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WO2018155596A1 - マウス用学習装置、マウス用学習システム及びマウス用学習プログラム - Google Patents

マウス用学習装置、マウス用学習システム及びマウス用学習プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2018155596A1
WO2018155596A1 PCT/JP2018/006589 JP2018006589W WO2018155596A1 WO 2018155596 A1 WO2018155596 A1 WO 2018155596A1 JP 2018006589 W JP2018006589 W JP 2018006589W WO 2018155596 A1 WO2018155596 A1 WO 2018155596A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mouse
sample
symbol
test
granting
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/006589
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克栄 澁木
Original Assignee
国立大学法人新潟大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人新潟大学 filed Critical 国立大学法人新潟大学
Priority to JP2019501814A priority Critical patent/JPWO2018155596A1/ja
Publication of WO2018155596A1 publication Critical patent/WO2018155596A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K15/00—Devices for taming animals, e.g. nose-rings or hobbles; Devices for overturning animals in general; Training or exercising equipment; Covering boxes
    • A01K15/02—Training or exercising equipment, e.g. mazes or labyrinths for animals ; Electric shock devices; Toys specially adapted for animals

Definitions

  • the present invention relates to a mouse learning device, a mouse learning system, and a mouse learning program.
  • Patent Document 1 an apparatus that tests an animal's learning ability and promotes the animal's learning ability is known.
  • Patent Document 1 In the configuration of the above-mentioned Patent Document 1, it is unclear how to make an animal learn in order to promote the learning ability of the animal, and it is difficult to make the animal learn efficiently.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a mouse learning device, a mouse learning system, and a mouse learning program that can perform more efficient learning.
  • a learning device for a mouse includes a display provided so as to be visible to a mouse, first and second prize punishment granting units that give reward or punishment to the mouse, A control unit that executes a mouse detection unit that detects that the mouse has approached or touched each of the award punishment units, a speaker that emits sound, a sample alignment test, a delay sample alignment test, a visual dependency task test, and a memory dependency task test
  • the sample alignment test includes a sample symbol display step for displaying a sample symbol through the display, and a first selection symbol that is the same type of symbol as the sample symbol through the display. A second selection symbol that is a symbol of a different type from the sample symbol.
  • a selection symbol display step for displaying at a position corresponding to the other prize punishment granting unit of the first or second prize punishment granting unit, and when detecting that the mouse has approached or contacted the one prize punishment granting unit through the mouse detection unit, A reward punishment step of rewarding the mouse through one prize punishment granting unit, and punishing the mouse through the other prize punishment granting unit when detecting that the mouse has approached or contacted the other prize punishment granting unit.
  • the delay sample alignment test includes the sample symbol display step, a delay step of waiting for a delay time set in advance after erasing the display of the sample symbol, and the selection symbol display step started through the delay step.
  • the visual dependence task test includes a step of displaying the sample symbol and the speaker when the sample symbol is displayed.
  • a mouse learning system is connectable to the mouse learning device and a network and can communicate with the control unit of the mouse learning device.
  • a main computer wherein the main computer cuts off communication with the control unit during a period in which the tests are performed in the mouse learning device, and the tests are not performed in the mouse learning device. In the period, communication with the control unit is enabled.
  • a learning program for a mouse is selected from the group consisting of a sample alignment test, a delay sample alignment test, a visual dependency task test, and a memory dependency task test.
  • the selection symbol display step of displaying the position corresponding to the other prize punishment granting section of the prize punishment granting section and the one prize punishment granting through the mouse detection section When it is detected that the mouse is approaching or touching, the reward is given to the mouse through the one award punishment giving unit, and when it is detected that the mouse is approaching or touching the other award punishment giving unit, the other award is given through the other award punishment giving unit.
  • a prize punishment granting step that punishes the mouse, and the delay sample alignment test includes the sample symbol display step, a delay step of waiting for a preset delay time after erasing the display of the sample symbol, and the delay
  • the selection symbol display step started through a process, and the award punishment granting step, and the visual dependent task test is configured to display the sample symbol display step and the sample symbol through the speaker when the sample symbol is displayed.
  • a speech generation step for generating correlated speech, the selection symbol display step, and the prize punishment granting step, and the memory dependence task In the test, another sound generation process for generating any of the sounds used in the sound generation process of the visual dependency task test through the speaker, and the sound generated in the other sound generation process through the display.
  • a corresponding first selection symbol is displayed at a position corresponding to one of the first or second award punishment giving units, and a second selection symbol that is a different type of symbol from the first selection symbol. Is displayed at a position corresponding to the other prize punishment granting section of the first or second prize punishment granting section, and the prize punishment granting process.
  • 1 is a block diagram showing a mouse learning system according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the flow of the information processing of the learning system for mice which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • 1 is a schematic diagram showing a learning device for a mouse according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the experimental unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the contact detection part and electric shock provision part which concern on the 1st Embodiment of this invention. It is a flowchart performed by the control part which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • (A), (b) which concerns on the 1st Embodiment of this invention is a front view of the display screen in a sample alignment test. It is a front view of the display screen in the delay sample alignment test which concerns on the 1st Embodiment of this invention.
  • (A), (b) which concerns on the 1st Embodiment of this invention is a front view of the display screen in a visual dependence task test.
  • (A), (b) which concerns on the 1st Embodiment of this invention is a front view of the display screen in an associative dependence task test. It is a schematic diagram which shows the cage which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • the mouse learning system 1 includes a main PC (Personal Computer) 40 as a main computer, a router 30, n mouse learning devices 10a to 10n, and an external PC 140.
  • “N” is a natural number.
  • Each of the mouse learning devices 10a to 10n includes experimental PCs 20a to 20n, which are examples of control units, and experimental units 11a to 11n.
  • the mouse learning device is simply referred to as a learning device.
  • reference numeral 10 is used when the learning devices are generically referred to
  • reference numeral 20 is used when the experimental PCs are generically referred to
  • reference numeral 11 is used when the experimental units are generically referred to.
  • the main PC 40 and the external PC 140 are configured to be connectable to the Internet IN which is an example of a network.
  • the router 30 is a relay device connected between the main PC 40 and the plurality of experimental PCs 20a to 20n.
  • the main PC 40 can communicate with the experimental PCs 20a to 20n via the router 30.
  • Each of the experimental PCs 20a to 20n performs an experiment using its own experimental units 11a to 11n based on a command from the main PC 40, and sends the result of the experiment (for example, whether the mouse answer is correct) to the main PC 40.
  • the main PC 40 can analyze the experimental results by collecting the experimental results from the experimental PCs 20a to 20n.
  • the set of the main PC 40, the router 30, and the plurality of mouse learning devices 10a to 10n is provided in the same facility such as a university or a research institute. Although not shown, a plurality of main PCs 40 are connected to the Internet IN. One or a plurality of mouse learning devices 10 are connected to each of the plurality of main PCs 40 via the router 30. A plurality of sets of the main PC 40, the router 30, and the mouse learning devices 10a to 10n are usually installed in different places.
  • the external PC 140 is installed at a location different from any main PC 40, for example. Although not shown, a plurality of external PCs 140 may be provided. The external PC 140 can manage an experiment through the mouse learning device 10 from the outside by selecting one or more of the plurality of main PCs 40 via the Internet IN and remotely operating the selected main PC 40. it can. This remote operation will be described in more detail with reference to FIG.
  • the user causes an arbitrary experimental unit 11 to perform an experiment via the external PC 140
  • the user specifies one or more mouse learning devices 10 to be used for the experiment.
  • the main PC 40 connected to the specified learning device 10 is specified.
  • the user follows the guidance displayed on the operation screen of the external PC 140, the identification information (hereinafter simply referred to as ID) of the main PC 40, the ID of the learning device 10 that performs the experiment, and the experiment that is performed by the learning device 10.
  • ID is input to the external PC 140.
  • the external PC 140 generates transmission data including a destination address composed of the network address of the designated main PC 40, a transmission source address composed of its own network address, the ID of the learning device 10 used for the experiment, and the ID of the experiment to be performed. . Note that the number of combinations of the learning device 10 ID and the experiment ID varies according to the number of learning devices 10 used in the experiment.
  • the external PC 140 transmits the generated transmission data to the destination main PC 40 via the Internet IN (S1).
  • the main PC 40 receives the transmission data addressed to itself and stores it in the internal memory.
  • the main PC 40 transmits a command instructing to carry out the experiment specified by the experiment ID to the experiment PC 20 specified by the ID of the learning device 10 (S2).
  • Each experimental PC 20 receives a command addressed to itself, and causes the experimental unit 11 connected to itself to execute an experiment instructed by the received command (S3).
  • Each experiment PC 20 obtains an experiment result (for example, accuracy rate) when the experiment in the corresponding experiment unit 11 is completed (S4).
  • the experimental PC 20 transmits information indicating the acquired experimental result to the main PC 40 (S5).
  • the main PC 40 receives the information transmitted from the experiment PCs 20a to 20n, and generates a list of the learning apparatus 10 ID and experiment results.
  • the main PC 40 transmits the generated list to the external PC 140 specified by the transmission source address of the transmission data received in step S1 (S6).
  • the external PC 140 stores the list transmitted from the main PC 40 in the internal storage device. Thereafter, the user can operate the external PC 140 to view, edit, and process the list stored in the internal storage device.
  • the main PC 40 is always connected to the Internet IN.
  • the main PC 40 may automatically disconnect the communication with the experiment PCs 20a to 20n via the router 30 and automatically operate the learning devices 10a to 10n.
  • the term “during the experiment” means a period during which an experiment related to each test described later is being performed.
  • the experiment PCs 20a to 20n are prevented from being affected by disturbances such as the main PC 40 and the Internet IN during the experiment (such as the outflow or falsification of experiment data due to computer viruses, etc.). Can do.
  • the main PC 40 is communicably connected to the experiment PCs 20a to 20n via the router 30 during the period when the mouse learning devices 10a to 10n are not conducting experiments.
  • the main PC 40 can totalize the experimental results of the mouse learning devices 10a to 10n, analyze the totaled experimental results, and change the setting of the experimental program.
  • the main PC 40 disconnects communication with the experimental PCs 20a to 20n via the router 30 during the night time when the mouse is active, and performs the experiment via the router 30 during the day time when the mouse is inactive.
  • the PCs 20a to 20n may be communicably connected.
  • the main PC 40 disconnects the communication with the experimental PCs 20a to 20n via the router 30 in the dark period and the experimental PC 20a via the router 30 in the light period.
  • ⁇ 20n may be communicably connected.
  • each of the experimental units 11a to 11n includes a cage 16, a metal plate 16c, a shelter 17, a display device 12, and a water supply pipe 14r, which is an example of first and second prize punishment units. 14l.
  • the cage 16 is a case for housing a mouse.
  • the cage 16 includes a response area 16a and a standby area 16b.
  • the response area 16a and the standby area 16b are formed to be continuous with each other, and no physical obstacle is provided between the response area 16a and the standby area 16b.
  • the cage 16 functions as a breeding cage. For example, if the test regime shown in FIG. 14 is followed, mice are raised in the cage 16 during the period from T1 to T3.
  • the waiting area 16b is an area where the mouse is waiting. In this example, chips are spread on the floor of the standby area 16b.
  • the shelter 17 is provided in the standby area 16b so that a mouse can enter and exit.
  • the response area 16a is an area for the mouse to select one of the water supply pipes 14r and 14l in an experiment described later.
  • a metal plate 16c is provided on the floor of the response area 16a.
  • the water supply pipes 14r and 14l give water, which is an example of reward, to the mouse to be experimented from the tip.
  • the tips of the water supply pipes 14r and 14l are provided in the response area 16a.
  • the water supply pipes 14r and 14l are respectively located on the right side and the left side when viewed from the mouse exiting from the shelter 17.
  • the water supply pipes 14r and 14l are made of metal and connected to a water storage tank.
  • water supply from the water storage tank to the water supply pipes 14r and 14l is controlled by a water supply pump 13 described later.
  • the feed water pump 13 is controlled by the experimental PCs 20a to 20n.
  • the display device 12 includes a screen 12a that displays an image under the control of the experimental PCs 20a to 20n.
  • the screen 12a of the display device 12 is located in front of the mouse viewed from the shelter 17.
  • the screen 12a of the display device 12 is formed in a range extending between the two water supply pipes 14r and 14l. This screen 12a has a right region 12r close to the water supply pipe 14r, a left region 12l close to the water supply pipe 14l, and a central region 12c located between the right region 12r and the left region 12l.
  • a sample symbol Ia is displayed in the central region 12c of the screen 12a
  • a selection symbol Ir is displayed in the right region 12r of the screen 12a
  • a selection symbol Il is displayed in the left region 12l of the screen 12a.
  • the selection symbols Il and Ir correspond to the first and second selection symbols.
  • each of the experimental units 11a to 11n includes a water supply pump 13, a contact detection unit 15 as an example of a mouse detection unit, and a speaker 19 in addition to the display device 12 and the water supply pipes 14r and 14l. And an electric shock applying unit 18.
  • the speaker 19 emits sound under the control of the corresponding experimental PCs 20a to 20n.
  • the speaker 19 may be a stereo speaker including a right speaker positioned on the water supply pipe 14r side and a left speaker positioned on the water supply pipe 14l side, or may be a monaural speaker.
  • the water supply pump 13 supplies the water supply pipes 14r and 14l from a water storage tank (not shown) under the control of the corresponding experimental PCs 20a to 20n.
  • the contact detection unit 15 detects that the mouse has contacted the water supply pipes 14r and 14l, and outputs the detection result to the corresponding experimental PCs 20a to 20n.
  • the contact detection unit 15 is provided in a one-to-one correspondence with each of the water supply pipes 14r and 14l.
  • the contact detection unit 15 includes, for example, a sine wave voltage application unit 15a, a current measurement unit 15b, and a high-pass filter 15c.
  • the sine wave voltage application unit 15a applies a sine wave voltage to the metal plate 16c under the control of the corresponding experimental PCs 20a to 20n.
  • the voltage of this sine wave is set to an amplitude of about 0.3 V and a frequency of about 1 kHz, for example.
  • the current measuring unit 15b is connected to the corresponding water supply pipe 14r or 14l via the high-pass filter 15c.
  • the high-pass filter 15c is for preventing a direct current, which will be described later, from being circulated, and its cutoff frequency is set to a value lower than the frequency of the sine wave voltage output from the sine wave voltage application unit 15a.
  • the current measurement unit 15b detects that a sine wave current has flowed through the flow path, and outputs the detection result to the corresponding experimental PCs 20a to 20n.
  • Each of the experimental PCs 20a to 20n determines whether or not the mouse has contacted the water supply pipes 14r and 14l based on the measurement result of the current measuring unit 15b.
  • the electric shock applying unit 18 applies electric shock to the mouse under the control of the corresponding experimental PCs 20a to 20n.
  • the electric shock applying unit 18 has two functions (1) and (2) below: (1) Before the start of the experiment: a function of applying a DC voltage to both the water supply pipes 14r and 14l. Thus, the mouse receives an electric shock when it touches the water supply pipe 14r or 14l before the start of the experiment. This function substantially corresponds to a gate function that restricts the mouse from entering the response area 16a from the standby area 16b. (2) During the experiment: A function in which the mouse applies a DC voltage only to the water supply pipe 14r or 14l corresponding to an incorrect answer to the question. This feature allows mice to receive an electric shock when they answer the question incorrectly.
  • the electric shock applying unit 18 is provided in one-to-one correspondence with the water supply pipes 14r and 14l. As shown in FIG. 5, the electric shock applying unit 18 includes a DC voltage applying unit 18a and a resistor R18.
  • the DC voltage application unit 18a applies, for example, a DC voltage of several volts to the water supply pipes 14r and 14l through the resistor R18 under the control of the experimental PCs 20a to 20n. This is the ON state of the electric shock applying unit 18.
  • the DC voltage application unit 18a ⁇ resistance R18 ⁇ water supply pipe 14r, 14l ⁇ mouse ⁇ metal plate 16c ⁇ sine wave voltage application unit. The current flows through 15a, and the mouse feels uncomfortable.
  • Each of the experimental PCs 20a to 20n performs a sample alignment test, a delay sample alignment test, and a delay arbitrary sample alignment test using the corresponding mouse learning devices 10a to 10n.
  • Each of the experimental PCs 20a to 20n includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). These components included in each of the experimental PCs 20a to 20n are connected to each other by a bus.
  • the CPU uses the RAM as a work area and operates according to the mouse learning program stored in the ROM, thereby controlling the operation of each experimental PC 20a to 20n. As a result, each test according to the flowchart described later is performed. I do.
  • CPU communicates with the display apparatus 12, the water supply pump 13, the contact detection part 15, the speaker 19, and the electric shock provision part 18 via a respectively separate interface.
  • CPU can receive the detection signal of the contact detection part 15, or operate the display apparatus 12, the water supply pump 13, and the speaker 19 according to the mouse
  • each of the experimental PCs 20a to 20n executes a learning program, for example, performs a set-up test for the set number of times per day over the first period T1, and performs the first period T1.
  • the delay sampling test is performed a set number of times a day over the second period T2, and after the second period T2, the delay arbitrary sampling test is performed a set number of times per day over the third period T3. .
  • Each of the set times may be the same or different.
  • Each test is usually performed at night (the dark period when rearing under artificial sunshine conditions).
  • each electric shock provision part 18 connected to the water supply pipes 14r and 14l is set to the ON state. Therefore, the mouse feels uncomfortable when it touches the water supply pipes 14r, 14l.
  • Each experimental unit 11a to 11n contains only one mouse.
  • each of the experimental PCs 20a to 20n displays a sample symbol Ia on the screen 12a of the display device 12 (step S101).
  • the experimental PCs 20a to 20n display a symbol in which a plurality of circles overlap as the sample symbol Ia in the central region 12c. This sample symbol Ia may blink.
  • the experimental PCs 20a to 20n wait for a certain time to elapse with the sample symbol Ia displayed (step S102; NO), and when the certain time has elapsed (step S102; YES)
  • the sample symbol Ia is deleted (step S103).
  • This fixed time is set to, for example, the time required for the mouse to store the sample symbol Ia.
  • the experimental PCs 20a to 20n switch the electric shock applying units 18 connected to the water supply pipes 14r and 14l to the off state (step S104).
  • the experimental PCs 20a to 20n display the two selection symbols Il and Ir on the screen 12a of the display device 12 (step S105).
  • One of the two selection symbols Il and Ir is the same symbol as the sample symbol Ia, and the other is a symbol different from the sample symbol Ia.
  • the method of displaying the sample symbol Ia and the selection symbols I1 and Ir is arbitrary.
  • the experimental PCs 20a to 20n store a plurality of pairs of different symbols, select one pair, display one symbol of the selected pair as a sample symbol Ia, and display it on the screen 12a.
  • the experimental PCs 20a to 20n display the selection symbol Il, which is the same symbol as the sample symbol Ia, in the left region 12l, and the sample symbol in the right region 12r.
  • a selection symbol Ir which is a symbol different from Ia is displayed.
  • the selection symbol Il is a symbol in which a plurality of circles overlap, and the selection symbol Ir is a star (asterisk) symbol.
  • the experimental PCs 20a to 20n wait for the mouse to contact the water supply pipe 14r corresponding to the selection symbol Ir or the water supply pipe 14l corresponding to the selection symbol Ir through the contact detection unit 15 (step S106; NO).
  • step S106 determines whether or not the selection of the mouse is correct.
  • the contact of the mouse with the water supply pipes 14r and 14l is an answer to the options given to the mouse as two selection symbols Il and Ir.
  • the experimental PCs 20a to 20n may blink the selection symbols Il and Ir when the mouse contacts the water supply pipe 14r or the water supply pipe 14l.
  • the experimental PCs 20a to 20n determine that the selection of the mouse is correct (step S107; YES). Water is supplied to the contacted water supply pipe 14r or the water supply pipe 14l (step S108). This water supply is adjusted, for example, by operating the water supply pump for 10 seconds to obtain a water supply amount of about 0.1 ml per correct answer. Thus, when the mouse is selected correctly, the mouse is given water as a reward.
  • the experimental PCs 20a to 20n activate the water supply pump for the water supply pipe 14l when detecting that the mouse has contacted the left water supply pipe 14l. Give water to the mouse.
  • the experimental PCs 20a to 20n determine that the selection of the mouse is wrong (step S107; NO), and the DC voltage application unit A DC voltage is applied to the mouse in contact with the water supply pipe 14r or the water supply pipe 14l through 18a (step S109).
  • an electrical stimulus is given to the mouse as a punishment.
  • the experimental PCs 20a to 20n detect that the mouse has contacted the right water supply pipe 14r
  • the DC voltage application unit connected to the water supply pipe 14r is detected. Turn on 18a and apply electrical stimulation to the mouse. This completes the processing related to the flowchart in the sample matching test.
  • the experimental PCs 20a to 20n switch the electric shock applying portions 18 connected to the water supply pipes 14r and 14l to the ON state after the sample matching test is completed.
  • step S201 the experimental PCs 20a to 20n wait for the preset delay time to elapse after the step S103, as indicated by the broken line in FIG. 6 (step S201; NO), and the delay
  • step S201; YES the delay
  • step S104 the process proceeds to the above-described step S104.
  • a delay time is set until the selection symbols Il and Ir are displayed after the display of the sample symbol Ia is erased.
  • this delay time is set to 5 seconds to 20 seconds.
  • the delay time may be set to increase with the passage of time in the second period T2. Since the experiment related to the delayed sample matching test is more difficult for the mouse than the experiment related to the sample matching test described above, the experiment is preferably performed after the experiment related to the sample matching test. Also, the symbol pair used in the delay sample matching test may be different from the symbol pair used in the sample alignment test.
  • a new sample symbol Ia and selection symbols Il and Ir different from the sample symbol Ia and the selection symbols Il and Ir are used.
  • the delayed random sample matching test it is possible to present different alphabet pairs for each test. Specifically, a pair of “a” and “b” in the first test, a pair of “a” and “c” in the second test, and a pair of “x” and “y” in the third test It may be used. Since the experiment related to the delayed random sample test is more difficult for the mouse than the experiment related to the delayed sample test described above, it is preferable to be performed after the test related to the sample test and the delayed sample test. .
  • each of the experimental PCs 20a to 20n performs a visual dependent task test and an associative dependent task test using the corresponding mouse learning devices 10a to 10n. As shown in FIG. 13, each of the experimental PCs 20a to 20n performs a visual dependence task test for the set number of times per day over the first period Ta, and after the first period Ta has elapsed, Perform associative task test a set number of times a day. Each of the set times may be the same or different.
  • Visual dependent task test In the visual dependence task test, the experimental PCs 20a to 20n perform the process related to step S301 between step S101 and step S102 in FIG. Except for this point, the visually dependent task test is the same as the sample matching test described above.
  • the experimental PCs 20a to 20n emit sound corresponding to the sample symbol Ia through the speaker 19 in step S301. This voice is a unique voice corresponding to the type of the sample symbol Ia, and may be unrelated to the concept of the sample symbol Ia itself.
  • the sample symbol Ia is the first sample symbol Ia1
  • the first sound A is emitted
  • the sample symbol Ia is the first sample symbol Ia.
  • the second sound B is emitted.
  • the first voice A is a cat's cry as an example
  • the second voice B is a mouse's cry as an example.
  • the type of sound is not limited to this, and may be any sound that can be identified by hearing of the mouse.
  • the experimental PCs 20a to 20n stop the sound from the speaker 19 simultaneously with the deletion of the sample symbol Ia in step S103. Note that the processes according to steps S101 and S301 may be performed simultaneously or sequentially.
  • the associative dependency task test In the associative dependency task test, the experimental PCs 20a to 20n omit step S101 in the visual dependency task test described above. Except for this point, the associative dependent task test is the same as the visual dependent task test described above. Accordingly, as shown in FIG. 10A, when the first voice A is emitted without being displayed on the screen 12a of the display device 12, the first voice A among the selection symbols Il and Ir is displayed. A selection symbol Il that is the same as the associated first sample symbol Ia1 is the correct answer. Further, as shown in FIG. 10B, when the second sound B is emitted without being displayed on the screen 12a of the display device 12, it corresponds to the second sound B among the selection symbols Il and Ir. The same selection symbol Ir as the attached second sample symbol Ia2 is a correct answer.
  • step S101 corresponds to a sample symbol display step
  • step 201 corresponds to a delay step
  • step S105 corresponds to a selection symbol display step
  • steps S108 and S109 correspond to an award punishment giving step
  • S301 corresponds to a sound generation process.
  • each of the experimental units 11a to 11n includes a cage 116 having a substantially M shape when viewed from above.
  • the cage 116 includes a gate 118 that partitions the internal space.
  • the gate 118 is made of a transparent panel and is detachably fitted into the cage 116.
  • a standby space 116a is formed so as to be recessed downward in the center in the left-right direction of FIG. When the gate 118 is fitted into the cage 116, the standby space 116a becomes a closed space.
  • the display device 12 is disposed above the cage 116 in FIG. Further, a water supply pipe 14r is located at the lower right end of the cage 116, and a water supply pipe 14l is located at the lower left end of the cage 116.
  • the experimenter installs the gate 118 in the cage 116 after accommodating the mouse in the standby space 116a before starting each test described above. Then, the experimenter opens the gate 118 by removing the gate 118 from the cage 116 instead of the above-described step S104 of FIG. After completion of the test, the experimenter returns the mouse to the standby space 116a and then attaches the gate 118 to the cage 116.
  • the experimental PCs 20a to 20n may not always be connected to the main PC 40. Instead, the mouse learning devices 10a to 10n are used as independent devices, and the experimenter uses the analysis data (for example, the main PC 40, the external PC 140, etc.) via the storage medium such as the USB memory using the data of the experiment PCs 20a to 20n. Etc.) and may be analyzed.
  • the analysis data for example, the main PC 40, the external PC 140, etc.
  • the storage medium such as the USB memory
  • mice are experimental animals that are widely used in the study of psychiatric disorders, and it is presumed that mice have simple mental functions. Therefore, if it is possible to measure the mental function of a mouse objectively and efficiently, it has a great industrial value in the development of a psychiatric disorder therapeutic drug.
  • the most basic function of mental function is the function of “having consciousness” (consciousness function), and schizophrenia can be regarded as an abnormality of consciousness function. However, it is completely unknown how to objectively measure the mouse's conscious function.
  • the present invention relates to an experimental method aimed at objectively, automatically, and efficiently measuring a conscious function while raising a mouse.
  • the second to fifth properties are that (2) consciousness has a structure, (3) has special characteristics that can be distinguished from other consciousness states, (4) is integrated, and (5) is exclusive. is there.
  • (2)-(5) can be derived from the nature of (4) that consciousness is integrated, not independent of each other. That is, (2) Consciousness has a structure by being integrated, (3) It has a distinctive distinction from other consciousness states, and (4) It is integrated even if multiple consciousness exists in a single brain (5) As a result, it becomes exclusive. That is, the main elements of consciousness can be reduced to (1) and (4), that is, the combination of short-term memory and information integration functions. Since mice have been experimentally confirmed to have short-term memory and information integration functions, they have at least basic conscious functions. The present invention pays attention to this point, and objectively, automatically, and efficiently evaluates the basic consciousness function of a mouse as a combination of short-term memory and information integration function.
  • mice are the most widely used laboratory animals. There are already genetically modified mice in which a significant part of all 20,000 or more genes have been artificially deleted, and genetically modified mice in which the remaining genes have also been deleted. An exhaustive movement is spreading worldwide. However, in order to effectively utilize these genetically modified mice, which should be a valuable resource for humankind investing a lot of research funds and human power, in the analysis of higher-order functions, there are three characteristics (remote operability, higher-order function analysis ability). Therefore, it is necessary to develop a device (experimental method) with arbitrary selection behavior restriction. The present invention has novelty and inventive step in these three characteristics.
  • mice Remote operability
  • Many of the genetically modified mice are bred and distributed in a myriad of laboratories around the world that created them, and various procedures and approvals are sufficient to obtain and study the mice.
  • a breeding period and a breeding space are required to obtain numbers, and a large amount of money and a period of at least half a year to one year are necessary.
  • What is more problematic is that it is not possible to judge whether a mouse strain that has attracted interest meets the research objective until detailed analysis is performed, and it is not unlikely that these costs and time will be wasted. Therefore, there is a tendency to select important mice from multiple possible mouse strains and present research results using these mice to large laboratories endowed with research funds and manpower. .
  • the present invention has industrial effectiveness because it enables intensive experimental management not only for research purposes but also for drug development that acts on the brain.
  • the experimental method or apparatus having the remote control function as described above is not commercially available, and is not found in the prior application. Therefore, the present invention that enables learning for remotely operated mice is sufficiently novel.
  • Automatic mouse learning needs to be continued automatically over a long period of about a week with minimal human intervention such as feeding and water supply and cage cleaning.
  • disturbances to the apparatus must be eliminated as much as possible.
  • Direct connection between the experimental device that automatically operates for a long period of time and the Internet may cause unexpected disturbances via the Internet or virus software normally installed on a PC connected to the Internet, which may interfere with the experimental device. Is not done.
  • the Internet is not necessarily safe, and if virus software is not installed on a PC that is directly connected to the Internet, there may be a security problem that experimental data is leaked or altered.
  • the present invention interposes a PC with virus software installed between the experimental device and the Internet, so that the Internet is used during the experiment time (the experimental device performs complex operations during the night time when the mouse is active). Disconnect from the PC connected to the PC and connect indirectly via the PC connected to the Internet only when the experiment is paused (the mouse is inactive during the daytime and the experiment device is paused until a preset time).
  • Inventing a method that makes it possible to achieve the inventive step by combining the remote control such as monitoring of the experimental process, data collection, and re-setting of the experimental program with the autonomy of the device while maintaining independence from disturbances Have.
  • mice are frequently used for research.
  • mammals are small in size and are not expensive to raise.
  • the mouse brain is also small, and this is the reason why the higher-order functions of the mouse are considered to be underdeveloped.
  • rats having a weight and brain weight 10 times that of mice are widely used.
  • the mouse is always moving around and is not calm, making it difficult for people to get used to.
  • mice described as targeting both rats and mice is actually a rat, and it is impossible or even difficult to use effectively with mice.
  • Commercially available automatic learning devices for mice are limited to those that target relatively simple functions, and are designed to match the delayed arbitrary graphic samples targeted by the present invention (about the first alphabet you see after birth).
  • the mouse masters delayed arbitrary figure sampling in about two months as described above.
  • the brain function of the mouse seems to be low because the brain is never small and the higher-order functions are not yet developed, but the mouse always has the characteristics of a species that seeks a new environment (not calm). It shows nothing else. This is clear from the fact that even a simpler organism than a mouse, such as a nematode having only 302 nerve cells, exhibits fairly complex learning behavior.
  • correct patterns and control patterns can be selected from hundreds of graphic patterns, and a total of 100,000 or more stimulation patterns can be created. This makes it possible to always use a new graphic pattern even if the mouse is tested 300 times daily for one year.
  • the electric shock applying part can also be used for the purpose of giving a punishment when the mouse selects an incorrect answer.
  • An automatic mouse learning device having an electric shock imparting unit for limiting arbitrary selection behavior of a mouse is not commercially available, and is not found in prior applications.
  • the present invention is sufficiently novel in that respect.
  • the electric shock imparting portion of the present invention is devised based on the result of an original experiment conducted by the inventors, and the present invention has sufficient inventive step in that respect.
  • the mouse learning devices 10a to 10n measure the following problems (1) to (10) (four types of short-term memory tasks and six types of information integration tasks) in the mouse, The basic conscious function of the mouse can be evaluated from various perspectives.
  • problems to be executed by the experimental PCs 20a to 20n will be described.
  • the experimental PCs 20a to 20n may perform the following problems (1) to (10) in addition to the various tests described above or instead of the various tests described above. Any one of these tests and assignments may be performed, or any combination and any order may be performed.
  • the experimental PCs 20a to 20n display the graphics 1 and 2 on the screen 12a of the display device 12 in order. Then, the experimental PCs 20a to 20n evaluate, as a response, an action in which the mouse licks the water supply pipe 14l when the graphic 2 is displayed.
  • the experimental PCs 20a to 20n make a correct answer when the mouse licks the water supply pipe 14l when the figure 1 and the figure 2 have the same shape, and give reward water through the water supply pipe 14l.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer when the mouse licks the water supply pipe 14l when the graphic 1 and the graphic 2 are different shapes, and apply an unpleasant DC voltage to the mouse through the water supply pipe 14l. Further, a delay period during which nothing is displayed is set between the display of graphic 1 and the display of graphic 2. Thereby, the short-term memory task of a visual figure can be implemented.
  • the experimental PCs 20a to 20n display the graphic 1 at the left or right position of the screen 12a of the display device 12, and then display the graphic 2 It is displayed at the left or right position of the screen 12a. Then, the experimental PCs 20a to 20n evaluate the action of the mouse licking the water supply pipes 14r and 14l at the position where the graphic 2 is displayed as a response when the graphic 2 is displayed. The experimental PCs 20a to 20n make the correct answer when the mouse licks the water supply pipes 14r, 14l corresponding to the positions when the position of the graphic 1 and the position of the graphic 2 are the same, and through the water supply pipes 14r, 14l. Give reward water.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer when the mouse licks the water supply pipes 14r, 14l corresponding to the positions when the position of the graphic 1 and the position of the graphic 2 are different, and the water supply pipes 14r, 14l are Apply an unpleasant DC voltage to the mouse. Further, a delay period during which nothing is displayed is set between the display of graphic 1 and the display of graphic 2. Thereby, the short-term memory task of the visual stimulus position can be implemented.
  • the experimental PCs 20 a to 20 n emit sound 1 and sound 2 in order through the speaker 19. Then, the experimental PCs 20a to 20n evaluate the action of the mouse licking the water supply pipes 14r and 14l as a response when the sound 2 is being emitted. The experimental PCs 20a to 20n make the correct answer when the mouse licks the water supply pipes 14r and 14l when the sound 1 and the sound 2 are the same timbre, for example, both the sound 1 and the sound 2 are the timbre A, and the water supply pipes 14r and 14l Give reward water through.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer if the mouse licks the water supply pipes 14r and 14l when the sound 1 and the sound 2 are different from each other, for example, the sound 1 is the timbre A and the sound 2 is the timbre B.
  • An unpleasant DC voltage is applied to the mouse via 14r and 14l.
  • a delay period in which no sound is generated between the sound 1 and the sound 2 is set. Thereby, the short-term memory task of an auditory timbre can be implemented.
  • the experimental PCs 20a to 20n emit sound 1 from the left or right speaker 19, and then sound 2 from the left or right speaker. . Then, the experimental PCs 20a to 20n evaluate, as a response, an action in which the mouse licks the water supply pipes 14r and 14l at the position where the sound 2 is emitted when the sound 2 is generated. The experimental PCs 20a to 20n make a correct answer when the mouse licks the water supply pipes 14r and 14l when the position of the sound 1 and the position of the sound 2 are the same, and give reward water through the water supply pipes 14r and 14l.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer when the mouse licks the water supply pipes 14l and 14r when the position of the sound 1 and the position of the sound 2 are different, and the DC voltage that is uncomfortable to the mouse through the water supply pipes 14r and 14l. Is applied. Furthermore, a delay period in which no sound is generated between the sound 1 and the sound 2 is set. Thereby, the short-term memory task of the auditory stimulation position can be implemented.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer when the mouse licks the water supply pipe 14l when the graphic 1 and the graphic 2 are different shapes, and apply an unpleasant DC voltage to the mouse through the water supply pipe 14l.
  • the experimental PCs 20a to 20n display the graphic 2 after generating the sound 1 without displaying the graphic 1 as an information integration task.
  • the figure 1 can be associated with the sound 1, the correct answer can be obtained without displaying the figure 1. For this reason, the information integration task of visual stimuli and auditory stimuli can be implemented.
  • the experimental PCs 20a to 20n emit the sound 1 simultaneously with the display of the graphic 1, and then the sound. Issue 2. Then, the experimental PCs 20a to 20n evaluate the action of the mouse licking the water supply pipe 14l as a response when the sound 2 is being emitted. The experimental PCs 20a to 20n make a correct answer when the mouse licks the water supply pipe 14l when the sound 1 and the sound 2 are the same timbre, for example, both the sound 1 and the sound 2 are the timbre A, and the reward is obtained through the water supply pipe 14l. Give water.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer when the mouse licks the water supply pipe 14l when the sound 1 and the sound 2 are different tones, for example, the sound 1 is the timbre A and the sound 2 is the timbre B. Apply an unpleasant DC voltage to the mouse.
  • the experimental PCs 20a to 20n display only the graphic 1 without generating the sound 1 and then only the sound 2, as an information integration task. At this time, if the sound 1 can be associated with the graphic 1, the correct answer can be obtained without generating the sound 1. For this reason, the information integration subject of auditory stimulation and visual stimulation can be implemented.
  • the experimental PCs 20a to 20n display the graphic 1 at the left or right position, and then the sound 2 to the left. Or depart from the right position. Then, the experimental PCs 20a to 20n evaluate, as a response, an action in which the mouse licks the water supply pipes 14l and 14r at a position where the sound 2 is emitted when the sound 2 is emitted. The experimental PCs 20a to 20n make a correct answer when the mouse licks the water supply pipes 14l and 14r when the position of the graphic 1 and the position of the sound 2 are the same, and give reward water through the water supply pipes 14l and 14r.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer when the mouse licks the water supply pipes 14l and 14r when the position of the graphic 1 and the position of the sound 2 are different, and the DC voltage is uncomfortable to the mouse through the water supply pipes 14l and 14r. Is applied.
  • This task can be implemented as an information integration task between the visual stimulus position and the auditory stimulus position.
  • the experimental PCs 20a to 20n emit the sound 1 from the left or right position, and then the graphic 2 to the left or right. Display in the right position. Then, the experimental PCs 20a to 20n evaluate the action of the mouse licking the water supply pipes 14l and 14r at the position where the graphic 2 is displayed as a response when the graphic 2 is displayed. The experimental PCs 20a to 20n make a correct answer when the mouse licks the water supply pipes 14l and 14r when the position of the sound 1 and the position of the graphic 2 are the same, and give reward water through the water supply pipes 14l and 14r.
  • the experimental PCs 20a to 20n make an incorrect answer if the mouse licks the water supply pipes 14l and 14r when the position of the sound 1 and the position of the graphic 2 are different, and the DC voltage is uncomfortable to the mouse through the water supply pipes 14l and 14r. Apply.
  • This task can be implemented as an information integration task between an auditory stimulus position and a visual stimulus position.
  • the experimental PCs 20a to 20n display the figure A in the center, and when the left water pipe 14l is licked, water is given as a correct answer, and the right water pipe When 14r is licked, an incorrect DC voltage is applied to the mouse as an incorrect answer.
  • the experimental PCs 20a to 20n display the figure B in the center, and when the right water pipe 14r is licked, water is given as a correct answer, and when the left water pipe 14l is licked, an unpleasant DC voltage is applied to the mouse as an incorrect answer. To do. From this problem, it is possible to evaluate the ability of the mouse to associate the original presentation position from the graphic, and to implement the information integration problem between the visual graphic and the position.
  • the experimental PCs 20a to 20n emit a sound B from the right speaker 19 and give water as a correct answer when licking the water supply pipe 14r at the position where the sound B is emitted.
  • an incorrect DC voltage is applied to the mouse as an incorrect answer.
  • the experimental PCs 20a to 20n emit a sound B from both speakers and give water as a correct answer when licking the right water supply pipe 14r.
  • an incorrect DC voltage is applied to the mouse as an incorrect answer. From this problem, it is possible to evaluate the ability of the mouse to associate the original presentation position from the timbre, and to perform an information integration problem between the auditory timbre and the position.
  • the experimental tasks (1) to (10) can also be performed by a configuration having two water supply pipes as in the first embodiment.
  • step S108 about 0.1 ml of water is supplied over 10 seconds.
  • water may be supplied in an arbitrary amount in an arbitrary period.
  • water supply may be continued for a fixed time after the mouse contacts the water supply pipe 14r or 14l indicating the correct answer.
  • step S108 the water supply may be continued until a certain amount of moisture is supplied after the mouse contacts the water supply pipe 14r or 14l indicating the correct answer.
  • the amount of water supply per one time can be determined based on the daily required amount of water and the number of tests of the mouse.
  • the required water supply amount for example, 4-7 ml per time divided by the required water amount of the mouse per day (for example, 20 times) (for example, 0.2-0.35 ml) It is good. Furthermore, (i) a fixed time elapses after the mouse contacts the water supply pipe 14r or 14l indicating the correct answer, and (ii) a fixed amount of water is supplied from the water supply pipe 14r or 14l indicating the correct answer. Water supply may be continued until any of the conditions is satisfied.
  • the reward is water.
  • the reward is not limited to this, and may be food, for example.
  • an automatic feeder having a metal distribution port is used instead of the water supply pipes 14r and 14l and the water supply pump 13, and the distribution port is connected to the contact detection unit 15 and the DC voltage application instead of the water supply pipes 14r and 14l. It is good also as connecting to the part 18a.
  • a certain amount of food for example, pellets
  • This amount of feeding per one time can be determined based on the daily required amount of mice and the number of tests. For example, the required amount of food per one time (for example, 2.8-7.0 g) divided by the required number of water per day of the mouse divided by the number of tests (for example, 20 times) (for example, 0.14- 0.35 g).
  • the experimental PCs 20a to 20n may be dedicated control devices that are used only for the mouse learning devices 10a to 10n.
  • the contact detection unit 15 which is an example of a mouse detection unit, is not limited to the configuration of each of the above embodiments, but may be an optical sensor, a capacitance sensor, a camera, or the like. Further, the mouse detection unit may detect that the mouse has approached the water supply pipes 14r and 14l, not the mouse contacted the water supply pipes 14r and 14l.
  • the electric shock applying unit 18 is not limited to the configuration of each of the above embodiments, and for example, a DC voltage may be applied to the metal plate 16c.
  • the structure which gives reward and the structure which gives punishment may be provided separately.
  • the DC voltage applying unit 18 a may be connected to the metal plate 16 c instead of the water supply pipes 14 r and 14 l.
  • a direct current voltage is applied from the metal plate 16c to the mouse, so that the mouse is not effective. A feeling of pleasure is felt, which restricts the mouse from entering the response area 16a.
  • an electrical stimulus is given to the mouse as a punishment from the DC voltage application unit 18a via the metal plate 16c.
  • mouse learning programs for realizing the functions of the mouse learning devices 10a to 10n are a USB (Universal Serial Bus) memory, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disc), an HDD. It may be stored in a computer-readable recording medium such as (Hard Disk Drive) or downloaded to the experiment PCs 20a to 20n via a network.
  • USB Universal Serial Bus
  • CD-ROM Compact Disc Read Only Memory
  • DVD Digital Versatile Disc
  • HDD High-ROM
  • It may be stored in a computer-readable recording medium such as (Hard Disk Drive) or downloaded to the experiment PCs 20a to 20n via a network.
  • the experimental PCs 20a to 20n are remotely operated from the external PC 140 via the Internet IN and the main PC 40.
  • the present invention is not limited to this, and the main PC 40 is omitted and the external PC 140 is connected to the Internet IN.
  • the experimental PCs 20a to 20n may be remotely operated via
  • each test is usually performed at night (in the dark period when reared under artificial sunshine conditions).
  • Daytime (bred under artificial sunshine conditions) It may be done in the light period).
  • each experimental unit 11a to 11n accommodates only one mouse, but the present invention is not limited to this, and a plurality of mice may be accommodated.
  • each of the experimental units 11a to 11n includes the speaker 19.
  • the present invention is not limited to this, and if the experiment PCs 20a to 20n perform only tests or tasks that do not require sound, the speakers are used. 19 may be omitted.
  • step S109 when the experimental PCs 20a to 20n determine in step S107 that the selection of the mouse is incorrect, in step S109, the water supply pipe 14r or the erroneous answer through the DC voltage application unit 18a is determined. A DC voltage is applied to the mouse that is in contact with the water supply pipe 14l. Instead of this, the detection of an erroneous answer in step S107 and step S109 itself are omitted, and this is an erroneous option simultaneously with step S105. Application to the water supply pipe 14r or the water supply pipe 14l may be started. This also gives the mouse an electrical stimulus as a punishment if the mouse is incorrectly selected.
  • an electric gate controlled by the experimental PCs 20a to 20n may be used instead of the manual gate 118.
  • the experimenter accommodates the mouse in the standby space 116a before starting each test described above.
  • the experimental PCs 20a to 20n open the electric gate.
  • the experimental PCs 20a to 20n close the electric gate.
  • the experimenter returns the mouse to the standby space 116a again after the experiment is completed.
  • the response area 16a and the standby area 16b are provided in the same cage 16.
  • the present invention is not limited thereto, and the standby area 16b is connected to the cage 16 by a passage. You may provide in a cage.
  • the cage 16 functions as an experimental cage and the other cage functions as a breeding cage.
  • the electric shock applying unit 18 it is preferable to connect the DC voltage application unit 18a to the metal plate 16c instead of the water supply pipes 14r and 14l.
  • another cage is further provided with a metal plate provided on the floor of the cage and another electric shock part for passing a current through the metal plate during the test.
  • the router 30 is used as the relay device.
  • the relay device is optional, and for example, a hub can be used.
  • connection between the main PC 40 and the external PC 140 and the network, the connection between the main PC 40 and the relay device (for example, the router 30), and the connection between the relay device and the plurality of experimental PCs 20a to 20n are: Each may be independently wired or wireless.
  • the metal water supply pipes 14r and 14l are used.
  • the present invention is not limited to this, and a water supply pipe formed of another conductive material (for example, a resin water supply pipe is subjected to metal plating). Etc.) may also be used.
  • a water supply pipe is preferably robust against biting and scratching of the mouse.
  • the metal plate 16c is used.
  • a floor material (plate, sheet, grid, net, or the like) formed of an arbitrary conductive material may be used.
  • such flooring is preferably robust against biting and scratching of the mouse.
  • the DC voltage application unit 18a may apply a DC voltage to the water supply pipes 14r and 14l continuously or intermittently.
  • the application cycle and duty may be variable.
  • the DC voltage application unit 18a may be replaced with an AC voltage application unit.
  • the frequency of the AC voltage output from the AC voltage application unit 18a is set lower than the cutoff frequency of the high-pass filter 15c, and the frequency of the sine wave voltage output from the sine wave voltage application unit 15a is set higher than the cutoff frequency. Is done.
  • the frequency of the AC voltage output from the AC voltage application unit 18a may be higher than the frequency of the sine wave voltage output from the sine wave voltage application unit 15a.
  • the high pass filter 15c is replaced with a low pass filter.
  • the cut-off frequency of the low-pass filter 15c is set to a frequency between the frequency of the AC voltage output from the AC voltage application unit 18a and the frequency of the sine wave voltage output from the sine wave voltage application unit 15a.
  • the structure which outputs an alternating voltage intermittently may be sufficient as the alternating voltage application part 18a.
  • the current measurement unit 15b measures the sine wave current at a timing when the AC voltage application unit 18a does not output the AC voltage, interference of the AC voltage with the sine wave current can be suppressed.
  • the high pass filter 15c may be a band pass filter or the like.
  • the resistor R18 may be composed of a variable resistance element.
  • the intensity of the electrical stimulation may be increased or decreased according to the individual of the mouse (for example, the individual's weight, age, health condition, and / or test results so far).
  • a photocoupler such as a photorelay may be disposed between the resistor R18 and the direct current (or alternating current) voltage application unit 18a.
  • the primary side of the photocoupler is connected to the direct current (alternating current) voltage application unit 18a, and the secondary side is connected to the resistor R18.
  • the current / voltage adjusting resistor R18 may or may not be arranged on the secondary side.
  • Example 1 Experiment on short-term memory of graphic information
  • the present inventor performed a sample alignment test and a delay sample alignment test for 8 wild-type mice and 8 genetically engineered mice (cPcdh- ⁇ 1,12 mice). Such an experiment was conducted.
  • the electric shock applying unit 18 includes a DC voltage applying unit 18a and a resistor R18.
  • the DC voltage application unit 18a applies a DC voltage of several volts under the control of the experimental PCs 20a to 20n.
  • the contact detection unit 15 includes a sine wave voltage application unit 15a, a current measurement unit 15b, and a high-pass filter 15c.
  • the sine wave voltage application unit 15a applies a sine wave voltage having an amplitude of about 0.3 V and a frequency of about 1 kHz.
  • the experimental PC is connected to the current measuring unit 15b and programmed to recognize whether or not the mouse has contacted the water supply pipes 14r and 14l based on whether or not the sine wave has been measured by the current measuring unit 15b. It was. Other points were prepared as described in the second embodiment and the first embodiment referred to in the second embodiment.
  • an experiment related to the sample matching test was performed for only one session per day over the first period Ta. Then, after the elapse of the first period Ta, an experiment related to the delayed sample matching test was performed for one session per day over the second period Tb.
  • One session consists of 20 tests.
  • the sample symbol Ia was preselected for each test by the experimenter from a common symbol pair (triple circle symbol and star symbol). Also, which one of the selection symbols Il and Ir is to be the same as the sample symbol Ia (that is, which of the water supply pipes 14r and 14l is the correct answer) was selected in advance by the experimenter for each test.
  • the delay time of the delay sample matching test was 20 seconds.
  • FIG. 12 shows the average value of the correct answer rate of the wild type mouse and the average value of the correct answer rate of the genetically engineered mouse plotted against the number of elapsed sessions (that is, the number of days).
  • the correct answer rate of the genetically manipulated mouse is lower than that of the wild type mouse. Therefore, it is expected that there is an abnormality in the short-term memory of graphic information in the genetically manipulated mouse.
  • mice learning apparatus uses a visual-dependent task test and an associative-dependent task test for six wild-type mice and six genetically engineered mice (cPcdh- ⁇ 1,12 mice). The experiment concerning was conducted.
  • the setting of the mouse learning device is the same as that in the first embodiment.
  • an experiment related to the visual dependence task test was performed only for one session per day over the first period Ta. Then, after the elapse of the first period Ta, an experiment related to the associative task test was performed for one session per day over the second period Tb.
  • One session consists of 20 tests.
  • the sample symbol 1a was previously selected for each test by the experimenter from a common symbol pair (triple circle symbol and star symbol). Also, when presenting the triple circle symbol to the mouse, the cat screamed, and when presenting the star symbol to the mouse, the mouse screamed. Further, which one of the selection symbols Il and Ir to be the same as the sample symbol Ia was previously selected by the experimenter for each test.
  • FIG. 13 shows the average value of the correct answer rate of the wild type mouse and the average value of the correct answer rate of the genetically engineered mouse plotted against the number of elapsed sessions (that is, the number of days).
  • the correct answer rate of the genetically manipulated mouse is lower than that of the wild type mouse. Therefore, it is expected that abnormality occurs in the auditory and graphic associative memory in the genetically manipulated mouse.
  • Example 3 Experiment on learning ability of mouse
  • the inventor conducted an experiment related to a sample matching test, an experiment related to a delayed sample matching test, and an experiment related to a delayed arbitrary sample matching test on six wild-type mice in the mouse learning apparatus according to the second embodiment. We went sequentially.
  • the setting of the mouse learning device is the same as that in the first embodiment.
  • an experiment related to the sample test for only one session per day is performed over the first period T1, and after the first period T1, the sample is delayed for one session per day over the second period T2.
  • An experiment related to the test was performed, and after the second period T2, the experiment related to the delayed arbitrary sample alignment test was performed for one session per day over the third period T3.
  • an experimental suspension period T4 in which the experiment for 11 days was not performed was set.
  • One session consists of 20 tests.
  • the sample symbol 1a was previously selected for each test by the experimenter from a common symbol pair (triple circle symbol and star symbol). Also, which one of the selection symbols Il and Ir to be the same as the sample symbol Ia was previously selected by the experimenter for each test.
  • the sample symbol 1a is obtained from the triple circle symbol and star symbol pair for the first 26 days and from the triple circle symbol and spade pair for the last four days. Pre-selected. Also, which one of the selection symbols Il and Ir to be the same as the sample symbol Ia was previously selected by the experimenter for each test. In addition, the delay time was set to 5 seconds for the first 2 days, 10 seconds for the next 2 days, and 20 seconds for the last 26 days.
  • the sample symbol 1a was selected in advance by the experimenter from a new pair of arbitrary alphabets for each test. Also, which one of the selection symbols Il and Ir to be the same as the sample symbol Ia was previously selected by the experimenter for each test. Furthermore, the delay time was set to 20 seconds.
  • FIG. 14 shows the correct answer rate of each wild-type mouse plotted against the number of elapsed sessions (that is, the number of days).
  • a training period of 1 to 2 months is required for the correct answer rate in the experiment related to the sample matching test to increase to about 80%.
  • the correct answer rate hardly decreases.
  • the correct answer rate hardly decreases even after moving to the experiment related to the delayed arbitrary sample alignment test.
  • the correct answer rate hardly decreases even after the experimental suspension period T4 in the third period T3. This experiment shows that the ability of the mouse is improved.
  • Example 4 Experiments related to sample matching tests in the first and second embodiments
  • the present inventor conducted an experiment related to a sample matching test for one session per day for a wild type mouse in the mouse learning apparatus according to the first and second embodiments.
  • One session consists of 20 tests.
  • 12 mice were used, and in the experiment with the mouse learning device according to the second embodiment, 6 mice were used.
  • the setting of the mouse learning device according to the second embodiment used in the experiment is the same as that of the first embodiment.
  • the electric shock imparting unit 18 includes a DC voltage supply unit 18a and a resistor R18.
  • the DC voltage supply unit 18a supplies a DC current of several volts under the control of the experimental PCs 20a to 20n.
  • the contact detection unit 15 includes a sine wave supply unit 15a, a current measurement unit 15b, and a high-pass filter 15c.
  • the sine wave supply unit 15a supplies a sine wave current having an amplitude of about 0.3 V and a frequency of about 1 kHz.
  • the experimental PC is connected to the current measuring unit 15b and programmed to recognize whether or not the mouse has contacted the water supply pipes 14r and 14l based on whether or not the sine wave has been measured by the current measuring unit 15b. It was. Other points were prepared as described in the first embodiment.
  • the sample symbol 1a is preliminarily set for each test by the experimenter from a common symbol pair (triple circle symbol and star symbol). chosen. Also, which one of the selection symbols Il and Ir to be the same as the sample symbol Ia was previously selected by the experimenter for each test.
  • the average value of the correct answer rate of the wild type mouse and the average value of the correct answer rate of the genetically engineered mouse are plotted against the number of elapsed sessions (that is, the number of days).
  • the correct answer rate approaches 80% on the sixth day, whereas the mouse learning according to the second embodiment is performed.
  • the correct answer rate is about 55% on the sixth day, and the correct answer rate is about 60% on the tenth day. This experiment shows that the learning speed of the mouse is faster when the mouse learning device according to the first embodiment is used than in the second embodiment.
  • [Appendix] A display provided to be visible to the mouse; First and second award punishment granting units that reward or punish the mouse; A mouse detection unit for detecting that the mouse has approached or contacted each prize punishment unit; A speaker that emits audio, A control unit that executes a sample alignment test, a delay sample alignment test, a visual dependency task test, and a memory dependency task test, The sample alignment test is A sample symbol display step for displaying a sample symbol through the display; Through the display, a first selection symbol that is the same type of symbol as the sample symbol is displayed at a position corresponding to one of the first or second award punishment granting units, and a type different from the sample symbol A selection symbol display step of displaying a second selection symbol that is a symbol of the above in a position corresponding to the other prize punishment granting unit of the first or second prize punishment granting unit; When it is detected that the mouse has approached or touched the one prize punishment granting section through the mouse detection section, the mouse is rewarded through the one prize punishment granting section, and the mouse
  • a prize punishment granting step that punishes the mouse through the other prize punishment granting unit when detected is: The sample symbol display step; A delay step of waiting for a preset delay time after erasing the display of the sample symbol; The selection symbol display step started through the delay step; A prize punishment granting step,
  • the visual dependent task test is: The sample symbol display step; An audio generating step for generating audio associated with the sample symbol through the speaker when displaying the sample symbol; The selection symbol display step; A prize punishment granting step,
  • the memory-dependent task test is: Another sound generation step of generating any of the sounds used in the sound generation step of the visual dependency task test through the speaker; Through the display, a first selection symbol corresponding to the voice generated in the other voice generation step is displayed at a position corresponding to one of the first or second prize punishment giving units, Another selection symbol display step of displaying a second selection symbol which is a different type of symbol from the one selection symbol at a position corresponding to the other prize punishment granting portion of the first or second prize punishment granting portion;
  • the breeding cage has a waiting area where a mouse waits and a response area where the first and second prize punishment granting units are provided,
  • the learning device for a mouse restricts the mouse from entering the response area by applying a voltage to the first and second prize punishment granting units or a metal plate laid in the response area.
  • An electric shock imparting unit that permits the mouse to enter the response area by not applying the voltage to the first and second prize punishment imparting units,
  • the controller is In the sample symbol display step, the mouse is restricted from entering the response area through the electric shock applying unit, In the selection symbol display step, the mouse is allowed to enter the response area through the electric shock applying unit.
  • the learning device for a mouse according to Supplementary Note 3, wherein
  • the control unit performs a delay random sampling test,
  • the delayed random sample test is The sample symbol display step of displaying a symbol different from the sample symbol displayed in the sample alignment test and the delay sample alignment test as the sample symbol on the display;
  • the selection symbol display step is The selection symbol display step;
  • a prize punishment granting step The learning device for a mouse according to any one of supplementary notes 1 to 4, characterized in that:
  • the control unit performs the sample setting test for a first set number of times a day for a first period, and after the elapse of the first period, the control unit performs the sample setting test for the second set number of times for a second period.
  • a delay sample alignment test is performed, and after the second period, the delay arbitrary sample alignment test is performed a third set number of times per day over a third period;
  • the control unit performs the visual-dependent task test for a fourth set number of times a day for a fourth period, and after the fourth period, for the fifth set number of times a day for a fifth period. Performing the memory-dependent task test;
  • the learning device for a mouse according to any one of supplementary notes 1 to 6, characterized in that:
  • Appendix 8 The mouse learning device according to any one of appendices 1 to 7, A main computer connectable to a network and capable of communicating with the control unit of the mouse learning device; The main computer is During the period in which each test is performed in the mouse learning device, communication with the control unit is interrupted, In the period when each test is not performed in the mouse learning device, communication with the control unit is enabled. A learning system for mice.
  • Appendix 9 An external computer that remotely operates the main computer or the control unit via the network;
  • a learning program for a mouse for causing a computer to execute at least one selected from the group consisting of a sample alignment test, a delay alignment test, a visual dependency task test, and a memory dependency task test,
  • the sample alignment test is A sample symbol display process for displaying a sample symbol through a display; Through the display, a first selection symbol that is the same type of symbol as the sample symbol is displayed at a position corresponding to one of the first or second award punishment granting units, and a different type of symbol from the sample symbol

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Abstract

マウス用学習装置（１０ａ～１０ｎ）は、マウスに視認可能に設けられるディスプレイ装置（１２）と、マウスに報酬又は罰を与える給水管（１４ｒ，１４ｌ）と、各給水管（１４ｒ，１４ｌ）にマウスが接触したことを検出する接触検出部（１５）と、音声を発するスピーカー（１９）と、見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト、視覚依存タスクテスト及び記憶依存タスクテストを実行する実験用ＰＣ（２０ａ）と、を備える。

Description

マウス用学習装置、マウス用学習システム及びマウス用学習プログラム
　本発明は、マウス用学習装置、マウス用学習システム及びマウス用学習プログラムに関する。
　従来から、例えば、特許文献１に記載のように、動物の学習能力をテストし、動物の学習能力を促進する装置が知られている。
特表２００２－５０５８５７号公報
　上記特許文献１の構成では、動物の学習能力を促進するために、どのように動物に学習させるかが不明であり、動物に効率的に学習させることが困難であった。
　本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、より効率的な学習を行うことができるマウス用学習装置、マウス用学習システム及びマウス用学習プログラムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るマウス用学習装置は、マウスに視認可能に設けられるディスプレイと、マウスに報酬又は罰を与える第１及び第２の賞罰付与部と、前記各賞罰付与部にマウスが接近又は接触したことを検出するマウス検出部と、音声を発するスピーカーと、見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト、視覚依存タスクテスト及び記憶依存タスクテストを実行する制御部と、を備え、前記見本合わせテストは、前記ディスプレイを通じて見本記号を表示する見本記号表示工程と、前記ディスプレイを通じて、前記見本記号と同一種類の記号である第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記見本記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する選択記号表示工程と、前記マウス検出部を通じて前記一方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記一方の賞罰付与部を通じて前記マウスに報酬を与え、前記他方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記他方の賞罰付与部を通じて前記マウスに罰を与える賞罰付与工程と、を備え、前記遅延見本合わせテストは、前記見本記号表示工程と、前記見本記号の表示を消去した後に予め設定される遅延時間だけ待つ遅延工程と、前記遅延工程を経て開始される前記選択記号表示工程と、前記賞罰付与工程と、を備え、前記視覚依存タスクテストは、前記見本記号表示工程と、前記見本記号を表示する際、前記スピーカーを通じて前記見本記号に対応づけられた音声を発生させる音声発生工程と、前記選択記号表示工程と、前記賞罰付与工程と、を備え、前記記憶依存タスクテストは、前記スピーカーを通じて、前記視覚依存タスクテストの前記音声発生工程で用いた音声のいずれかを発生させる別の音声発生工程と、前記ディスプレイを通じて、前記別の音声発生工程で発生させた音声に対応する第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記第１の選択記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する別の選択記号表示工程と、前記賞罰付与工程と、を備える。
　上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るマウス用学習システムは、上記マウス用学習装置と、ネットワークに接続可能であって、前記マウス用学習装置の前記制御部と通信可能なメインコンピューターと、を備え、前記メインコンピューターは、前記マウス用学習装置において前記各テストが行われる期間においては前記制御部との通信を遮断し、前記マウス用学習装置において前記各テストが行われない期間においては前記制御部との通信を可能とする。
　上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るマウス用学習プログラムは、コンピューターに、見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト、視覚依存タスクテスト、及び記憶依存タスクテストからなる群より選択される少なくとも１つを実行させるマウス用学習プログラムであって、前記見本合わせテストは、ディスプレイを通じて見本記号を表示する見本記号表示工程と、前記ディスプレイを通じて、前記見本記号と同一種類の記号である第１の選択記号を第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記見本記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する選択記号表示工程と、マウス検出部を通じて前記一方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記一方の賞罰付与部を通じて前記マウスに報酬を与え、前記他方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記他方の賞罰付与部を通じて前記マウスに罰を与える賞罰付与工程と、を備え、前記遅延見本合わせテストは、前記見本記号表示工程と、前記見本記号の表示を消去した後に予め設定される遅延時間だけ待つ遅延工程と、前記遅延工程を経て開始される前記選択記号表示工程と、前記賞罰付与工程と、を備え、前記視覚依存タスクテストは、前記見本記号表示工程と、前記見本記号を表示する際、スピーカーを通じて前記見本記号に対応づけられた音声を発生させる音声発生工程と、前記選択記号表示工程と、前記賞罰付与工程と、を備え、前記記憶依存タスクテストは、前記スピーカーを通じて、前記視覚依存タスクテストの前記音声発生工程で用いた音声のいずれかを発生させる別の音声発生工程と、前記ディスプレイを通じて、前記別の音声発生工程で発生させた音声に対応する第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記第１の選択記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する別の選択記号表示工程と、前記賞罰付与工程と、を備える。
　本発明によれば、マウスに対してより効率的な学習を行うことができる。
本発明の第１の実施形態に係るマウス用学習システムを示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るマウス用学習システムの情報処理の流れを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るマウス用学習装置を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係る実験ユニットを示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る接触検出部及び電気ショック付与部を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る制御部によって実行されるフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る（ａ），（ｂ）は見本合わせテストにおけるディスプレイ画面の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る遅延見本合わせテストにおけるディスプレイ画面の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る（ａ），（ｂ）は視覚依存タスクテストにおけるディスプレイ画面の正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る（ａ），（ｂ）は連想依存タスクテストにおけるディスプレイ画面の正面図である。 本発明の第２の実施形態に係るケージを示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る見本合わせテストに関する実験と遅延見本合わせテストに関する実験とを行った場合の野生型マウスと遺伝子操作型マウスの正答率を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る視覚依存タスクテストに関する実験と連想依存タスクテストに関する実験とを行った場合の野生型マウスと遺伝子操作型マウスの正答率を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る見本合わせテストに関する実験、遅延見本合わせテストに関する実験及び遅延任意見本合わせテストに関する実験を行った場合の野生型マウスと遺伝子操作型マウスの正答率を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る見本合わせテストに関する実験、本発明の第２の実施形態に係る見本合わせテストに関する実験を行った場合の野生型マウスの正答率を比較したグラフである。 本発明の変形例に係る短期記憶課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る短期記憶課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る短期記憶課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る短期記憶課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る（ａ）は訓練段階におけるディスプレイ画面の正面図であり、（ｂ）は情報統合課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る（ａ）は訓練段階におけるディスプレイ画面の正面図であり、（ｂ）は情報統合課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る情報統合課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る情報統合課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る（ａ），（ｂ）は情報統合課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。 本発明の変形例に係る（ａ）～（ｄ）は情報統合課題を行う際のディスプレイ画面の正面図である。
　（第１の実施形態）
　本発明に係るマウス用学習装置を備えたマウス用学習システムの第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
　（マウス用学習システム１の構成）
　図１に示すように、マウス用学習システム１は、メインコンピューターとしてのメインＰＣ（Personal Computer）４０と、ルータ３０と、ｎ個のマウス用学習装置１０ａ～１０ｎと、外部ＰＣ１４０と、を備える。なお、「ｎ」は自然数である。
　各マウス用学習装置１０ａ～１０ｎは、制御部の一例である実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎと、実験ユニット１１ａ～１１ｎと、を備える。なお、以下の説明において、マウス用学習装置を、単に学習装置呼ぶ。また、単に学習装置を総称する場合に符号１０を、実験用ＰＣを総称する場合に符号２０を、実験ユニットを総称する場合に符号１１を使用する。
　メインＰＣ４０と外部ＰＣ１４０は、ネットワークの一例であるインターネットＩＮに接続可能に構成される。ルータ３０は、メインＰＣ４０と、複数の実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎとの間に接続される中継装置である。メインＰＣ４０は、ルータ３０を介して、各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎと通信可能である。各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、メインＰＣ４０からの指令に基づき、自身の実験ユニット１１ａ～１１ｎを利用して実験を行い、その実験結果（例えば、マウスの回答の正否）をメインＰＣ４０に送る。メインＰＣ４０は、各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎからの実験結果を集約することで実験結果を解析することができる。
　メインＰＣ４０、ルータ３０、複数のマウス用学習装置１０ａ～１０ｎのセットは、例えば、大学、研究所等の同一の施設内に設けられている。図示はしていないが、インターネットＩＮには複数のメインＰＣ４０が接続されている。複数のメインＰＣ４０のそれぞれには、ルータ３０を介して１又は複数のマウス用学習装置１０が接続されている。メインＰＣ４０、ルータ３０、マウス用学習装置１０ａ～１０ｎの複数のセットは、通常、互いに異なる場所に設置されている。
　外部ＰＣ１４０は、例えば、何れのメインＰＣ４０とも別の場所に設置されている。図示していないが、外部ＰＣ１４０は、複数でもよい。外部ＰＣ１４０は、インターネットＩＮを介して、複数のメインＰＣ４０のうちの１又は複数を選択し、選択したメインＰＣ４０を遠隔操作することにより、外部からマウス用学習装置１０を通じた実験を管理することができる。この遠隔操作を図２を参照しつつより詳細に説明する。
　例えば、使用者が、外部ＰＣ１４０を介して、任意の実験ユニット１１に実験を行わせる場合について説明する。
　使用者は、実験に使用する１又は複数のマウス用学習装置１０を特定する。また、特定した学習装置１０に接続されているメインＰＣ４０を特定する。
　次に、使用者は、外部ＰＣ１４０の操作画面に表示されたガイダンスに従い、メインＰＣ４０の識別情報（以下、単にＩＤ）、実験を行わせる学習装置１０のＩＤとその学習装置１０で実行させる実験のＩＤとを、外部ＰＣ１４０に入力する。
　外部ＰＣ１４０は、指定されたメインＰＣ４０のネットワークアドレスからなる宛先アドレス、自己のネットワークアドレスからなる送信元アドレス、実験に使用する学習装置１０のＩＤと実施する実験のＩＤとを含む送信データを生成する。なお、学習装置１０のＩＤと実験のＩＤとの組みの数は、実験に使用する学習装置１０の数に応じて変化する。外部ＰＣ１４０は、生成した送信データを、インターネットＩＮを介して宛先のメインＰＣ４０に送信する（Ｓ１）。
　メインＰＣ４０は、自己宛の送信データを受信し、内部メモリに記憶する。メインＰＣ４０は、学習装置１０のＩＤで特定される実験用ＰＣ２０に、実験のＩＤで特定される実験を実施することを指示するコマンドを、送信する（Ｓ２）。
　各実験用ＰＣ２０は、自己宛のコマンドを受信し、受信したコマンドにより指示される実験を自己に接続されている実験ユニット１１に実行させる（Ｓ３）。
　各実験用ＰＣ２０は、対応する実験ユニット１１での実験が終了すると、実験結果（例えば、正解率）を獲得する（Ｓ４）。
　実験用ＰＣ２０は、獲得した実験結果を示す情報をメインＰＣ４０に送信する（Ｓ５）。
　メインＰＣ４０は、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎから送信された情報を受信し、学習装置１０のＩＤと実験結果のリストを生成する。メインＰＣ４０は、生成したリストを、ステップＳ１で受信した送信データの送信元アドレスで特定される外部ＰＣ１４０に送信する（Ｓ６）。
　外部ＰＣ１４０は、メインＰＣ４０から送信されたリストを内部記憶装置に記憶する。以降、使用者は、外部ＰＣ１４０を操作し、内部記憶装置に保存されたリストを閲覧、編集、加工できる。
　メインＰＣ４０は、常時、インターネットＩＮに接続されている。メインＰＣ４０は、マウス用学習装置１０ａ～１０ｎの実験中においては、ルータ３０を介した実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎとの通信を切断して、学習装置１０ａ～１０ｎを自動的に動作させてもよい。この実験中とは、後述する各テストに係る実験を行っている間をいう。これにより、実験中に実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎがメインＰＣ４０、インターネットＩＮ等の外乱（コンピューターウィルスなどによる実験データの流出や改竄など）の影響を受けることが抑制され、より精度の高い実験を行うことができる。
　一方、メインＰＣ４０は、マウス用学習装置１０ａ～１０ｎが実験を行っていない期間においては、ルータ３０を介して実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎに通信可能に接続する。これにより、メインＰＣ４０は、各マウス用学習装置１０ａ～１０ｎの実験結果を集計して、その集計した実験結果を解析し、また実験用プログラムの設定を変更することができる。
　例えば、メインＰＣ４０は、マウスが活発な夜間の時間帯にはルータ３０を介した実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎとの通信を切断し、マウスが不活発な昼間の時間帯にはルータ３０を介して実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎに通信可能に接続してもよい。
　また、マウスを人工的な照明条件下で飼育する場合、メインＰＣ４０は、暗期にルータ３０を介した実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎとの通信を切断し、明期にルータ３０を介して実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎに通信可能に接続してもよい。
　図３に示すように、各実験ユニット１１ａ～１１ｎは、ケージ１６と、金属板１６ｃと、シェルター１７と、ディスプレイ装置１２と、第１及び第２の賞罰付与部の一例である給水管１４ｒ，１４ｌと、を備える。
　ケージ１６は、マウスを収容するケースである。ケージ１６は、応答エリア１６ａと待機エリア１６ｂを備える。応答エリア１６ａと待機エリア１６ｂは互いに連続するように形成され、応答エリア１６ａと待機エリア１６ｂとの間には物理的な障害物は設けられていない。ケージ１６は、飼育ケージとして機能し、例えば、図１４に示されるテストレジメに従う場合、Ｔ１からＴ３の期間の間、マウスは、ケージ１６内で飼育される。
　待機エリア１６ｂはマウスが待機するエリアである。本例では、待機エリア１６ｂの床にはチップが敷き詰められている。シェルター１７は、マウスが出入り可能に待機エリア１６ｂに設けられている。
　応答エリア１６ａは、後述する実験においてマウスが給水管１４ｒ，１４ｌの何れかを選択するためのエリアである。応答エリア１６ａの床には金属板１６ｃが設けられている。
　給水管１４ｒ，１４ｌはその先端から報酬の一例である水を実験対象のマウスに付与するものである。給水管１４ｒと１４ｌの先端は応答エリア１６ａ内に設けられている。給水管１４ｒと１４ｌは、それぞれ、シェルター１７から出たマウスから見て右側と左側に位置する。本例では、給水管１４ｒ，１４ｌは金属により形成されており、貯水タンクに接続されている。本例では、貯水タンクから給水管１４ｒ，１４ｌへの給水は後述する給水ポンプ１３により制御されている。給水ポンプ１３は、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎにより制御される。
　ディスプレイ装置１２は、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと画像を表示する画面１２ａを備える。
　ディスプレイ装置１２の画面１２ａは、シェルター１７から出たマウスから見て正面に位置する。また、ディスプレイ装置１２の画面１２ａは、２つの給水管１４ｒ，１４ｌ間にわたる範囲に形成される。この画面１２ａは、給水管１４ｒに近接する右側領域１２ｒと、給水管１４ｌに近接する左側領域１２ｌと、右側領域１２ｒ及び左側領域１２ｌの間に位置する中央領域１２ｃと、を有する。詳しくは後述するが、画面１２ａの中央領域１２ｃには見本記号Ｉａが表示され、画面１２ａの右側領域１２ｒには選択記号Ｉｒが表示され、画面１２ａの左側領域１２ｌには選択記号Ｉｌが表示される。選択記号Ｉｌ，Ｉｒは第１及び第２の選択記号に相当する。
　図４に示すように、各実験ユニット１１ａ～１１ｎは、上述したディスプレイ装置１２と給水管１４ｒ，１４ｌに加えて、給水ポンプ１３と、マウス検出部の一例である接触検出部１５と、スピーカー１９と、電気ショック付与部１８と、を備える。
　スピーカー１９は、対応する実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと音声を発する。なお、スピーカー１９は、給水管１４ｒ側に位置する右側スピーカーと、給水管１４ｌ側に位置する左側スピーカーと、を備えるステレオスピーカーであってもよいし、モノラルスピーカーであってもよい。
　給水ポンプ１３は、対応する実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと、図示しない貯水タンクから給水管１４ｒ，１４ｌに供給する。
　接触検出部１５は、マウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接触したことを検出し、その検出結果を対応する実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎに出力する。接触検出部１５は、各給水管１４ｒ，１４ｌに１対１に対応して設けられている。
　詳しくは、図５に示すように、接触検出部１５は、例えば、サイン波電圧印加部１５ａと、電流計測部１５ｂと、ハイパスフィルタ１５ｃと、を備える。サイン波電圧印加部１５ａは、対応する実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと、サイン波の電圧を金属板１６ｃに印加する。このサイン波の電圧は、例えば、振幅０．３Ｖ程度、周波数１ｋＨｚ程度に設定されている。
　電流計測部１５ｂは、ハイパスフィルタ１５ｃを介して対応する給水管１４ｒ又は１４ｌに接続されている。ハイパスフィルタ１５ｃは、後述する直流電流の回り込みを防止するためのもので、そのカットオフ周波数は、サイン波電圧印加部１５ａが出力するサイン波電圧の周波数よりも低い値に設定されている。マウスが給水管１４ｒ又は１４ｌを舐めたとき、サイン波電圧印加部１５ａと金属板１６ｃとマウスと給水管１４ｒ又は１４ｌとハイパスフィルタ１５ｃと電流計測部１５ｂとから構成される電流路が形成され、サイン波電流が流れる。なお、サイン波電圧印加部１５ａが出力する電圧は、その値が小さいため、電流が流れても、マウスにはほとんど刺激を与えない。電流計測部１５ｂは、流路にサイン波電流が流れたことを検出し、検出結果を対応する実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎに出力する。各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、電流計測部１５ｂの測定結果に基づき、マウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接触したか否か、接触した場合には、どちらに接触したかを判別する。
　電気ショック付与部１８は、対応する実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと、マウスに電気ショックを与える。電気ショック付与部１８は、次の（１）と（２）に２つの機能を有する：
（１）実験開始前：給水管１４ｒと１４ｌの両方に直流電圧を印加する機能。これにより、マウスは、実験開始前に給水管１４ｒ又は１４ｌに触れると電気ショックを受ける。この機能は、実質的に、マウスが、待機エリア１６ｂから応答エリア１６ａに進入することを制限するゲート機能に相当する。
（２）実験中：マウスが問いに対して間違った回答に相当する給水管１４ｒ又は１４ｌのみに直流電圧を印加する機能。この機能により、マウスは、問いに対し誤った解答をしたときに電気ショックを受ける。
　電気ショック付与部１８は給水管１４ｒ，１４ｌに１対１に対応して設けられる。電気ショック付与部１８は、図５に示すように、直流電圧印加部１８ａと、抵抗Ｒ１８と、を備える。直流電圧印加部１８ａは、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと、例えば、数ボルトの直流電圧を、抵抗Ｒ１８を介して給水管１４ｒ，１４ｌに印加する。これが電気ショック付与部１８のオン状態である。電気ショック付与部１８がオン状態にある場合に、マウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接触すると、直流電圧印加部１８ａ→抵抗Ｒ１８→給水管１４ｒ、１４ｌ→マウス→金属板１６ｃ→サイン波電圧印加部１５ａと電流が流れ、マウスは不快感を感じる。
　（実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎの制御内容）
　各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、対応するマウス用学習装置１０ａ～１０ｎを利用して見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト及び遅延任意見本合わせテストを行う。各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎが備えるこれらの構成要素は、バスにより相互に接続される。ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして使用し、ＲＯＭに格納されているマウス学習用プログラムに従って動作することで、各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎの動作を制御し、結果的に後述するフローチャートに沿った各テストを行う。また、ＣＰＵは、それぞれ別個のインターフェースを介してディスプレイ装置１２、給水ポンプ１３、接触検出部１５、スピーカー１９、電気ショック付与部１８との間で通信を行う。これにより、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されるマウス学習用プログラムに従って、接触検出部１５の検出信号を受けたり、ディスプレイ装置１２、給水ポンプ１３及びスピーカー１９を動作させたりすることができる。
　各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、学習用プログラムを実行することにより、図１４に示すように、例えば、第１の期間Ｔ１にわたって１日に設定回数だけ見本合わせテストを行い、第１の期間Ｔ１の経過後、第２の期間Ｔ２にわたって１日に設定回数だけ遅延見本合わせテストを行い、第２の期間Ｔ２の経過後、第３の期間Ｔ３にわたって１日に設定回数だけ遅延任意見本合わせテストを行う。それぞれの設定回数は同じでもよいし、異なっていてもよい。なお、各テストは通常、夜間（人工的な日照条件下で飼育する場合は暗期）に行われる。
　（見本合わせテスト）
　次に、見本合わせテストの処理手順について図６のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、図６のフローチャートの開始時には給水管１４ｒ、１４ｌに接続されている各電気ショック付与部１８がオン状態に設定されている。このため、マウスは、給水管１４ｒ、１４ｌに触れると不快感を感じる。また、各実験ユニット１１ａ～１１ｎにはそれぞれ１匹のマウスのみが収容されている。
　まず、各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、ディスプレイ装置１２の画面１２ａに見本記号Ｉａを表示する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１の一例として、図７（ａ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、中央領域１２ｃに見本記号Ｉａとして複数の丸が重なった記号を表示する。この見本記号Ｉａは点滅していてもよい。
　次に、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、見本記号Ｉａを表示した状態で、一定時間が経過するのを待ち（ステップＳ１０２；ＮＯ）、一定時間が経過したとき（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、表示中の見本記号Ｉａを消去する（ステップＳ１０３）。この一定時間は、例えば、マウスに見本記号Ｉａを記憶させるのに要する時間に設定される。
　そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、給水管１４ｒ、１４ｌに接続されている各電気ショック付与部１８をオフ状態に切り替える（ステップＳ１０４）。次に、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、ディスプレイ装置１２の画面１２ａに２つの選択記号Ｉｌ，Ｉｒを表示する（ステップＳ１０５）。この２つの選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうち一方は見本記号Ｉａと同一の記号であり、他方は見本記号Ｉａと異なる記号である。見本記号Ｉａと選択記号Ｉ１，Ｉｒとを表示する手法は任意である。例えば、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、異なる記号のペアを複数記憶し、１つのペアを選択し、選択したペアの一方の記号を見本記号Ｉａとして、画面１２ａに表示し、続いて、ペアの記号の一方を選択記号Ｉ１、他方を選択記号Ｉｒとして表示する。
　このステップＳ１０５の一例として、図７（ｂ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、左側領域１２ｌに見本記号Ｉａと同一の記号である選択記号Ｉｌを表示し、右側領域１２ｒに見本記号Ｉａと異なる記号である選択記号Ｉｒを表示する。本例では、選択記号Ｉｌは複数の丸が重なった記号であり、選択記号Ｉｒは星（アスタリスク）形の記号である。
　次に、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、接触検出部１５を通じてマウスが選択記号Ｉｒに対応する給水管１４ｒ又は選択記号Ｉｒに対応する給水管１４ｌに接触するのを待ち（ステップＳ１０６；ＮＯ）、マウスが給水管１４ｒ又は給水管１４ｌに接触した旨判断したとき（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、マウスの選択が正しいか否かを判断する（ステップＳ１０７）。なお、マウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接触することが２つの選択記号Ｉｌ，Ｉｒとしてマウスに与えられた選択肢に対する回答である。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、マウスが給水管１４ｒ又は給水管１４ｌに接触したときに、選択記号Ｉｌ，Ｉｒを点滅させてもよい。
　実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、マウスが選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうち見本記号Ｉａと同一の記号を選んだとき、マウスの選択が正しい旨判断し（ステップＳ１０７；ＹＥＳ）、給水ポンプ１３を通じて、マウスが接触した給水管１４ｒ又は給水管１４ｌに水を供給する（ステップＳ１０８）。この給水は、例えば１０秒間に渡って給水ポンプを作動させ、正答一回に付き０．１ミリリットル程度の水分供与量となるよう、調節する。このように、マウスの選択が正しい場合には、マウスに報酬として水が与えられる。
　図７（ａ）、（ｂ）の例であれば、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、マウスが左側の給水管１４ｌに接触したことを検出した場合に、給水管１４ｌ用の給水ポンプを稼働して、マウスに水を与える。
　一方、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、マウスが選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうち見本記号Ｉａと異なる記号を選んだとき、マウスの選択が誤っている旨判断し（ステップＳ１０７；ＮＯ）、直流電圧印加部１８ａを通じて給水管１４ｒ又は給水管１４ｌに接触するマウスに直流電圧を印加する（ステップＳ１０９）。このように、マウスの選択が誤っている場合にはマウスに罰として電気刺激が与えられる。
　図７（ａ）、（ｂ）の例であれば、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、マウスが右側の給水管１４ｒに接触したことを検出した場合に、給水管１４ｒに接続された直流電圧印加部１８ａをオンし、マウスに電気刺激を与える。
　以上で、見本合わせテストにおけるフローチャートに係る処理が終了となる。
　実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、見本合わせテスト終了後、給水管１４ｒ、１４ｌに接続されている各電気ショック付与部１８をオン状態に切り替える。
　（遅延見本合わせテスト）
　次に、遅延見本合わせテストの処理手順について上述した見本合わせテストとの相違点を中心に説明する。
　この遅延見本合わせテストにおいては、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、上記ステップＳ１０３の後に、図６の破線で示すように、予め設定される遅延時間が経過するのを待ち（ステップＳ２０１；ＮＯ）、遅延時間が経過したとき（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、上述したステップＳ１０４の処理に移行する。これにより、図８に示すように、見本記号Ｉａの表示が消去されてから選択記号Ｉｌ，Ｉｒが表示されるまで遅延時間が設定される。この遅延時間は、一例として、５秒～２０秒に設定される。また、第２の期間Ｔ２において時間の経過に伴い遅延時間が長くなるように設定されてもよい。この遅延見本合わせテストに係る実験は、上述した見本合わせテストに係る実験よりもマウスにとっての難易度が高いので、見本合わせテストに係る実験よりも後に行われることが好ましい。また、遅延見本合わせテストで用いる記号のペアは、見本合わせテストで用いる記号のペアと、異なっていてもよい。
　（遅延任意見本合わせテスト）
　次に、遅延任意見本合わせテストの処理手順について上述した遅延見本合わせテストとの相違点のみ説明する。通常、遅延見本合わせテストでは、一組の図形を繰り返し用いる。しかし、テストの試行の度にまったく新しい図形ペアを用いることも可能である。
　そこで、遅延任意見本合わせテストにおいては、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、マウスにとって生まれて初めて見る新たな見本記号Ｉａ及び選択記号Ｉｌ，Ｉｒをマウスに提示する。従って、遅延任意見本合わせテストに係る実験を、見本合わせテスト及び遅延見本合わせテストに係る実験よりも後に行う場合、遅延任意見本合わせテストでは、上述した見本合わせテスト及び遅延見本合わせテストにおいて使用される見本記号Ｉａ及び選択記号Ｉｌ，Ｉｒと異なる新たな見本記号Ｉａ及び選択記号Ｉｌ，Ｉｒを使用する。例えば、遅延任意見本合わせテストでは、各テスト毎に異なるアルファベットのペアを提示することが可能である。具体的には、１回目のテストでは「ａ」及び「ｂ」のペア、２回目のテストでは「ａ」及び「ｃ」のペア、３回目のテストでは「ｘ」及び「ｙ」のペアを使用するなどしてもよい。
　この遅延任意見本合わせテストに係る実験は、上述した遅延見本合わせテストに係る実験よりもマウスにとっての難易度が高いので、見本合わせテスト及び遅延見本合わせテストに係る実験よりも後に行われることが好ましい。
　さらに、各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、対応するマウス用学習装置１０ａ～１０ｎを利用して視覚依存タスクテスト及び連想依存タスクテストを行う。各実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図１３に示すように、第１の期間Ｔａにわたって１日に設定回数だけ視覚依存タスクテストを行い、第１の期間Ｔａの経過後、第２の期間Ｔｂにわたって１日に設定回数だけ連想依存タスクテストを行う。それぞれの設定回数は同じでもよいし、異なっていてもよい。
　（視覚依存タスクテスト）
　視覚依存タスクテストにおいては、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図６のステップＳ１０１とステップＳ１０２との間にステップＳ３０１に係る処理を行う。この点を除き、視覚依存タスクテストは、上述した見本合わせテストと同様である。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、ステップＳ３０１において、スピーカー１９を通じて見本記号Ｉａに対応する音声を発する。この音声は、見本記号Ｉａの種類に応じた固有の音声であり、見本記号Ｉａ自体が持つ概念とは無関係であってもよい。
　例えば、図９（ａ）に示すように、見本記号Ｉａが第１見本記号Ｉａ１である場合には第１の音声Ａが発され、図９（ｂ）に示すように、見本記号Ｉａが第２見本記号Ｉａ２である場合には第２の音声Ｂが発される。第１の音声Ａは一例として猫の鳴き声であり、第２の音声Ｂは一例としてネズミの鳴き声である。なお、音声の種類は、これに限らず、マウスの聴覚により識別が可能であると想定されるいかなる音声であってもよい。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、ステップＳ１０３における見本記号Ｉａの消去と同時に、スピーカー１９からの音声を停止する。
　なお、上記ステップＳ１０１，Ｓ３０１に係る処理は同時に行われてもよいし、順次行われてもよい。
　（連想依存タスクテスト）
　連想依存タスクテストにおいては、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、上述した視覚依存タスクテストにおけるステップＳ１０１を省略する。この点を除き、連想依存タスクテストは、上述した視覚依存タスクテストと同様である。これにより、図１０（ａ）に示すように、ディスプレイ装置１２の画面１２ａに何ら表示されることなく第１の音声Ａが発される場合、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうち第１の音声Ａに対応付けられた第１見本記号Ｉａ１と同一の選択記号Ｉｌが正答となる。また、図１０（ｂ）に示すように、ディスプレイ装置１２の画面１２ａに何ら表示されることなく第２の音声Ｂが発される場合、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうち第２の音声Ｂに対応付けられた第２見本記号Ｉａ２と同一の選択記号Ｉｒが正答となる。
　図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１は見本記号表示工程に相当し、ステップ２０１は遅延工程に相当し、ステップＳ１０５は選択記号表示工程に相当し、ステップＳ１０８，Ｓ１０９は賞罰付与工程に相当し、ステップＳ３０１は音声発生工程に相当する。
　（第２の実施形態）
　本発明に係るマウス用学習装置を備えたマウス用学習システムの第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
　第１の実施の形態では、テスト開始前に、マウスが給電管１４ｒ、１４ｌに接触することを防止するため、給電管１４ｒ、１４ｌに直流電圧を印加することにより、接触したマウスに電気ショックを与えた。テスト開始前に、マウスが給電管１４ｒ、１４ｌに接触することを防止する手法は任意である。本実施形態では、電気ショックの付与ではなく、手動で動かす透明パネルの開閉を通じて上述した各テストを行う構成を説明する。即ち、電気ショック付与部１８は、各テストの開始時にはオフ状態となっており、（２）罰を付与する装置としては機能するものの、（１）の「ゲート」としては機能しない。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
　本実施形態では、図１１に示すように、各実験ユニット１１ａ～１１ｎは、上から見て略Ｍ字状からなるケージ１１６を備える。ケージ１１６は、その内部空間を仕切るゲート１１８を備える。このゲート１１８は、透明パネルからなり、ケージ１１６に着脱可能に嵌め込まれる。ケージ１１６内には、図１１の左右方向の中央において下側に窪むように待機空間１１６ａが形成される。ゲート１１８がケージ１１６に嵌め込まれると、待機空間１１６ａは閉じられた空間となる。
　ケージ１１６の図１１の上方にはディスプレイ装置１２が配置されている。また、ケージ１１６の右下端部には給水管１４ｒが位置し、ケージ１１６の左下端部には給水管１４ｌが位置する。
　実験者は、上述した各テストを開始する前に、マウスを待機空間１１６ａに収容したうえで、ゲート１１８をケージ１１６に組み付ける。そして、実験者は、上述した図６のステップＳ１０４に代えて、ゲート１１８をケージ１１６から取り外すことでゲート１１８を開く。実験者は、当該テストの終了後、再びマウスを待機空間１１６ａに戻したうえでゲート１１８をケージ１１６に組み付ける。
　なお、本実施形態では、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、メインＰＣ４０に常時接続されていなくてもよい。代わりに、マウス用学習装置１０ａ～１０ｎをそれぞれ独立した装置として用い、実験者が実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎのデータをＵＳＢメモリなどの記憶媒体を介して任意の解析装置（例えば、メインＰＣ４０、外部ＰＣ１４０など）に収集し、解析してもよい。
　（具体的な発明の目的）
　次に、本発明をより良く把握するために、より具体的な発明の目的及び発明の背景について説明する。なお、以下の記載は本発明の理解を助けるためのものであり、本発明は、以下に記載の目的や構成に限定されるわけではないことに注意されたい。
　マウスは精神疾患の研究に広く用いられている実験動物であり、その前提としてマウスは単純な精神機能を持つことが推定されている。従ってマウスの精神機能を客観的・効率的に計測することが可能であれば、精神疾患治療薬の開発などにおいて大きな産業上の価値を有する。精神機能として最も基本的な働きは、「意識を持つ」という機能（意識機能）であり、統合失調症も意識機能の異常として捉えることができる。しかし、マウスの意識機能をどうやって客観的に計測するかについては、全く判っていない。本発明は、マウスを飼育しながら、その意識機能を客観的・自動的・効率的に計測することを目的とする実験法に関するものである。
　（発明の背景）
　マウスにおける意識機能の客観的計測法
　マウスは最も広く用いられている実験動物であり、多数の遺伝子改変マウスが既に存在し、精神疾患の遺伝的背景や、分子・細胞メカニズムの研究に有用である。マウスも原始的な意識機能を持つと推定されているが、それをどのように客観的に計測すべきか、全く判っていない。Giulio Tononiは人間の意識の持つ５つの基本的な性質に着目し、この５つの性質から意識の統合情報理論を作り上げた。Giulio Tononiが挙げた意識の基本的な性質の第一は、（１）意識は脳の内的状態であり、現在の状態は一瞬前の状態から由来し、また一瞬後の状態を創り出すということである。言い換えれば、意識は何らかの短期記憶であるということである。２番目から５番目の性質は、（２）意識は構造を持ち、（３）別の意識状態から区別できる特殊性を帯び、（４）統合され、（５）排他的である、ということである。（２）～（５）はお互いに独立ではなく、意識は統合されるという（４）の性質から導き出すことができる。即ち（２）意識は統合されることによって構造を持ち、（３）他の意識状態と区別される特殊性を帯び、（４）単一の脳に複数の意識が存在しても統合されるので、（５）結果的に排他的になる。即ち意識の主要な要素は（１）と（４）、即ち短期記憶と情報統合機能の組み合わせに還元できる。マウスは短期記憶と情報統合機能を持つことが実験的に確認されているので、少なくとも基本的な意識機能を持つ。本発明はこの点に着目し、マウスの基本的な意識機能を短期記憶と情報統合機能の組み合わせとして客観的・自動的・効率的に評価するものである。
　次に、本発明の上述した各実施形態の効果について説明する。
　マウスは最も広く用いられている実験動物であり、２万以上の全遺伝子のかなりの部分を人工的に欠損させた遺伝子改変マウスが既に存在し、残りの遺伝子に関しても欠損させた遺伝子改変マウスを網羅的に作成する運動が全世界的に広がっている。しかし、多くの研究費と人力を投入した人類の貴重な資源というべきこれらの遺伝子改変マウスを高次機能の解析に有効に活用するには、三つの特性（遠隔操作性、高次機能解析性、恣意的選択行動制限性）を備えた装置（実験法）を開発する必要がある。本発明はこの３つの特性において、新規性・進歩性を有している。
　（１）遠隔操作性
　遺伝子改変マウスの多くは、それを作成した世界各国の無数の研究室に分散して飼育され、そのマウスを入手して研究するためには様々な手続きや認可、十分な数を得るための繁殖期間・飼育スペースが必要であり、多額の費用と最低でも半年から１年に及ぶ期間が必要である。さらに問題なのは、興味を引いたマウス系統が、研究目的に合致するかどうかは詳細な解析を行ってみるまでは判断できず、これらの費用や時間が無駄になる可能性は低くない。従って可能性のある複数系統のマウス系統の中から重要なマウスを選び出し、これを用いた研究成果を発表することができるのは研究費やマンパワーに恵まれた大研究室に限定される傾向がある。一方、マウスを動かすのではなく、コンパクトな解析装置を移動させるのであれば、多くの手続きや認可、繁殖期間などを省略できる。また詳細な解析を行うためにマウスを導入する場合も、予め重要なマウス系統のみに絞っておくことが可能である。一般に、高度なマウス用学習は熟練した研究者によってなされ、遺伝子改変マウスを作成・保持する研究室のスタッフがこれを行うことは困難である。しかしインターネットを介する遠隔操作性を有する装置であれば、マウス用学習に習熟した研究者が実験先に出張する必要もない。従って本発明によって、人類の貴重な資源である遺伝子改変マウスを高次脳機能の解析に有効に利用することが期待できる。また本発明は研究目的だけでなく、脳に作用する薬物開発などにおいて集中的な実験管理を可能にするので、産業上の有効性を持つことも明白である。
　以上のような遠隔操作機能を備えた実験法、あるいは装置は市販されておらず、先行出願の中にも見当たらない。従って、遠隔操作マウス用学習を可能にする本発明は十分な新規性を有している。
　自動マウス用学習は、餌や水の補給、ケージの清掃など最小限の人力の介在のみで一週間程度の長期間に渡って自動的に継続させることを必要とする。自動学習装置を安定に動作させるためには、装置に対する外乱は、可能な限り排除しなければならない。このような長期間自動運転する実験装置とインターネットを直接接続することは、インターネットを介する予期せぬ外乱や、インターネットに接続するＰＣに通常インストールするウイルスソフトが実験装置に干渉する恐れがあり、一般には行われていない。インターネットは必ずしも安全ではなく、インターネットに直接接続するＰＣにウイルスソフトをインストールしないと、実験データが流出したり改竄されたりするという、セキュリティ上の問題が生じる可能性もある。本発明は、実験装置とインターネットの中間にウイルスソフトをインストールしたＰＣを介在させることによって、実験時間中（マウスが活発な夜間の時間帯で、実験装置は複雑な動作を行っている）はインターネットに接続したＰＣから切り離し、実験休止中（マウスが不活発な昼間の時間帯で、実験装置は予め設定された時間まで休止中である）のみにインターネットに接続したＰＣを介して間接的に接続させるという方式を考案し、実験過程の監視やデータの収集、実験プログラムの再設定などの遠隔操作性と、外乱からの独立性を保った装置の自律性を両立させている点に進歩性を有している。
　（２）高次機能解析性
　遺伝子改変マウスを高次機能の解析に有効に活用するためには、マウスが十分な高次機能を有することが前提となる。マウスが研究に多用される理由は、哺乳類としては小型で、飼育にコストが掛らないためである。しかし必然的にマウスの脳も小型であり、この点が、マウスの高次機能が未発達であると考えられている原因になっている。比較的高度なマウス用学習には、マウスではなく、体重や脳重がマウスの１０倍もあるラットが広く使用されている。また落ち着きがあって人に慣れやすいラットと比較すると、マウスは常に動き回っていて落ち着きがなく、人にも慣れにくい。従ってラットとマウスの双方を対象とすると記載されている市販マウス用学習装置は、実際はラットが対象であり、マウスで有効利用することは不可能か、出来たとしても非常に困難である。市販されているマウス用（ラット用も含む）の自動学習装置は、比較的単純な機能を対象とするものに限定され、本発明が対象とする遅延任意図形見本合わせ（生まれて初めて見るアルファベット程度の複雑さを持つ図形を記憶し、２０秒程度記憶を保持する能力を計測するテスト）のような、本来は霊長類用の高度なテストを自動的に解析するマウス用の装置は存在しない。しかし、我々は実験者がマウスを直接訓練すると、上述のように２か月程度でマウスは遅延任意図形見本合わせをマスターすることを見出した。即ちマウスの脳機能が低く見えるのは、決して脳が小さくて高次機能が未発達なのではなく、マウスが常に新しい環境を探索する（落ち着きがない）という種としての特性を持っているからに他ならないことを示している。このことは、神経細胞の数が３０２個しかない線虫のような、マウスよりはるかに単純な生物でもかなり複雑な学習行動を示すことなどからも明らかである。本発明では、マウスにおいて遅延任意図形見本合わせを行うため、数百種類の図形パターンから正解図形と対照図形を選び出し、総計１０万通り以上の刺激パターンを創り出すことができる。これによって、仮にマウスを毎日３００回ずつ１年間テストし続けるとしても、常に新しい図形パターンを使用することが可能となった。高度な遅延任意図形見本合わせテストを解析できるマウス用（ラット用も含む）の自動マウス用学習装置は市販されておらず、先行出願の中にも見当たらない。本発明はその点において十分な新規性を有している。またこのような高度な機能を解析する装置が発明されなかった理由は、そもそもマウスにそのような高度な脳機能があるとは知られていなかったためである。しかし発明者は独自の実験によりマウスが高度な機能を有することを上述した実験により確認しており、この独自の知見に基づいて開発された本発明は、十分な進歩性を有している。
　（３）恣意的選択行動制限性
　探求性が強い（落ち着きがない）というマウスの特性は、自動マウス用学習を遂行する場合に大きな障害となる。即ち、実験者が直接行う実験と比較すると、自動マウス用学習ではケージの中でのマウスの行動的自由度が大きいので、すべての選択肢（不正解も含む）を恣意的に探索してしまい、なかなか成績が向上しない。従ってマウスの恣意的選択行動に何らかの制限を加えないと自動マウス用学習を遂行するのは非常に困難である。また、このようなマウスの恣意的選択行動が十分制限できていないことが、マウスの高次機能を解析する自動マウス用学習装置が実用化され、市販されてこなかった大きな原因であると推測される。一方、実験者の直接的な監視下にマウスの行動実験を行う場合、必然的にマウスの行動は実験者によって制限されるので、恣意的な選択行動が制限され、マウスは高い能力を示すことが独自の実験結果により明らかになった。そこで発明者は、実験者がマウスに課す制限動作について検討し、マウスが図形を選択する前に透明パネルを用いてマウスの恣意的選択行動を阻止することが、重要であるのではないかと思い当たった。しかし透明パネルを開閉する機械的ゲート機構を自動化する場合、長期間の自動実験中に動作不良を生じる可能性があり、また機械的動きによってマウスがケガをする恐れもある。そこで金属製の給水（餌）管と金属床との間に数ボルトの直流電圧を印加し、選択期間以外にマウスが不用意に給水（餌）管を舐めると不快感を覚えるようにした（上記電気ショック付与部）。また電気ショック付与部は、マウスが不正解を選ぶ場合の罰を与える目的にも用いることが出来る。マウスの恣意的選択行動を制限することを目的とする電気ショック付与部を備えた自動マウス用学習装置は市販されておらず、先行出願の中にも見当たらない。本発明はその点において十分な新規性を有している。また本発明の電気ショック付与部は、発明者らが行った独自の実験結果に基づいて考案されたものであり、その点において本発明は、十分な進歩性を有している。
　さらに、以下の（１）～（４）の効果も奏する。
　（１）マウスの高度な学習実験が、本発明により特別な技術を要せずに誰でも可能となる。
　（２）認知症薬等のスクリーニングには、熟練した実験者の忍耐強い作業を要する。これらを本発明によって代用することで、作業効率・信頼性・経済性の全てにおいて、大幅な改善が見込まれる。
　（３）遺伝子改変マウスを維持する国内外の研究機関に本実験装置を設置し、インターネットを介して実験するという共同研究スタイルが可能になる。
　（４）動物供給業者等が実験装置の設営とマウスの世話を行い、ユーザーがインターネットを介して実験を行うというビジネスモデルが可能となる。
　（変形例）
　上記各実施形態の変形例として、マウス用学習装置１０ａ～１０ｎは、マウスにおける以下の（１）～（１０）の課題（４種類の短期記憶課題と６種類の情報統合課題）を計測し、マウスの基本的な意識機能を多角的に評価することもできる。
　以下、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによって実行される課題について説明する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、上述した各種テスト等に加えて、又は上述した各種テスト等に代えて、以下の（１）～（１０）の課題を行ってもよい。これらのテスト及び課題は、いずれか１つのみを行ってもよいし、任意の組み合わせ及び任意の順番で行ってもよい
　（１）視覚的な図形の短期記憶課題
　図１６に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１と図形２を順番にディスプレイ装置１２の画面１２ａに表示する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形２を表示しているときにマウスが給水管１４ｌを舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１と図形２が同一の形状であるときにマウスが給水管１４ｌを舐めると正解とし、給水管１４ｌを介して報酬の水を与る。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１と図形２が異なる形状であるときにマウスが給水管１４ｌを舐めると不正解とし、給水管１４ｌを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。さらに、図形１の表示と図形２の表示の間に何も表示しない遅延期間を設定する。これにより、視覚的な図形の短期記憶課題を実施できる。
　（２）視覚的な刺激位置の短期記憶課題
　図１７に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１をディスプレイ装置１２の画面１２ａの左または右の位置に表示し、次に図形２を画面１２ａの左または右の位置に表示する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形２を表示しているときに図形２が表示されている位置の給水管１４ｒ，１４ｌをマウスが舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１の位置と図形２の位置が同一であるときにマウスが当該位置に対応して位置する給水管１４ｒ，１４ｌを舐めると正解とし、給水管１４ｒ，１４ｌを介して報酬の水を与える。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１の位置と図形２の位置が異なるときにマウスが当該位置に対応して位置する給水管１４ｒ，１４ｌを舐めると不正解とし、給水管１４ｒ，１４ｌを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。さらに、図形１の表示と図形２の表示の間に何も表示しない遅延期間を設定する。これにより、視覚的な刺激位置の短期記憶課題を実施できる。
　（３）聴覚的な音色の短期記憶課題
　図１８に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、スピーカー１９を通じて音１と音２を順番に発する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音２を発しているときにマウスが給水管１４ｒ，１４ｌを舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１と音２が同一の音色、例えば音１と音２の何れも音色Ａであるときにマウスが給水管１４ｒ，１４ｌを舐めると正解とし、給水管１４ｒ，１４ｌを介して報酬の水を与える。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１と音２が異なる音色、例えば音１が音色Ａで音２が音色Ｂであるときにマウスが給水管１４ｒ，１４ｌを舐めると不正解とし、給水管１４ｒ，１４ｌを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。さらに、音１と音２の間に何も音を発さない遅延期間を設定する。これにより、聴覚的な音色の短期記憶課題を実施できる。
　（４）聴覚的な刺激位置の短期記憶課題
　図１９に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１を左または右のスピーカー１９から発し、次に音２を左または右のスピーカーから発する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音２を発しているときにマウスが音２の発される位置の給水管１４ｒ，１４ｌを舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１の位置と音２の位置が同一であるときにマウスが給水管１４ｒ，１４ｌを舐めると正解とし、給水管１４ｒ，１４ｌを介して報酬の水を与える。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１の位置と音２の位置が異なるときにマウスが給水管１４ｌ，１４ｒを舐めると不正解とし、給水管１４ｒ，１４ｌを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。さらに、音１と音２の間に何も音を発さない遅延期間を設定する。これにより、聴覚的な刺激位置の短期記憶課題を実施できる。
　（５）視覚刺激と聴覚刺激の情報統合課題
　図２０（ａ）に示すように、訓練段階においては、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１を表示するのと同時に音１を発し、次に図形２を表示する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形２を表示しているときにマウスが給水管１４ｌを舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１と図形２が同一の形状であるときにマウスが給水管１４ｌを舐めると正解とし、給水管１４ｌを介して報酬の水を与える。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１と図形２が異なる形状であるときにマウスが給水管１４ｌを舐めると不正解とし、給水管１４ｌを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。この訓練段階を経た後に、図２０（ｂ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、情報統合課題として、図形１を表示することなく音１を発した後に、図形２を表示する。このとき、音１から図形１を連想することができれば、図形１を表示しなくとも正解できる。このため、視覚刺激と聴覚刺激の情報統合課題を実施できる。
　（６）聴覚刺激と視覚刺激の情報統合課題
　図２１（ａ）に示すように、訓練段階においては、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１を表示するのと同時に音１を発し、次に音２を発する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音２を発しているときにマウスが給水管１４ｌを舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１と音２が同一の音色、例えば音１と音２の何れも音色Ａであるときにマウスが給水管１４ｌを舐めると正解とし、給水管１４ｌを介して報酬の水を与える。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１と音２が異なる音色、例えば音１が音色Ａで音２が音色Ｂであるときにマウスが給水管１４ｌを舐めると不正解とし、給水管１４ｌを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。この訓練段階を経た後に、図２１（ｂ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、情報統合課題として、音１を発することなく図形１のみを表示し、次に音２のみを発する。このとき、図形１から音１を連想することができれば、音１を発さなくとも正解できる。このため、聴覚刺激と視覚刺激の情報統合課題を実施できる。
　（７）視覚的な刺激位置と聴覚的な刺激位置の情報統合課題
　図２２に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１を左または右の位置に表示し、次に音２を左または右の位置から発する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音２を発しているときにマウスが音２を発している位置の給水管１４ｌ，１４ｒを舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１の位置と音２の位置が同一であるときにマウスが給水管１４ｌ，１４ｒを舐めると正解とし、給水管１４ｌ，１４ｒを介して報酬の水を与える。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形１の位置と音２の位置が異なるときにマウスが給水管１４ｌ，１４ｒを舐めると不正解とし、給水管１４ｌ，１４ｒを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。この課題を、視覚的な刺激位置と聴覚的な刺激位置の情報統合課題として実施できる。
　（８）聴覚的な刺激位置と視覚的な刺激位置の情報統合課題
　図２３に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１を左または右の位置から発し、次に図形２を左または右の位置に表示する。そして、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形２を表示しているときに図形２が表示されている位置の給水管１４ｌ，１４ｒをマウスが舐める行動を応答として評価する。実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１の位置と図形２の位置が同一であるときにマウスが給水管１４ｌ，１４ｒを舐めると正解とし、給水管１４ｌ，１４ｒを介して報酬の水を与える。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音１の位置と図形２の位置が異なるときにマウスが給水管１４ｌ，１４ｒを舐めると不正解とし、給水管１４ｌ，１４ｒを介してマウスに不快な直流電圧を印加する。この課題を、聴覚的な刺激位置と視覚的な刺激位置の情報統合課題を実施できる。
　（９）視覚的な図形と提示位置との情報統合課題
　図２４（ａ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形Ａを左に表示し、図形Ａの表示位置の給水管１４ｌを舐めると正解として給水管１４ｌを介して報酬の水を与え、図形Ａが表示されていない側の給水管１４ｒを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、図形Ｂを右に表示し、図形Ｂの表示位置の給水管１４ｒを舐めると正解として給水管１４ｒを介して報酬の水を与え、図形Ｂが表示されていない側の給水管１４ｌを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。この学習が成立した後に、図２４（ｂ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、中央に図形Ａを表示し、左の給水管１４ｌを舐めると正解として水を与え、右の給水管１４ｒを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。また、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、中央に図形Ｂを表示し、右の給水管１４ｒを舐めると正解として水を与え、左の給水管１４ｌを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。この課題から、マウスが図形からその元来の提示位置を連想する能力を評価し、視覚的な図形と位置との情報統合課題を実施できる。
　（１０）聴覚的な音色と提示位置との情報統合課題
　図２５（ａ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音Ａを左のスピーカー１９から発し、音Ａが発される位置の給水管１４ｌを舐めると正解として水を与え、給水管１４ｒを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。この学習が成立した後に、図２５（ｂ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、両方のスピーカーから音Ａを発し、左の給水管１４ｌを舐めると正解として水を与え、右の給水管１４ｒを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。
　一方、図２５（ｃ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、音Ｂを右のスピーカー１９から発し、音Ｂが発される位置の給水管１４ｒを舐めると正解として水を与え、給水管１４ｌを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。この学習が成立した後に、図２５（ｄ）に示すように、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、両方のスピーカーから音Ｂを発し、右の給水管１４ｒを舐めると正解として水を与え、左の給水管１４ｌを舐めると不正解としてマウスに不快な直流電圧を印加する。この課題から、マウスが音色からその元来の提示位置を連想する能力を評価し、聴覚的な音色と位置との情報統合課題を実施できる。
　以上、（１）から（１０）の実験課題は、第１の実施形態のような２つの給水管を有する構成によっても行うことが出来る。
　さらに、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
　上記各実施形態において、ステップＳ１０８では、１０秒間に渡って０．１ｍｌ程度の水を供給するが、これに限らず、一回のテストで一日の必要水分量の全てがマウスに供給されるのでない限り、ステップＳ１０８では任意の期間に任意の量で給水を行ってよい。例えば、ステップＳ１０８において、マウスが正解を示す給水管１４ｒ又は１４ｌに接触してから一定時間の間、給水を継続してもよい。また、ステップＳ１０８で、マウスが正解を示す給水管１４ｒ又は１４ｌに接触してから一定量の水分を供給するまで、給水を継続してもよい。この一回当たりの給水量は、マウスの一日の必要水分量とテスト回数に基づいて定めることができる。例えば、一回当たりの必要給水量（例えば、４－７ｍｌ）を、マウスの一日の必要水分量をテスト回数（例えば、２０回）で割った値（例えば、０．２－０．３５ｍｌ）としてもよい。さらに、（ｉ）マウスが正解を示す給水管１４ｒ又は１４ｌに接触してから一定時間が経過する、及び（ｉｉ）正解を示す給水管１４ｒ又は１４ｌから一定量の水分が供給されるという２つの条件のいずれかが満たされるまで、給水を継続することとしてもよい。
　上記各実施形態においては、報酬は水であったが、これに限らず、例えば餌であってもよい。この場合、給水管１４ｒ，１４ｌと給水ポンプ１３の代わりに、金属製の分配口を有する自動給餌器を用い、給水管１４ｒ，１４ｌの代わりに、当該分配口が接触検出部１５及び直流電圧印加部１８ａに接続されることとしてもよい。この変形例では、ステップＳ１０８において、マウスが正解を示す分配口に接触したときに、一定量の餌（例えば、ペレット）を分配口から放出する。この一回当たりの給餌量は、マウスの一日の必要餌量とテスト回数に基づいて定めることができる。例えば、一回当たりの必要餌量（例えば、２．８－７．０ｇ）を、マウスの一日の必要水分量をテスト回数（例えば、２０回）で割った値（例えば、０．１４－０．３５ｇ）としてもよい。
　上記各実施形態における実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、マウス用学習装置１０ａ～１０ｎにのみ用いられる専用の制御装置であってもよい。
　マウス検出部の一例である接触検出部１５は、上記各実施形態の構成に限らず、その他、光センサ、静電容量センサ、カメラ等であってもよい。また、このマウス検出部はマウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接触したことではなく、マウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接近したことを検出してもよい。
　電気ショック付与部１８は、上記各実施形態の構成に限らず、例えば、金属板１６ｃに直流電圧を印加してもよい。このように報酬を与える構成と罰を与える構成とが別に設けられていてもよい。
　より具体的には、電気ショック付与部１８において、直流電圧印加部１８ａを、給水管１４ｒ，１４ｌの代わりに、金属板１６ｃに接続してもよい。この変形例では、電気ショック付与部１８がオン状態にある場合に、マウスが金属板１６ｃの敷かれた応答エリア１６ａに進入すると、金属板１６ｃからマウスに直流電圧が印加されるのでマウスは不快感を感じ、これによりマウスが応答エリア１６ａに進入することが制限される。さらに、この変形例では、マウスが誤った選択肢である給水管１４ｒ又は給水管１４ｌに接触すると、直流電圧印加部１８ａから金属板１６ｃを介してマウスに罰として電気刺激が与えられる。
　また、マウス用学習装置１０ａ～１０ｎの機能を実現するためのマウス用学習プログラムは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc－Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等のコンピューター読み取り可能な記録媒体に記憶されてもよいし、ネットワークを介して実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎにダウンロードされてもよい。
　また、上記各実施形態では、外部ＰＣ１４０から、インターネットＩＮ及びメインＰＣ４０を介して、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎを遠隔操作したが、これに限らず、メインＰＣ４０を省略して、外部ＰＣ１４０から、インターネットＩＮを介して、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎを遠隔操作してもよい。
　また、上記各実施形態では、各テストは、通常、夜間（人工的な日照条件下で飼育する場合は暗期）に行われるが、これに限らず、昼間（人工的な日照条件下で飼育する場合は明期）に行われてもよい。
　また、上記各実施形態では、各実験ユニット１１ａ～１１ｎは、それぞれ１匹のマウスのみを収容しているが、これに限らず、複数のマウスを収容していてもよい。
　また、上記各実施形態では、各実験ユニット１１ａ～１１ｎはスピーカー１９を備えているが、これに限らず、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎが音声を必要としないテスト又は課題のみを行うのであれば、スピーカー１９を省略してもよい。
　また、上記各実施形態では、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎが、ステップＳ１０７において、マウスの選択が誤っている旨判断したときに、ステップＳ１０９で、直流電圧印加部１８ａを通じて誤答である給水管１４ｒ又は給水管１４ｌに接触しているマウスに直流電圧を印加するが、この代わりに、ステップＳ１０７での誤答であることの検出及びステップＳ１０９自体を省略し、上記ステップＳ１０５と同時に誤った選択肢である給水管１４ｒ又は給水管１４ｌへの印加を開始することとしてもよい。これによっても、マウスの選択が誤っている場合にマウスに罰として電気刺激が与えられる。
　また、第２の実施形態で、手動式のゲート１１８の代わりに、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎにより制御される電動ゲートを用いてもよい。この場合、まず、実験者は、上述した各テストを開始する前に、マウスを待機空間１１６ａに収容する。また、ステップＳ１０４において、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、当該電動ゲートを開く。そして、当該テストの終了後、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎは、当該電動ゲートを閉じる。最後に、実験者は、当該実験の終了後、再びマウスを待機空間１１６ａに戻す。
　また、上記各実施形態では、応答エリア１６ａと待機エリア１６ｂとが同一のケージ１６内に設けられているが、これに限らず、待機エリア１６ｂを、ケージ１６に通路で接続されている別のケージに設けてもよい。この変形例では、ケージ１６は実験ケージとして機能し、別のケージは飼育ケージとして機能する。本変形例では、電気ショック付与部１８において、直流電圧印加部１８ａを、給水管１４ｒ，１４ｌの代わりに、金属板１６ｃに接続することが好ましい。また、本変形例では、別のケージは、当該ケージの床上に設けられた金属板と、テスト中に当該金属板に電流を流す別の電気ショック部とをさらに備えることが好ましい。これにより、テスト中における別のケージ内の待機エリア１６ｂからケージ１６内の応答エリア１６ａへのマウスの移動が促進される。また、本変形例では、当該通路に電動又は手動のゲートを設け、テストの開始時にゲートを開き、テストの終了時にゲートを閉ざすことも好ましい。
　また、上記各実施形態では、中継装置としてルータ３０を用いたが、これに限らず、中継装置は任意であり、例えば、ハブを用いることもできる。
　また、上記各実施形態において、メインＰＣ４０と外部ＰＣ１４０とネットワークとの接続、メインＰＣ４０と中継装置（例えば、ルーター３０）との接続、及び中継装置と複数の実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎとの接続は、それぞれ独立して、有線接続でも無線接続でもよい。
　また、上記各実施形態では、金属製の給水管１４ｒ、１４ｌを用いたが、これに限らず、他の導電性材料から形成された給水管（例えば、樹脂製の給水管に金属メッキを施したものなど）を用いてもよい。但し、こうした給水管は、マウスの噛みつきや引掻きにたいして堅牢であることが好ましい。
　また、上記各実施形態では、金属板１６ｃを用いたが、この代わりに、任意の導電性材料から形成された床材（板、シート、格子、又はネットなど）を用いてもよい。但し、こうした床材は、マウスの噛みつきや引掻きにたいして堅牢であることが好ましい。
　また、上記各実施形態において、直流電圧印加部１８ａは、直流電圧を連続的に給水管１４ｒ、１４ｌに印加しても、断続的に印加してもよい。また、直流電圧を断続的に印加する場合には、印加の周期とデューティを可変としてもよい。
　また、上記各実施形態において、直流電圧印加部１８ａは、交流電圧印加部に置換されてもよい。この場合、交流電圧印加部１８ａが出力する交流電圧の周波数は、ハイパスフィルタ１５ｃのカットオフ周波数よりも低く、サイン波電圧印加部１５ａの出力するサイン波電圧の周波数はカットオフ周波数よりも高く設定される。また、交流電圧印加部１８ａが出力する交流電圧の周波数は、サイン波電圧印加部１５ａの出力するサイン波電圧の周波数よりも高くてもよい。この場合、ハイパスフィルタ１５ｃはローパスフィルタに置換される。ローパスフィルタ１５ｃのカットオフ周波数は、交流電圧印加部１８ａが出力する交流電圧の周波数とサイン波電圧印加部１５ａの出力するサイン波電圧の周波数との間の周波数に設定される。
　また、交流電圧印加部１８ａは、交流電圧を断続的に出力する構成でもよい。この場合に、交流電圧印加部１８ａが交流電圧を出力していないタイミングで、電流測定部１５ｂがサイン波電流を測定するようにすれば、サイン波電流への交流電圧の干渉を抑えることができる。
　また、ハイパスフィルタ１５ｃは、バンドパスフィルタなどでもよい。
　また、上記各実施形態において、抵抗Ｒ１８を可変抵抗素子で構成してもよい。この場合、電気刺激の強度を、マウスの個体（例えば、個体の体重、年齢、健康状態、及び／又は、それまでのテストの成績）に応じて増減してもよい。
　また、上記各実施形態において、抵抗Ｒ１８と直流（又は交流）電圧印加部１８ａの間にフォトリレーなどのフォトカプラを配置してもよい。この場合、フォトカプラの一次側を直流（交流）電圧印加部１８ａに、二次側を抵抗Ｒ１８に接続する。なお、二次側に電流・電圧調整用の抵抗Ｒ１８を配置しても配置しなくてもよい。
　（実施例）
　（実施例１：図形情報の短期記憶に関する実験）
　本発明者は、第２の実施形態に係るマウス用学習装置において、８匹の野生型マウスと８匹の遺伝子操作型マウス（ｃＰｃｄｈ－α１，１２マウス）について見本合わせテスト及び遅延見本合わせテストに係る実験を行った。
　マウス学習装置は１台のみ用意し、この学習装置で各マウスを実験した。各マウスは１２時間明期、１２時間暗期（１２Ｌ：１２Ｄ）の条件で飼育し、暗期のうちに実験に供した。この暗期は実験者の業務時間に合わせられていた。実験者は、１日の実験終了後から業務時間の終了までにマウス学習装置の実験用ＰＣの電源を切った。この学習装置の実験用ＰＣ（ノートパソコン）はメインＰＣ４０には接続されていなかった。電気ショック付与部１８は、直流電圧印加部１８ａと、抵抗Ｒ１８と、を備えていた。直流電圧印加部１８ａは、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと、数ボルトの直流電圧を印加するものであった。接触検出部１５は、サイン波電圧印加部１５ａと、電流計測部１５ｂと、ハイパスフィルタ１５ｃと、を備えていた。サイン波電圧印加部１５ａは、振幅０．３Ｖ程度、周波数１ｋＨｚ程度のサイン波の電圧を印加するものであった。実験用ＰＣは、電流計測部１５ｂに接続されており、電流計測部１５ｂでサイン波が計測されたか否かに基づいてマウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接触したか否かを認識するようプログラムされていた。その他の点については、上述の第２の実施形態及び第２の実施形態で参照する第１の実施形態の記載通りに、準備した。
　図１２に示すように、第１の期間Ｔａにわたって１日１セッションだけ見本合わせテストに係る実験を行った。そして、第１の期間Ｔａの経過後、第２の期間Ｔｂにわたって１日１セッションだけ遅延見本合わせテストに係る実験を行った。１セッションは２０回のテストからなる。両方の実験で、見本記号Ｉａは、共通の記号のペア（三重丸型記号と星型記号）から実験者によりテスト毎に予め選択された。また、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうちいずれを見本記号Ｉａと同一にするか（即ち、給水管１４ｒ及び１４ｌのいずれを正答とするか）も、実験者によりテスト毎に予め選択された。遅延見本合わせテストの遅延時間は２０秒であった。
　図１２では、野生型マウスの正答率の平気値と、遺伝子操作型マウスの正答率の平均値とを、経過セッション数（即ち、日数）に対してプロットして示している。図１２に示すように、第１の期間Ｔａにおける見本合わせテストに係る実験では、野生型マウスと遺伝子操作型マウスで正答率に殆ど差異がない。しかし、第２の期間Ｔｂにおける遅延見本合わせテストに係る実験では、遺伝子操作型マウスの正答率は、野生型マウスに比べて低い。よって、遺伝子操作型マウスにおける図形情報の短期記憶に異常が生じていることが予想される。
　（実施例２：聴覚と図形の連想記憶に関する実験）
　本発明者は、第２の実施形態に係るマウス用学習装置において、６匹の野生型マウスと６匹の遺伝子操作型マウス（ｃＰｃｄｈ－α１，１２マウス）について視覚依存タスクテスト及び連想依存タスクテストに係る実験を行った。マウス学習装置の設定は実施例１と同様である。
　図１３に示すように、第１の期間Ｔａにわたって１日１セッションだけ視覚依存タスクテストに係る実験を行った。そして、第１の期間Ｔａの経過後、第２の期間Ｔｂにわたって１日１セッションだけ連想依存タスクテストに係る実験を行った。１セッションは２０回のテストからなる。
　視覚依存タスクテストに係る実験では、見本記号１ａは、共通の記号のペア（三重丸型記号と星型記号）から実験者によりテスト毎に予め選択された。また、三重丸型記号をマウスに提示する際には猫の鳴き声をながし、星型記号をマウスに提示する際にはマウスの鳴き声をながした。さらに、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうちいずれを見本記号Ｉａと同一にするかも、実験者によりテスト毎に予め選択された。
　連想依存タスクテストに係る実験では、視覚依存タスクテストに係る実験でマウスに学習させた猫の鳴き声又はマウスの鳴き声のみをマウスに提示した後に、マウスがその鳴き声に対応する記号が表示された側にある給水管を選択できるか否かを調べた。いずれの声を流すか及び選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうちいずれを見本記号Ｉａと同一にするかは、実験者によりテスト毎に予め選択された。
　図１３では、野生型マウスの正答率の平均値と、遺伝子操作型マウスの正答率の平均値とを、経過セッション数（即ち、日数）に対してプロットして示している。図１３に示すように、第１の期間Ｔａにおける視覚依存タスクテストに係る実験では、野生型マウスと遺伝子操作型マウスで正答率に殆ど差異がない。しかし、第２の期間Ｔｂにおける連想依存タスクテストに係る実験では、遺伝子操作型マウスの正答率は、野生型マウスに比べて低い。よって、遺伝子操作型マウスにおける聴覚と図形の連想記憶に異常が生じていることが予想される。
　（実施例３：マウスの学習能力に関する実験）
　本発明者は、第２の実施形態に係るマウス用学習装置において、６匹の野生型マウスについて、見本合わせテストに係る実験、遅延見本合わせテストに係る実験、遅延任意見本合わせテストに係る実験を順次行った。マウス学習装置の設定は実施例１と同様である。
　図１４に示すように、第１の期間Ｔ１にわたって１日１セッションだけ見本合わせテストに係る実験を行い、第１の期間Ｔ１の経過後、第２の期間Ｔ２にわたって１日１セッションだけ遅延見本合わせテストに係る実験を行い、第２の期間Ｔ２の経過後、第３の期間Ｔ３にわたって１日１セッションだけ遅延任意見本合わせテストに係る実験を行った。第３の期間Ｔ３においては、１１日間にわたる実験が行われない実験休止期間Ｔ４が設定された。１セッションは２０回のテストからなる。
　見本合わせテストに係る実験では、見本記号１ａは、共通の記号のペア（三重丸型記号と星型記号）から実験者によりテスト毎に予め選択された。また、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうちいずれを見本記号Ｉａと同一にするかも、実験者によりテスト毎に予め選択された。
　遅延見本合わせテストに係る実験では、見本記号１ａは、最初の２６日は三重丸型記号と星型記号のペアから、最後の４日は三重丸型記号とスペードのペアから、実験者によりテスト毎に予め選択された。また、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうちいずれを見本記号Ｉａと同一にするかも、実験者によりテスト毎に予め選択された。さらに、遅延時間は、最初の２日間は、５秒、次の２日間は、１０秒、最後の２６日間は、２０秒に設定された。
　遅延任意見本合わせテストに係る実験では、見本記号１ａは、テスト毎に任意のアルファベットの新しいペアから実験者により予め選択された。また、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうちいずれを見本記号Ｉａと同一にするかも、実験者によりテスト毎に予め選択された。さらに、遅延時間は２０秒に設定された。
　図１４では、個々の野生型マウスの正答率を経過セッション数（即ち、日数）に対してプロットして示している。図１４に示すように、本実験によれば、見本合わせテストに係る実験における正答率が８０％程度まで上昇するのに１～２か月の訓練期間が必要であることがわかる。また、遅延見本合わせテストに係る実験に移行した後であっても、殆ど正答率は低下しない。さらに、遅延任意見本合わせテストに係る実験に移行した後も殆ど正答率は低下しない。なお、第３の期間Ｔ３における実験休止期間Ｔ４の後も殆ど正答率は低下しない。この実験によりマウスの能力が向上していることがわかる。
　（実施例４：第１及び第２の実施形態における見本合わせテストに係る実験）
　本発明者は、第１及び第２の実施形態に係るマウス用学習装置において野生型マウスについて１日１セッションだけ見本合わせテストに係る実験を行った。１セッションは２０回のテストからなる。第１の実施形態に係るマウス学習装置での実験では、１２匹のマウスを、第２の実施形態に係るマウス学習装置での実験では、６匹のマウスを用いた。実験に用いた第２の実施形態に係るマウス学習装置の設定は実施例１と同様である。
　第１の実施形態に係るマウス学習装置は１台のみ用意し、この学習装置で各マウスを実験した。実施例１と同様に、各マウスは１２時間明期、１２時間暗期（１２Ｌ：１２Ｄ）の条件で飼育し、暗期のうちに実験に供した。この学習装置の実験用ＰＣ（ノートパソコン）はメインＰＣ４０（ノートパソコン）にルータ３０を介して接続されていた。実験者は、１日の実験終了後から業務時間の終了までにメインＰＣ４０の電源を切った。電気ショック付与部１８は、直流電圧供給部１８ａと、抵抗Ｒ１８と、を備えていた。直流電圧供給部１８ａは、実験用ＰＣ２０ａ～２０ｎによる制御のもと、数ボルトの直流電流を流すものであった。接触検出部１５は、サイン波供給部１５ａと、電流計測部１５ｂと、ハイパスフィルタ１５ｃと、を備えていた。サイン波供給部１５ａは、振幅０．３Ｖ程度、周波数１ｋＨｚ程度のサイン波の電流を供給するものであった。実験用ＰＣは、電流計測部１５ｂに接続されており、電流計測部１５ｂでサイン波が計測されたか否かに基づいてマウスが給水管１４ｒ，１４ｌに接触したか否かを認識するようプログラムされていた。その他の点については、上述の第１の実施形態の記載通りに、準備した。
　第１及び第２の実施形態に係るマウス学習装置での見本合わせテストに係る実験では、見本記号１ａは、共通の記号のペア（三重丸型記号と星型記号）から実験者によりテスト毎に予め選択された。また、選択記号Ｉｌ，Ｉｒのうちいずれを見本記号Ｉａと同一にするかも、実験者によりテスト毎に予め選択された。
　図１５では、野生型マウスの正答率の平均値と、遺伝子操作型マウスの正答率の平均値とを、経過セッション数（即ち、日数）に対してプロットして示している。図１５に示すように、第１の実施形態に係るマウス用学習装置を利用した実験では、６日目で正答率が８０％に近づくのに対して、第２の実施形態に係るマウス用学習装置を利用した実験では６日目で正答率が５５％程度、１０日目でも正答率が６０％程度である。この実験により、第２の実施形態に比べて第１の実施形態に係るマウス用学習装置を利用した方がマウスの学習速度は速いことがわかる。
　以上、説明した各実施形態によれば、一例として以下の技術的思想が開示される。
［付記］
［付記１］
　マウスに視認可能に設けられるディスプレイと、
　マウスに報酬又は罰を与える第１及び第２の賞罰付与部と、
　前記各賞罰付与部にマウスが接近又は接触したことを検出するマウス検出部と、
　音声を発するスピーカーと、
　見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト、視覚依存タスクテスト及び記憶依存タスクテストを実行する制御部と、を備え、
　前記見本合わせテストは、
　前記ディスプレイを通じて見本記号を表示する見本記号表示工程と、
　前記ディスプレイを通じて、前記見本記号と同一種類の記号である第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記見本記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する選択記号表示工程と、
　前記マウス検出部を通じて前記一方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記一方の賞罰付与部を通じて前記マウスに報酬を与え、前記他方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記他方の賞罰付与部を通じて前記マウスに罰を与える賞罰付与工程と、を備え、
　前記遅延見本合わせテストは、
　前記見本記号表示工程と、
　前記見本記号の表示を消去した後に予め設定される遅延時間だけ待つ遅延工程と、
　前記遅延工程を経て開始される前記選択記号表示工程と、
　前記賞罰付与工程と、を備え、
　前記視覚依存タスクテストは、
　前記見本記号表示工程と、
　前記見本記号を表示する際、前記スピーカーを通じて前記見本記号に対応づけられた音声を発生させる音声発生工程と、
　前記選択記号表示工程と、
　前記賞罰付与工程と、を備え、
　前記記憶依存タスクテストは、
　前記スピーカーを通じて、前記視覚依存タスクテストの前記音声発生工程で用いた音声のいずれかを発生させる別の音声発生工程と、
　前記ディスプレイを通じて、前記別の音声発生工程で発生させた音声に対応する第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記第１の選択記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する別の選択記号表示工程と、
　前記賞罰付与工程と、を備える、
　ことを特徴とするマウス用学習装置。
［付記２］
　マウスを収容する飼育ケージをさらに備える、
　ことを特徴とする付記１に記載のマウス用学習装置。
［付記３］
　前記飼育ケージは、マウスが待機する待機エリアと前記第１及び第２の賞罰付与部が設けられる応答エリアとを有し、
　前記マウス用学習装置は、前記第１及び第２の賞罰付与部又は前記応答エリアに敷かれた金属板に電圧を印加することで前記マウスが前記応答エリアに進入することを制限し、前記第１及び第２の賞罰付与部に前記電圧を印加しないことで前記マウスが前記応答エリアに進入することを許可する電気ショック付与部をさらに備える、
　ことを特徴とする付記２に記載のマウス用学習装置。
［付記４］
　前記制御部は、
　前記見本記号表示工程においては前記電気ショック付与部を通じてマウスが前記応答エリアに進入することを制限し、
　前記選択記号表示工程においては前記電気ショック付与部を通じてマウスが前記応答エリアに進入することを許可する、
　ことを特徴とする付記３に記載のマウス用学習装置。
［付記５］
　前記制御部は遅延任意見本合わせテストを行い、
　前記遅延任意見本合わせテストは、
　前記見本合わせテスト及び前記遅延見本合わせテストにおいて表示された前記見本記号と異なる記号を前記見本記号として前記ディスプレイに表示する前記見本記号表示工程と、
　前記選択記号表示工程と、
　前記賞罰付与工程と、を備える、
　ことを特徴とする付記１から４の何れか１つに記載のマウス用学習装置。
［付記６］
　前記制御部は、第１の期間にわたって１日に第１の設定回数だけ前記見本合わせテストを行い、前記第１の期間の経過後、第２の期間にわたって１日に第２の設定回数だけ前記遅延見本合わせテストを行い、前記第２の期間の経過後、第３の期間にわたって１日に第３の設定回数だけ前記遅延任意見本合わせテストを行う、
　ことを特徴とする付記５に記載のマウス用学習装置。
［付記７］
　前記制御部は、第４の期間にわたって１日に第４の設定回数だけ前記視覚依存タスクテストを行い、前記第４の期間の経過後、第５の期間にわたって１日に第５の設定回数だけ前記記憶依存タスクテストを行う、
　ことを特徴とする付記１から６の何れか１つに記載のマウス用学習装置。
［付記８］
　付記１から７の何れか１つに記載のマウス用学習装置と、
　ネットワークに接続可能であって、前記マウス用学習装置の前記制御部と通信可能なメインコンピューターと、を備え、
　前記メインコンピューターは、
　前記マウス用学習装置において前記各テストが行われる期間においては前記制御部との通信を遮断し、
　前記マウス用学習装置において前記各テストが行われない期間においては前記制御部との通信を可能とする、
　ことを特徴とするマウス用学習システム。
［付記９］
　前記ネットワークを介して前記メインコンピューター又は前記制御部を遠隔操作する外部コンピューターを備える、
　ことを特徴とする付記８に記載のマウス用学習システム。
［付記１０］
　コンピューターに、見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト、視覚依存タスクテスト、及び記憶依存タスクテストからなる群より選択される少なくとも１つを実行させるマウス用学習プログラムであって、
　前記見本合わせテストは、
　ディスプレイを通じて見本記号を表示する見本記号表示工程と、
　前記ディスプレイを通じて、前記見本記号と同一種類の記号である第１の選択記号を第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記見本記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する選択記号表示工程と、
　マウス検出部を通じて前記一方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記一方の賞罰付与部を通じて前記マウスに報酬を与え、前記他方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記他方の賞罰付与部を通じて前記マウスに罰を与える賞罰付与工程と、を備え、
　前記遅延見本合わせテストは、
　前記見本記号表示工程と、
　前記見本記号の表示を消去した後に予め設定される遅延時間だけ待つ遅延工程と、
　前記遅延工程を経て開始される前記選択記号表示工程と、
　前記賞罰付与工程と、を備え、
　前記視覚依存タスクテストは、
　前記見本記号表示工程と、
　前記見本記号を表示する際、スピーカーを通じて前記見本記号に対応づけられた音声を発生させる音声発生工程と、
　前記選択記号表示工程と、
　前記賞罰付与工程と、を備え、
　前記記憶依存タスクテストは、
　前記スピーカーを通じて、前記視覚依存タスクテストの前記音声発生工程で用いた音声のいずれかを発生させる別の音声発生工程と、
　前記ディスプレイを通じて、前記別の音声発生工程で発生させた音声に対応する第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記第１の選択記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する別の選択記号表示工程と、
　前記賞罰付与工程と、を備える、
　ことを特徴とするマウス用学習プログラム。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
　本出願は、２０１７年２月２４日に出願された、日本国特許出願２０１７－０３４１７１号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照して取り込むものとする。
１　マウス用学習システム
１０ａ～１０ｎ　マウス用学習装置
１１ａ～１１ｎ　実験ユニット
１２　ディスプレイ装置
１２ａ　画面
１２ｃ　中央領域
１２ｌ　左側領域
１２ｒ　右側領域
１３　給水ポンプ
１４ｌ，１４ｒ　給水管
１５　接触検出部
１５ａ　サイン波電圧印加部
１５ｂ　電流計測部
１５ｃ　ハイパスフィルタ
１６，１１６　ケージ
１６ａ　応答エリア
１６ｂ　待機エリア
１６ｃ　金属板
１７　シェルター
１８　電気ショック付与部
１８ａ　直流電圧印加部
１９　スピーカー
２０ａ～２０ｎ　実験用ＰＣ
３０　ルータ
４０　メインＰＣ
１１６ａ　待機空間
１１８　ゲート
１４０　外部ＰＣ
Ｉａ　見本記号
Ｉａ１　第１見本記号
Ｉａ２　第２見本記号
Ｉｌ，Ｉｒ　選択記号

Claims (10)

  1. 　マウスに視認可能に設けられるディスプレイと、
    　マウスに報酬又は罰を与える第１及び第２の賞罰付与部と、
    　前記各賞罰付与部にマウスが接近又は接触したことを検出するマウス検出部と、
    　音声を発するスピーカーと、
    　見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト、視覚依存タスクテスト及び記憶依存タスクテストを実行する制御部と、を備え、
    　前記見本合わせテストは、
    　前記ディスプレイを通じて見本記号を表示する見本記号表示工程と、
    　前記ディスプレイを通じて、前記見本記号と同一種類の記号である第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記見本記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する選択記号表示工程と、
    　前記マウス検出部を通じて前記一方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記一方の賞罰付与部を通じて前記マウスに報酬を与え、前記他方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記他方の賞罰付与部を通じて前記マウスに罰を与える賞罰付与工程と、を備え、
    　前記遅延見本合わせテストは、
    　前記見本記号表示工程と、
    　前記見本記号の表示を消去した後に予め設定される遅延時間だけ待つ遅延工程と、
    　前記遅延工程を経て開始される前記選択記号表示工程と、
    　前記賞罰付与工程と、を備え、
    　前記視覚依存タスクテストは、
    　前記見本記号表示工程と、
    　前記見本記号を表示する際、前記スピーカーを通じて前記見本記号に対応づけられた音声を発生させる音声発生工程と、
    　前記選択記号表示工程と、
    　前記賞罰付与工程と、を備え、
    　前記記憶依存タスクテストは、
    　前記スピーカーを通じて、前記視覚依存タスクテストの前記音声発生工程で用いた音声のいずれかを発生させる別の音声発生工程と、
    　前記ディスプレイを通じて、前記別の音声発生工程で発生させた音声に対応する第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記第１の選択記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する別の選択記号表示工程と、
    　前記賞罰付与工程と、を備える、
    　ことを特徴とするマウス用学習装置。
  2. 　マウスを収容する飼育ケージをさらに備える、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のマウス用学習装置。
  3. 　前記飼育ケージは、マウスが待機する待機エリアと前記第１及び第２の賞罰付与部が設けられる応答エリアとを有し、
    　前記マウス用学習装置は、前記第１及び第２の賞罰付与部又は前記応答エリアに敷かれた金属板に電圧を印加することで前記マウスが前記応答エリアに進入することを制限し、前記第１及び第２の賞罰付与部に前記電圧を印加しないことで前記マウスが前記応答エリアに進入することを許可する電気ショック付与部をさらに備える、
    　ことを特徴とする請求項２に記載のマウス用学習装置。
  4. 　前記制御部は、
    　前記見本記号表示工程においては前記電気ショック付与部を通じてマウスが前記応答エリアに進入することを制限し、
    　前記選択記号表示工程においては前記電気ショック付与部を通じてマウスが前記応答エリアに進入することを許可する、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のマウス用学習装置。
  5. 　前記制御部は遅延任意見本合わせテストを行い、
    　前記遅延任意見本合わせテストは、
    　前記見本合わせテスト及び前記遅延見本合わせテストにおいて表示された前記見本記号と異なる記号を前記見本記号として前記ディスプレイに表示する前記見本記号表示工程と、
    　前記選択記号表示工程と、
    　前記賞罰付与工程と、を備える、
    　ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のマウス用学習装置。
  6. 　前記制御部は、第１の期間にわたって１日に第１の設定回数だけ前記見本合わせテストを行い、前記第１の期間の経過後、第２の期間にわたって１日に第２の設定回数だけ前記遅延見本合わせテストを行い、前記第２の期間の経過後、第３の期間にわたって１日に第３の設定回数だけ前記遅延任意見本合わせテストを行う、
    　ことを特徴とする請求項５に記載のマウス用学習装置。
  7. 　前記制御部は、第４の期間にわたって１日に第４の設定回数だけ前記視覚依存タスクテストを行い、前記第４の期間の経過後、第５の期間にわたって１日に第５の設定回数だけ前記記憶依存タスクテストを行う、
    　ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載のマウス用学習装置。
  8. 　請求項１から７の何れか１項に記載のマウス用学習装置と、
    　ネットワークに接続可能であって、前記マウス用学習装置の前記制御部と通信可能なメインコンピューターと、を備え、
    　前記メインコンピューターは、
    　前記マウス用学習装置において前記各テストが行われる期間においては前記制御部との通信を遮断し、
    　前記マウス用学習装置において前記各テストが行われない期間においては前記制御部との通信を可能とする、
    　ことを特徴とするマウス用学習システム。
  9. 　前記ネットワークを介して前記メインコンピューター又は前記制御部を遠隔操作する外部コンピューターを備える、
    　ことを特徴とする請求項８に記載のマウス用学習システム。
  10. 　コンピューターに、見本合わせテスト、遅延見本合わせテスト、視覚依存タスクテスト、及び記憶依存タスクテストからなる群より選択される少なくとも１つを実行させるマウス用学習プログラムであって、
    　前記見本合わせテストは、
    　ディスプレイを通じて見本記号を表示する見本記号表示工程と、
    　前記ディスプレイを通じて、前記見本記号と同一種類の記号である第１の選択記号を第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記見本記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する選択記号表示工程と、
    　マウス検出部を通じて前記一方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記一方の賞罰付与部を通じて前記マウスに報酬を与え、前記他方の賞罰付与部にマウスが接近又は接触した旨検出したときには前記他方の賞罰付与部を通じて前記マウスに罰を与える賞罰付与工程と、を備え、
    　前記遅延見本合わせテストは、
    　前記見本記号表示工程と、
    　前記見本記号の表示を消去した後に予め設定される遅延時間だけ待つ遅延工程と、
    　前記遅延工程を経て開始される前記選択記号表示工程と、
    　前記賞罰付与工程と、を備え、
    　前記視覚依存タスクテストは、
    　前記見本記号表示工程と、
    　前記見本記号を表示する際、スピーカーを通じて前記見本記号に対応づけられた音声を発生させる音声発生工程と、
    　前記選択記号表示工程と、
    　前記賞罰付与工程と、を備え、
    　前記記憶依存タスクテストは、
    　前記スピーカーを通じて、前記視覚依存タスクテストの前記音声発生工程で用いた音声のいずれかを発生させる別の音声発生工程と、
    　前記ディスプレイを通じて、前記別の音声発生工程で発生させた音声に対応する第１の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の一方の賞罰付与部に対応する位置に表示し、前記第１の選択記号と異なる種類の記号である第２の選択記号を前記第１又は第２の賞罰付与部の他方の賞罰付与部に対応する位置に表示する別の選択記号表示工程と、
    　前記賞罰付与工程と、を備える、
    　ことを特徴とするマウス用学習プログラム。
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