牛の脳機能解析に用いる脳定位固定装置

• 担当機関: 畜産試験場
• 研究期間: 2000～2000
• 研究担当者: 根本 鉄; 作本亮介; 中村正斗; 粕谷悦子; 齋藤敏之
• 発行年度: 2000
• 要約: 牛の中枢神経調節機能を解析するために、新たに牛脳定位固定装置を開発した。この装置は頭部固定ユニット、自動マニピュレータ、上下動可能な移動台車から構成されおり、子牛から成牛の頭部を固定できる。
• 背景・ねらい: 代表的な産業家畜である牛では、これまで主に、発育、繁殖、泌乳の内分泌調節系や抗病性に関連する免疫調節系について研究が進められている。しかし、牛の中枢神経系における採食、本能行動などの制御機構は殆ど解明されていない。牛の脳研究が遅れている大きな要因は、牛の頭をあらかじめ定めた位置に固定して脳内神経機構を解析するための脳定位固定装置が開発されていないことにある。そこで、本研究では牛の脳機能解析に不可欠な脳定位固定装置を開発することを目的とする。
• 成果の内容・特徴: １．; ホルスタイン種雌・雄牛（体重61.8±0.8 kg(n=3)～542.8±30.5 kg(n=4);平均値±標準偏差）の頭部のサイズと重量を測定し、牛脳定位固定装置を設計・製作した。脳定位固定装置はイア－バ－、アイバ－、上顎支え及び下顎支えの各ユニットから構成されているが、子牛から成牛の頭部を一台の装置で固定するために、イアバー以外のユニットを可動式とした。また、牛の体高にあわせて装置全体の高さを調整するための油圧リフトを組み入れた。本装置を用いて、子牛から成牛の頭部（最大重量、27kg）を固定できることが確認された。; ２．; 試作した装置には精度を向上させるために、自動マニピュレータを設置した。マニピュレータの前後（ｘ軸）、横（ｙ軸）、上下（ｚ軸）の各スライドレールは６μｍ単位で移動距離を読み取るロータリエンコーダと連動しており、１０μｍ毎に現在位置を表示できる。本装置は手術部位までの距離と操作性を考慮して、自動制御と手動制御に随時切り替え可能である。試作したマニピュレータを反復試行したところ、その座標の誤差は最大４０μｍであった。; （２）体重１５０ｋｇ～３０２ｋｇまでの７頭のホルスタイン種雄牛をイソフルラン吸入麻酔した後、脳定位固定装置と別途試作した保定枠で固定した。側脳室内に造影剤を注入してＸ線による脳室造影を行い、第Ⅲ脳室周囲を可視化することに成功した。
• 成果の活用面・留意点: １．; 本装置等を用いて牛の脳地図の作成や脳定位手術が可能となる。また、これらを活用することにより牛の脳機能解析や画像診断法の開発が可能となる。; ２．; 牛に全身麻酔を施す際には保定枠で体を保定する必要がある。; ３．; 牛脳定位固定装置の使用法については事前に習熟することが望ましい。本装置を使用する際には、牛の体をあらかじめ保定して全身麻酔を施す必要がある。また、Ｘ線による脳室造影には十分な出力を有するＸ線撮影装置とＸ線を遮蔽できる施設が必要である。
• カテゴリ: 自動制御 繁殖性改善