構成されたラックに関するものであり、このラックは、それぞれのセルに分配された複数のケージを備え、ケージの少なくともいくつかには運動用ホイールを備え、少なくとも一つのセルには、第一のセル内に設けられた第一のケージの運動用ホイール内に位置する動物によって運ばれたタグを検出するように構成された近接センサーが設けられるが、このケージには近接センサーが備わっていない。

【0010】

本発明により、ラックの構造に対して固定された近接センサーは、運動用ホイール内で運動している動物を検出し、識別するのに効率的である。一方、近接センサーがケージ上ではなくセル内に設けられているため、ケージの清掃作業中にこの近接センサーが損傷する危険性はない。

【0011】

本発明のさらに有利な態様によれば、本発明のラックは、技術的に適合する任意の構成において、以下の特徴の一つ又はいくつかを組み込むことができる。
－ 近接センサーは、第一のセル内の第一のケージが収容される容積と、第二の隣接セル内の第二のケージが収容される容積と、の間に配置される、
－ ラックは、複数の列及び複数の行のセルを含み、それぞれのセルは、それぞれのケージを収容するために設けられており、近接センサーは、同じ行に属するセルであって隣接する二つの列のセルとなって、隣接する二つのセルに設けられた二つのケージの間、又は、同じ列に属するセルであって隣接する二つの行のセルとなって重なった二つのセルに設けられた二つのケージの間、に配置される、
－ 電磁シールドは、近接センサーの近傍に配置され、近接センサーが発生する電磁界が、近接センサーと第二の隣接セルに設けられた第二のケージとの間に伝播するのを防止する、
－ ラックは、それぞれのセルの両側に配置され、このセル内に設けられたケージを支持するための支持部材を含み、それぞれの近接センサーは、少なくとも一つの支持部材の上方又は下方に配置される、
－ 近接センサーはＲＦＩＤセンサーであり、第一のセル内に設けられた第一のケージ内に電磁界を発生させるように構成された少なくとも一つのアンテナを含む、
－ アンテナは、第一のケージの運動用ホイールの容積を完全にカバーする電磁界を発生するように構成され、通電される、
－ アンテナは、実質的に第一のケージの運動用ホイールの容積に制限された電磁界を発生するように構成され、通電される、
－ アンテナは、水平方向に電磁界を発生させる、
－ アンテナは、垂直方向に電磁界を発生させる、
－ ラックは、第一のケージの運動用ホイールの回転速度、角加速度、及び／又は、角度位置を測定するための回転センサーを含む、
－ すべてのセルには近接センサーが装備され、すべてのケージには運動用ホイールが装備され、すべての近接センサーはセルの同じ側面に配置されている、
－ ラックは、いくつかの近接センサーの出力信号を収集するための、そして、それを中央制御ユニットに転送するための少なくとも一つのデータコレクタ、好ましくは、列又は行のセルのすべての近接センサーのための一つのデータコレクタ、を含む。

【0012】

第二の態様によれば、本発明は、上述したラックを用いて、ケージに収容された動物の集団の行動及び身体活動を分析するための方法に関し、この方法は、少なくとも以下のステップを含む。
ａ） それぞれの動物に、その動物に結びつけられた個別のタグを付け、その動物にマーキングするステップ、
ｂ） 近接センサーが第一のケージの運動用ホイールのタグを検出したときに、動物が運動していると判定するステップ、
ｃ） 個別タグによって、運動用ホイール内の動物を識別するステップ、及び、
ｄ） 所定の期間にわたり、集団内の各動物に関するデータを収集するステップ。

【0013】

有利には、ラックが回転センサーを含む場合、ステップｂ）において運動用ホイールで運動していると判定されたそれぞれの動物について、その動物が運動する時間間隔にわたって、回転センサーの出力信号に基づき、ステップｃ）において識別された動物に関連付けられて、身体運動の強度が判定される。

【0014】

本明細書は、非限定的な例として与えられ、以下の図を参照して行われる以下の説明に基づいて、より良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明によるラックを第一の方向に沿って見た正面斜視図である。

【図2】図１のラックの、図１上の左下隅のレベルで、第二の方向に沿って見た、より大きな縮尺の下での、背面部分斜視図である。

【図3】図１の詳細ＩＩＩの斜視図であり、二つのケージが取り外され、カバーの一部が引き出されて、近接センサーのいくつかの部品が示されている。

【図4】図１の細部ＩＩＩを別の角度から見た斜視図である。

【図5】図３の平面Ｖに沿った部分断面図である。

【図6】本発明の第二の実施形態に係るラックについての、図３と同様の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

いくつかの実施形態の詳細な説明
図１から図５に示されるラック２は、水平方向に延伸される一連の横梁４と、垂直方向に延伸される一連の支柱６とを含む。それぞれの横梁４とそれぞれの支柱６は、１０行８列のセル８を画定し、それぞれのセル８は、ケージ１０が収容されるように構成されている。最上部の横梁４は、板状であり、ラック２の屋根を規定する。

【0017】

Ｘ２は、ラック２の長手方向軸を示し、ラック２が平坦な水平面Ｓに設けられている場合には水平である。セル８の異なる各列は、この長手方向軸Ｘ２に沿って並置される。Ｙ２は、ラック２の横軸を示し、軸Ｘ２に垂直であり、軸Ｘ２と同様に水平である。Ｚ２は、ラック２の縦軸又は高さ軸を示し、セル８の異なるそれぞれの行は軸Ｘ２に平行に延伸され、この縦軸Ｚ２に沿って並置される。セル８の異なるそれぞれの列は、軸Ｚ２に平行に延伸される。軸Ｘ２、Ｙ２、及び、Ｚ２は、共に、ラック２に関連付けられた直交フレームを定義する。

【0018】

それぞれのケージ１０は、図５に示すように、数匹の動物、例えば４匹のマウスＭ１からＭ４を収容するのに十分な大きさを有する。

【0019】

図の例では、ラック２は、４匹のマウス×８列×１０行、つまり３２０匹のマウスの集団の進化を追跡することができる。これは、多くの実験で代表的な母集団の統計データを得るのに十分である。

【0020】

ラック２の行と列の数は、必要に応じて、特に調査する集団のサイズに応じて、調整することができる。

【0021】

ケージは、図１の矢印Ａ１で示されるように、軸Ｙ２に平行な並進運動を介して、対応するセル８に導入することができる。ケージは、図１の矢印Ａ１’で示されるように、導入動作とは反対の方向に、軸Ｙ２に平行な並進運動を介して、対応するセル８から取り出すことができる。

【0022】

それぞれのケージ１０は、主区画１２と、主区画を閉じるためのカバー１４とを含む。それぞれの部品１２又は１４は、好ましくは、例えばオートクレーブで容易に洗浄することができる、ポリカーボネート又はポリスルホンなどの透明プラスチック材料で構成される。

【0023】

それぞれの主区画１２は、ケージがセル８内へ又はセル８から並進的に導入又は取り出される移動中には、セル８の両側に配置された二つの支持部材１８の上面１８２上を摺動し、ケージがこのセル内に収容されたときには、これらの表面上に静止するように構成された、二つの横方向延長部１２２をそれぞれの側面に有する。

【0024】

変形例では、主区画１２のそれぞれの側面に、単一の横方向延長部１２２を設けることができる。別の変形例では、主区画のそれぞれの側面に、三つ以上の延長部を設けることができる。

【0025】

それぞれの支持部材１８は、２本の支柱６上に固定され、これら２本の支柱間のスペーサーとして機能し、これにより、これら２本の支柱間の距離を軸Ｙ２に沿って保つことができる。実際には、一対の支持部材１８は、軸Ｙ２に沿って隣接する２本の支柱６の両側に固定される。一対の支持部材におけるそれぞれの支持部材は、軸Ｘ２に平行な方向に隣接する二つのセルのうちのそれぞれのセル８に属する。

【0026】

軸Ｘ２に平行な方向に沿って、セルは、２対の支柱６に固定された二つの支持部材１８の間に画定され、これら２対の支柱は軸Ｘ２に沿って隣接している。図１、図３から図５の向きにより、セルの支持部材１８は、セル８の左側と右側にそれぞれ配置された左支持部材と右支持部材として識別することができる。

【0027】

さらに、いくつかのスペーサー１９は、セルのそれぞれの行の最初と最後のセル８を規定する外側支柱６の外側に配置されている。これらのスペーサー１９は、支持部材１８の形状に類似した形状を有するが、これらのスペーサー上にケージが存在しないと想定されているため、上面１８２に類似した上面を規定しない。

【0028】

それぞれのケージ１０は、運動用ホイール２０を備えており、この運動用ホイール２０は、その主区画１２の側壁１４２に回転可能に取り付けられ、ホイール２０の回転軸Ｘ２０をケージ１０の残りの部分に対して規定する軸受２２によって支持されている。ケージ１０がラック２のセル８に収容されている場合、その運動用ホイール２０の回転軸Ｘ２０は軸Ｘ２と平行である。

【0029】

それぞれのケージは、セル８内に設けられ、その運動用ホイールが、そのセルの右側、すなわちこのセルの右側の支持部材１８に近接して配置されるように構成される。

【0030】

それぞれのセル８の右側の支持部材１８には、エンコーダ２４が組み込まれている。このエンコーダは、このセルを収容するケージのホイール２０の回転軸Ｘ２０を中心とする角度位置を検出し、この角度位置を示す信号Ｓ２４を、この例ではパーソナルコンピュータ２７の一部である電子制御ユニット又はＥＣＵ２６に送出するように構成されている。

【0031】

限定されない例として、運動用ホイールは、永久磁石を備えることができ、エンコーダは、永久磁石によって発生される可変磁界を検出できる一つ又は複数のホール効果センサーを含むことができる。エンコーダ２４の設計には、他の技術を使用することもできる。

【0032】

ＥＣＵ２６は、エンコーダ２４からの出力信号Ｓ２４に基づいて、軸Ｘ２０を中心とする運動用ホイール２０の回転速度ω２０、及び／又は、運動用ホイールの角加速度Ａ２０、及び／又は、この軸Ｘ２０を中心とする運動用ホイールの角度位置Ｐ２０、を算出することができる。

【0033】

このように、エンコーダ２４とＥＣＵ２６は、図５に示されるケージ内に存在する４匹のマウスＭ１からＭ４のうちの１匹が、運動用ホイール内で運動を行うタイミング、及び、この運動の強度を、パラメータω２０及び／又はＡ２０に基づいて検出することができる。さらに、マウスがホイール２０に入った時刻と、同じマウスが出た時刻を検出することにより、運動の継続時間が提供される。

【0034】

どのマウスＭｉが、所定の時間に、運動用ホイール２０内で実際に運動を行っているかを識別するために、それぞれのマウスは、タグＴｉを担持しており、ｉは１からＮまでの整数であり、Ｎはケージ１０内に収容されているマウスの数である。図の例では、Ｎは４に等しい。実際には、タグは、それぞれのマウスＭｉの背中の皮膚の下に挿入することができる。

【0035】

有利には、それぞれのタグＴｉは、無線周波数識別（RFID:Radio Frequency IDentification）技術に基づいており、電子チップに連係するアンテナを含む。これにより、それぞれのタグは、トランシーバーから発信される無線リクエストを受信して、応答することができる。

【0036】

ラック２は、セル８ごとに一つの近接センサー３０を含み、そのカバー領域内に位置する１匹のマウスによって運ばれるタグＴｉを検出するように構成されており、このカバー領域は、このセル８内に収容されたケージ８の運動用ホイール２０に対応するように設定されている。近接センサー３０は、セル８に属し、そこでタグＴｉを検出する。

【0037】

この例では、ＲＦＩＤタグＴｉを使用する場合、近接センサー３０は、それぞれのタグＴｉに対応しているＲＦＩＤトランシーバーである。

【0038】

それぞれの近接センサー３０は、二つのトランシーバー３０Ａ及び３０Ｂを含む。それぞれのトランシーバーは、アンテナ３２及び励磁コイル３４を含み、そのカバー領域内に位置する任意のＲＦＩＤタグを活性化する電磁界Ｆを発生するように構成される。本発明の図示しない代替実施形態では、近接センサー３０は、一つのアンテナ３２と二つのコイル３４を有する単一のトランシーバーを組み込むことができる。それぞれのトランシーバーは、また、そのようなＲＦＩＤタグの応答を検出するようにも構成される。それぞれの近接センサー３０は、また、矢印Ａ１及びＡ１’の方向への導入／取り出しの動作の間、部品３２及び３４を、それらの環境から、特に埃から、及び、移動するケージ１０による潜在的な衝撃から、保護するカバー３６を含む。図３では、部品３２と部品３４を示すために、第二のセル８_２の近接センサー３０のカバー３６が部分的に取り外されている。

【0039】

コイル３４によってアンテナ３２が励磁されると、電磁界Ｆが、近接センサー３０の近傍、特にケージ１０内の運動用ホイール２０が占める容積内、に発生される。

【0040】

それぞれの近接センサーは、ＥＣＵ２６に送られる信号Ｓ３０を出力し、この信号Ｓ３０には、隣接するセル８に収容されたケージの運動用ホイール２０で検出されたタグＴｉの情報が含まれる。

【0041】

このように、近接センサー３０により、マウスＭｉが運動用ホイール２０で運動を行っていることを検出し、さらにこのマウスＭｉをタグＴｉによって識別することが可能であり、この情報は、近接センサー３０の出力信号Ｓ３０の一部としてＥＣＵ２６に転送される。

【0042】

これにより、ラック２に収容されたマウス集団のそれぞれのマウスＭｉの個別行動及び身体活動を追跡することができる。

【0043】

実際には、信号Ｓ２４及びＳ３０は、セル毎に個別化される。ラック２のセル８のうちのセル８_ｋの順序番号をｋと指定した場合、このセル８_ｋに対応する信号は、それぞれＳ２４_ｋ及びＳ３０_ｋとして識別することができる。図の例では、ｋは１から３２０の間である。

【0044】

図３と図４は、図１の左から見て、セル８の上段の行の最初の二つのセルに相当する二つの空のセル８_１及び８_２を示している。図３と図４は、また、セル８_２に隣接し、同じ上段の行のケージ１０が入る最初のセル８_３も示している。図５は、セル８_２及び８_３の全体を示し、そしてセル８_１、及び、セル８_３に隣接してこのセルのセル８_２に対する反対側に位置するセル８_４、を部分的に示している。

【0045】

しかし、行の右側の最後のセルに関連するものについては、セルのそれぞれの近接センサー３０は、一方の側における、このセル内のケージの収容容積と、他方の側における、隣接するセルのケージの収容容積と、の間に位置している。例えば、図５に示すように、セル８_２の近接センサー３０は、このセルの空の容積と、ケージ１０が占めるセル８_３の容積と、の間に位置し、一方、セル８_３の近接センサー３０は、ケージ１０が占めるこのセルの容積と、別のケージ１０が占めるセル８_４の容積と、の間に位置する。

【0046】

しかし、行の右側の最後のセルに関連するものについては、それぞれの近接センサー３０は、セルの同じ行、及び、セルの二つの隣接する列、に属する二つの隣接するセル８に設けられた二つのケージ１０の間に配置される。

【0047】

所定のセル、例えば、図５のセル８_３、内に位置するケージ１０の運動用ホイール２０内のマウスＭｉの検出の妨害を回避するためには、隣接するケージ、例えば、図５のセル８_４内、に存在するマウスを検出しないことが重要である。この問題は、セル８_３内に位置する近接センサー３０の隣にシールド３６を設けることにより、アンテナ３２により発生する電磁界Ｆが、この第二のセル８_４に収容されるケージ１０に向かって伝播するのを防ぐことにより、対処される。

【0048】

実際には、シールド３６は、それぞれの近接センサー３０に関連付けられ、この近接センサーの隣であって、この近接センサーがマウスＭｉを検出すると想定されるセル８の中心側とは反対側に、配置される。

【0049】

シールド３６は、アルミニウム、スチール、その他の適切な材料で作ることができる。

【0050】

それぞれのシールド３６は、支柱６の前面に固定されたタブ３６２と、図５の例ではセル８_４である隣接するセルの左側の支持部材１８２に沿ってタブ３６２から延伸される主部分３６４と、を含む。

【0051】

工業化のために、すべてのシールド３６は同一である。

【0052】

シールドの形状は、軸Ｙ２に沿って隣接する二つの支柱６の両側に取り付けられた二つで一対の支持部材１８２の下に、近接センサー３０を配置することを可能にする。換言すれば、近接センサー３０は、セルの行の隣接する二つのセル８の間に規定された空間内にあるか、又は、ラック２の一方の横方向端部、行の右端部、にある。したがって、近接センサー３０によって、ラック２の全長を増大させることはない。

【0053】

近接センサーが十分に薄い場合、それは一対の支持部材のうちの一方の支持部材１８の上又は下に配置することができる。

【0054】

この近接センサー３０が運動用ホイール２０内のマウスＭｉを検出することが想定されるセル８内に収容されたケージ１０に対するそれぞれの近接センサー３０の位置は、セル８内の運動用ホイール２０によって通常占有される容積を、効率的にカバーするために最適化される。軸Ｘ２、Ｙ２、及び、Ｚ２に沿った近接センサー３０の位置は、軸Ｘ２０の位置、及び、軸Ｘ２０に沿って、軸受２２が固定されている主区画１２の壁と、この壁に対する運動用ホイール２０の最も離れた部分と、の間の距離を考慮して決定される。

【0055】

特に、セル８内に収容されたケージ１０の運動用ホイール２０と、このセルの近接センサー３０と、の間の軸Ｘ２に平行に測定された距離は、５０ｍｍ未満、好ましくは３０ｍｍ未満である。さらに、セル８内に収容されたケージ１０の軸Ｘ２０と、軸Ｙ２に平行に測定されたこのセルの近接センサーの幾何学的中心との間の水平距離は、８０ｍｍ未満、好ましくは５０ｍｍ未満である。最後に、セル８内に収容されたケージ１０の軸Ｘ２０と、軸Ｚ２に平行に測定されたこのセルの近接センサーの幾何学的中心との間の垂直距離は、３０ｍｍ未満、好ましくは１５ｍｍ未満である。

【0056】

アンテナ３２の電磁気的特性、特にそのインダクタンス、及び、近接センサー３０のコイル３４の励磁電流の特性、特にその周波数は、磁界Ｆが所定の近接センサー３０に関連するセル８内に位置するケージ１０の運動用ホイール２０を完全にカバーするように選択される。これらの特性は、また、運動用ホイールの外側にいるマウスの、寄生的なマウスの検出を避けるために、磁界が運動用ホイール２０の容積に実質的に制限されるように選択される。

【0057】

それぞれの近接センサー３０は、この主区画が挿入されるセル８の二つの支持部材１８との間の適切な協働を妨げることがないように、図に示されているような主区画１２の少なくとも二つの延長部１２２及び支持部材１８の下方に、あるいは代替的に、このような支持部材の上方に、配置することができる。

【0058】

本発明の任意の態様によれば、棚３８が、それぞれのセル８に設けられ、そのようなセル内に収容されたケージ１０の下に配置される。換言すれば、棚３８は、セル８の列内で、一方が他方の上に位置する二つのセル８を分離する。それぞれの棚３８は、ケージ内に収容されたマウス／複数のマウスが、ケージのどの領域に位置しているのかを検出するための容量センサーを備えることができる。このような容量センサーは、所定のケージ内に収容されたマウスを、識別又は区別することはできない。

【0059】

セル８内に収容されたケージ１０の底部は、ケージがこのセルの二つの支持部材１８によって支持されているため、このセルの棚３８上には載置されない。

【0060】

ラック２は、８個のＲＦＩＤ信号集中ボックス４０を含み、それぞれのボックス４０は、１列の１０個の近接センサー３０の出力信号Ｓ３０を受信するように構成されている。それぞれのボックス４０には、それぞれの信号Ｓ３０のための１０個の入力ポート４２が設けられている。図２には三つの集中ボックス４０のみが示されており、図１には一つが示されている。実際には、集中ボックス４０は、ラック２の長さ方向に沿ったラック２の背面側の、ラック２の下部に、配置される。

【0061】

それぞれのセル８_ｋについて、ｋは、１から、図の例では８０に等しいラック２内のセル数まで、の間の整数であり、このセルの出力信号Ｓ３０_ｋは、このセルの順序番号ｋに対応する標識によって識別される。これにより、図２に示すように、それぞれの出力信号Ｓ３０_ｋ又はＳ３０_ｋ’は、入力ポート４２への入力時に、それぞれのケージｋ又はｋ’に対応するものとして認識される。それぞれの集中ボックスは、その対応する列の１０個の近接センサー３０から受信する１０個の個別出力信号Ｓ３０_ｋに基づいて、結合された信号を発生する。

【0062】

また、ラック２には、８つの集中ボックス４０から出力される８つが結合された出力信号を、パーソナルコンピュータ２７を介して、イーサネットインターフェースを有するＲＳ－４８５電気通信バス上で、情報を転送するのに適した所定の通信プロトコルに従って、ＥＣＵ２６に送信される共通信号Ｓ’３０に変換する変換ボックス４４も含まれる。変換ボックス４４とＥＣＵ２６との間の伝送は、ＲＳ－４８５データバス４６に沿って行われ、このデータバス４６は、有線又は無線の任意の既知のタイプのものにすることができる。

【0063】

図の例では、信号Ｓ’３０は３２０匹のマウスに関するデータを含むことができる。

【0064】

ボックス４０及び４４は、エンコーダ２４の出力信号Ｓ２４を収集し、同じデータバス４６を介して、ＥＣＵ２６に転送するためにも使用することができる。あるいは、エンコーダ２４の出力信号は、別の通信経路をたどる。

【0065】

また、それぞれのエンコーダ２４の出力信号Ｓ２４_ｋは、それらが属するセル８_ｋの順序番号ｋに対応する標識によって個別化することができる。

【0066】

一つの集中ボックス４０が故障しても、他の集中ボックス４０及び変換ボックス４４は正常に動作し続け、ＲＳ－４８５データバス４６を介して、ＥＣＵ２６に情報を転送する。この場合、故障した集中ボックス４０に関連する列に関する情報のみが欠落する。

【0067】

変換ボックス４４には、分かりやすくするために、図２のみに示された電圧源５０に接続された供給ライン４８を介して、電流が供給される。

【0068】

近接センサー３０は、ラック２の構造内に固定されているため、ケージ１０が対応するセル８から取り出された場合でも、特にケージ１０の洗浄作業中であっても、ラック２内の位置に留まる。

【0069】

それぞれのケージ１０には、近接センサー又は、近接センサーによって検出可能なタグが存在しないため、オートクレーブ内で洗浄作業が行われる場合であっても、ケージの洗浄作業中に、近接センサー又はタグが損傷する危険性がない。

【0070】

さらに、ケージ１０の運動用ホイール２０内で運動を行っているマウスの識別は、ケージに取り付けられた電子部品に依存しないので、例えば、マウスの集団の老化に応じて、マウスが一つのケージから別のケージに移動された場合であっても、この検出を行うことができる。

【0071】

本発明は、複数匹のマウス、図の例では４匹のマウス、のグループ内で１匹のマウスを識別することができ、ケージ内に収容された複数匹のマウスで実験を行うことができる。これは、それぞれのマウスが個別にケージ内に収容される場合よりも、マウスの心理的及び身体的状態にとってより好ましい。このアプローチは、また、より多くのマウスの集団を監視することもできる。

【0072】

本発明により、特に近接センサー３０、ボックス４０及び４４、及び、ＥＣＵ２６が自律的に動作するため、マウスの集団の追跡を自動化することができる。これにより、所定の期間、例えばマウスの通常の成体寿命に相当する数ヶ月間、例えば、１８ヶ月間、この集団のそれぞれの個体によって実践された運動に関するデータを収集することができる。この点は、大規模な動物の群（cohorts）の長期的な追跡調査に関する技術移転の研究が増加していることから、特に重要である。数日から数週間の短い期間でも可能である。

【0073】

マウスＭｉが運動用ホイールで運動を実践する時間間隔を決定することができ、この時間間隔は、関連する近接センサー３０がそのタグＴｉを検出する時間間隔である。

【0074】

エンコーダ２４、及び、所定のセル８_ｋの近接センサー３０から受信したそれぞれのデータを組み合わせた場合、対応する信号Ｓ２４_ｋに含まれるパラメータω２０及び／又はＡ２０に基づいて、信号Ｓ３０_ｋで特定されるマウスＭｉによって、時間間隔にわたって実践された身体運動の強度を決定することができる。

【0075】

図の例では、ケージ１０の運動用ホイール２０は、セル８内に収容されている場合で、及び、ラックをその正面側から見た場合に、その右側に位置している。あるいは、運動用ホイールは、ケージの左側に配置することもできる。好ましくは、ラック２内の近接センサー３０の同様な配置を可能にし、二つの隣接する近接センサーによって動作される検出の妨害を避けるために、すべてのケージの運動用ホイールは、右側又は左側の同じ側に配置される。

【0076】

図１から図５の実施形態では、それぞれのアンテナ３２は、その主方向が軸Ｚ２に平行に延伸される４本のバーで構成されている。このアンテナから発生される磁界Ｆは、図３及び図５に磁力線によって示されように、垂直方向である。あるいは、単一のバーで構成されたアンテナを使用することもできる。

【0077】

図６に磁力線によって示されたように、そして本発明の第二の実施形態に示されたような、水平方向の電磁界Ｆを発生させる水平な横の軸Ｙ２に平行な方向、その主方向として有するアンテナ３２を含んでいる単一のトランシーバーを備えた、近接センサー３０を使用することができる。図６の例では、アンテナは単一のバーで構成されている。変形例では、複数のバーで構成することもできる。

【0078】

また、水平方向のアンテナを備えた２台のトランシーバーは、図示されていない変形例でも使用することができる。

【0079】

本発明の図示されていない代替の実施形態によれば、ケージ１０の運動用ホイール２０が矢印Ａ１及びＡ１’の方向に垂直なその区画１２の背面壁に取り付けられている場合、近接センサーは、対応するセル８の背面側に配置することができ、そのアンテナは、軸Ｘ２に平行な長さを有することができる。

【0080】

本発明の図示されていないまた別の代替の実施形態によれば、近接センサー３０は、セル８内に収容されたケージ１０の運動用ホイール２０の上方又は下方に配置することができる。このような場合、近接センサーは、セルの同じ列に属して、及び、セルの二つの重なる行に属する、二つの重なるセル中に設けられる、二つのケージ１０の間に配置される。

【0081】

近接センサー３０におけるトランシーバーの数は、二つに限定されない。ラック２の隣接する二つのセル８の間に、それらを収容するのに十分なスペースがある場合、一つ又は三つ以上とすることができる。

【0082】

実施形態に係わらず、アンテナ３２は、フェライト等の強磁性材料で構成される。

【0083】

本発明は、実験中に追跡される動物がマウスである場合について、ここに上述したように説明されたものである。あるいは、ラット、モルモット、ハムスター、ウサギ等のような他の動物についても追跡調査することができる。

【0084】

本発明は、それぞれのセル８に近接センサー３０が装備され、それぞれのケージ１０に運動用ホイール２０が装備されている場合について、ここに上述し、図に表したものである。これは、集団全体の観察の一貫性を保つために重要である。しかし、追跡される動物の集団によっては、一つ又はいくつかのケージにのみ運動用ホイールが装備され、一つ又はいくつかのセルにのみ近接センサーが備えられることも可能である。

【0085】

本発明の図示されていない変形例では、それぞれの集中ボックス４０は、所定のセル列８_ｋの近接センサーの出力信号Ｓ３０_ｋが受信される。

【0086】

ラック２内のセル８の行及び列の数は、必要に応じて、特に追跡される集団のサイズに応じて、変更することができる。

【0087】

ここで上述したように検討された実施形態及び変形例は、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の新たな実施形態を生成するために、組み合わせることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】