Development of non-invasive measurements of emotion in laboratory animals.

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K03390
• Research Institution: Hiroshima International University
• Principal Investigator: 菱村 豊 広島国際大学, 心理学部, 教授 (90293191)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 表情 / 体温 / 超音波発声 / 情動 / 実験動物

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、動物の情動状態を直接的かつ連続的な変化量として測定する非侵襲的情動テストバッテリーを開発することであった。具体的には、被験体動物としてげっ歯類を用いて、社会的接触場面での表情（ビデオ解析）、皮膚温（赤外線サーモグラフィー）、超音波発声（高周波音専用マイクで録音した超音波発声のスペクトラム分析）の3つの測定指標を複合的に時系列で解析する。今年はその研究1年目であった。
今年度は新たな測定機器の設置と、その様々な測定パラメータを調整することに多くの時間が必要であった。特に設置を予定していたサーモグラフィでは研究に必要な時間分解能と操作性が得られないことがわかり、より高価な機種に変更せざるを得なかった。そのため、サーモグラフィと同時に使用することを考えていた体温測定用の皮下埋め込み型チップと体内埋め込み型トランスミッターの購入と使用をあきらめることになった。しかし、その計画変更以外は防音室の設置を含めて実験機器の設定など、実験環境を整えることはほぼ終了した。
一方、適切な被験体を選ぶ作業は、まだ確認作業中である。学習能力や社会性、視覚の良さ、実験動物としての一般利用率などを考慮し、マウスの2つの系統(C57BL/6NとCD2F1）で現在実験中である。これまでのところ、設定した社会的な接触場面で表情画像、皮膚温変動、超音波発声ともに十分な質でデータが記録されていることを確認できた。さらに、被験体と接触する刺激個体の種類（雌雄、系統）をいくつか変えながら、データの蓄積と解析を継続している段階である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究実績の概要でも述べた通り、今年度は新たな測定機器の設置と、その様々な測定パラメータを調整することに多くの時間が必要であった。特に設置を予定していたサーモグラフィでは研究に必要な時間分解能と操作性が得られないことがわかり、より高価な機種に変更した。そのため、サーモグラフィと同時に使用することを考えていた体温測定用の皮下埋め込み型チップと体内埋め込み型トランスミッターの購入と使用をあきらめることになった。このことで比較的測定誤差の大きいサーモグラフィでしか体温変動を測定することができなくなったが、先行研究の知見などを利用しながら、その問題を克服していきたいと考えている。防音室の設置や実験機器の設定など、その他の実験環境を整えることは終了した。
一方、適切な被験体を選ぶ作業は、まだ確認作業中である。学習能力や社会性、視覚の良さ、実験動物としての一般利用率などを考慮し、マウスの2つの系統(C57BL/6NとCD2F1）で現在実験中である。特に視覚の問題は、社会的接触によるストレス場面で重要な要因だと考えられる。そのため、明確な先行研究は少ないものの、相対的に視覚が良いと考えられる非アルビノの系統(C57BL/6N)とハイブリッド系統(CD2F1)を使用することにした。これまでのところ、設定した社会的な接触場面で表情画像、皮膚温変動、超音波発声ともに十分な質でデータが記録されていることが確認できた。さらに、被験体と接触する刺激個体の種類（雌雄、系統）をいくつか変えながら、データの蓄積と解析を継続している段階である。

Strategy for Future Research Activity

実験データを蓄積していく環境が整ったので、今後の研究の方向性としては最初の計画通り、まず第一にマウスについてさまざまな実験場面での3指標の測定を継続していく。具体的には、超音波発声が起きやすい社会的場面（同性または異性の提示、既知または未知の同性他個体提示、被験体より優位または劣位の同性他個体提示）、ポジティブ感情を生むと報告のあるヒトからのくすぐり刺激の提示、ネガティブ感情を生むという嫌悪刺激の提示（ただし先行研究で利用されている薬物とは異なり、学習心理学実験でよく用いられている塩化リチウムの腹腔内投与による内臓不快感）場面で実験を行う。
マウスの実験データがある程度蓄積出来たら、第二の研究の方向性として、被験体をラットに変えて同様の実験を行っていく予定である。ラットの場合も、利用する系統としては非アルビノ系(Long-Evansなど）を利用することを考えている。さらに実験が順調に進めば、ハムスターや視覚が良いと言われているモルモットを被験体に同様の実験を行い、種間比較とペットへの応用可能性も検討していきたい。

Causes of Carryover

設置を予定していたサーモグラフィでは研究に必要な時間分解能と操作性が得られないことがわかり、より高価な機種に変更した。そのため、サーモグラフィと同時に使用することを考えていた体温測定用の皮下埋め込み型チップと体内埋め込み型トランスミッターの購入と使用をあきらめたことと、実験進捗が遅れたことで学会発表が出来なかったために叙せ金の差額が生じた。
来年度は蓄積していくデータの解析スピードを上げるために、コンピュータを追加購入して研究の遅れを取り戻していきたいと考えている。