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실험동물이 행동훈련을 스스로 할 수 있는 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템에 있어서, 실험동물의 머리에 장착된 헤드플레이트(10);실험동물의 인지행동 훈련 또는 실험이 수행되는 행동실험부(120);상기 행동실험부 내에 위치하며, 상기 헤드플레이트(10)와 결합하여 실험동물을 고정하는 헤드고정부(20);를 포함하고, 상기 행동실험부(120)는 실험동물이 평상시에 생활하는 공간과는 분리된 공간이나, 실험동물이 자유롭게 이동하여 진입가능한 공간이고, 상기 헤드플레이트(10)는 상기 헤드고정부(20)에 기계적, 자기적 또는 전자기적인 수단을 통해 자동으로 결속되는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제1항에 있어서, 상기 헤드플레이트(10)가 머리에 장착된 실험동물;외부 빛을 차단할 수 있도록 전체 면이 불투명 패널로 형성된 하우징(100);상기 하우징 내에 위치하고, 상기 실험동물이 자유롭게 생활하는 생활케이지(130); 및상기 행동실험부(120) 내에 위치하며, 상기 헤드고정부(20)에 연결되어 상하로 움직이는 액츄에이터(30); 를 포함하고,상기 액츄에이터는 스테핑모터, 랙 및 피니언 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제2항에 있어서, 상기 행동실험부(120) 정면 또는 측면에 위치하여 실험동물에 선택된 감각자극을 인가하는 자극제공부(140);상기 실험동물의 인지행동에 따라 보상 또는 벌을 인가하는 행동감지부(110); 상기 행동실험부에 연결되어 실험동물에 물 공급을 제어하는 물공급부(180);상기 행동감지부에서 검출된 신호를 통해 실험동물의 감각 정보 인지에 따른 물 섭취 행동을 자동으로 측정하는 데이터 획득부(150);상기 하우징에 포함되는 회로 장치들에 전기를 공급하는 전원공급부(170);상기 실험동물의 인지능력을 측정하고 훈련하기 위한 훈련소프트웨어; 및하우징 내의 장치의 동작을 제어하고, 기록되는 데이터를 저장하는 초소형 컴퓨터(160);를 더 포함하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제2항에 있어서,상기 생활케이지(130)는 상기 행동실험부(120)와 연결되는 연결부(125); 상기 연결부에는 위치하는 실험동물의 움직임을 감지하는 터치센서; 상기 터치센서의 감지에 따라 실험동물의 이동을 허용하거나 또는 제한하는 자동셔터(40); 및상기 헤드플레이트(10)는 적어도 하나 이상의 영구자석 또는 금속판을 포함하고, 상기 헤드고정부(20)에는 상기 헤드플레이트와 결속되는 적어도 하나 이상의 영구자석 또는 전자석을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제2항에 있어서,상기 하우징(100)의 외측에 부착되고, 물공급부로 물을 공급하기 위한 물병(310); 상기 물병을 하우징에 고정하는 물병 장착부(320); 및 물 공급을 위한 연결튜브(330);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제3항에 있어서, 상기 행동감지부(110)는 학습된 행동을 성공적으로 인지한 경우 일정시간 물이 나오는 물보상 포트(50); 및 학습된 행동을 인지하지 못해 실패한 경우 물 대신 벌로써 공기가 나오는 공기 퍼프(60);를 포함하는 것을 특징으로, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제2항에 있어서,상기 하우징(100)의 상면부에 제어 명령어 입력이 가능하고, 실험결과 확인 및 하우징 내부 실험동물의 상태를 실시간으로 모니터 할 수 있는 터치스크린(300);을 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제3항에 있어서,상기 자극제공부(140)는 상기 실험동물에 청각 자극을 인가 위한 적어도 하나 이상의 스피커(141); 및시각 자극을 인가하기 위한 적어도 하나 이상의 모니터(142);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제3항에 있어서,상기 데이터 획득부(150)는 상기 행동감지부(110)에서 실험동물이 물보상 포트(50)를 핥는 행동이 발생되면 그 시기 및 횟수를 측정하여 디지털 데이터로 변환하는 DAQ(Data Acquisition system)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제2항에 있어서,상기 행동실험부(120) 상부 일측에 위치하고, 하우징(100) 내부에 빛이 없는 암흑 상태에서도 실험동물의 상태를 모니터링하기 위한 적외선카메라(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제2항에 있어서,상기 하우징(100)에는 내부에 장착되어 실험동물이 낮과 밤을 구분하도록 빛을 제공하는 조명부(190); 및상기 조명부의 동작 시간을 설정할 수 있는 타이머;를 더 포함하는 것을 특징으로, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제2항에 있어서,상기 실험동물은 뇌 인지기능 장애 또는 상실을 가진 실험동물인 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제1항에 있어서,동시에 복수의 실험동물을 훈련시키거나 인지능력 측정 데이터를 획득할 수 있도록 상기 자동화 시스템을 랙(220)을 이용하여 하나 이상 연결 또는 적층하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 시스템
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제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 자동화 시스템을 이용하는 실험동물의 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 방법으로서,(a) 실험동물이 물 제한 이후 물 섭취 욕구에 의해서 생활케이지(130)에서 행동실험부(120)로 스스로 이동하는 단계;(b) 실험동물이 행동실험부(120)에 진입한 것이 감지된 경우, 헤드고정부(20)가 하강하여 실험동물의 헤드플레이트(10)와 자동으로 결속되는 단계;(c) 설정된 훈련 프로그램에 따라 훈련 또는 측정이 종료되면 헤드고정부(20)가 헤드플레이트(10)와 분리되는 단계;(d) 실험동물이 행동실험부(120)를 벗어나 생활케이지(130)로 되돌아오는 단계;를 포함하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 방법
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제14항에 있어서,상기 실험동물은 뇌 인지기능 장애 또는 상실을 가진 실험동물 모델인 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 방법
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제15항에 있어서, 상기 뇌 인지기능 장애 또는 상실은 경도인지장애, 혈관성 인지장애, 뇌출혈에 의한 인지장애, 치매, 뇌 손상, 기억력 손상, 시각 및/또는 청각 식별 장애, 자폐, 주의력결핍 과잉행동장애 (Attention deficit hyperactivity disorder, ADHD), 조현병 또는 파킨슨병을 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 방법
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제15항에 있어서, 상기 (d) 단계 이후에, 뇌 인지기능 장애 또는 상실의 증상을 완화시키거나 치료하기 위한 프로그램인 디지털 치료제의 효과 검증 단계(e 단계)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 다중 인지행동 훈련 또는 측정을 위한 자동화 방법
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제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 자동화 시스템을 이용하여, 뇌 인지기능 예방 또는 치료 효과를 나타내는 약물 후보물질이 투여된 실험동물에서 뇌 인지능력의 변화를 측정하는 단계를 포함하는, 뇌 인지기능 장애 또는 손상에 대해 예방 또는 치료 효과를 나타내는 약물 후보물질을 스크리닝하는 방법
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제18항에 있어서, 상기 실험동물은 경도인지장애, 혈관성 인지장애, 뇌출혈에 의한 인지장애, 치매, 뇌 손상, 기억력 손상, 시각 및/또는 청각 식별 장애, 자폐, 주의력결핍 과잉행동장애 (Attention deficit hyperactivity disorder, ADHD), 조현병 또는 파킨슨병인 인지기능 장애 또는 상실 가지는 것을 특징으로 하는, 뇌 인지능력 장애 또는 상실에 대해 예방 또는 치료 효과를 나타내는 약물 후보물질을 스크리닝하는 방법
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