オペラントハウスとは?

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【オペラントハウスとは】
オペラントハウスはマウス用のホームケージタイプのオペラント課題装置です。インターフェイスとしてタッチスクリーンとレバーが用意されています。
3Dプリンターで印刷可能なであり、工作や電子機器の知識がなくても作れます。1台の材料費は5-6万円です。

【オペラントハウスの簡単な解説】
オペラントハウスは従来型のオペラント課題装置にマウスの飼育機能を付けたようなデバイスです。この手の装置の欠点は装置1台で1匹しか解析できない事ですが、オペラントハウスは一台の価格とサイズを極限にまで下げ、大量運用することでこの欠点を克服できるよう設計されてます。また防音箱を不要にするためCueはVisual cueのみを使います。

装置の概要ですが、装置は3D印刷されたプラスティックパーツとアマゾンなどで気軽に買える電子部品のみで構成されています。課題セッションの開始やタスクの切り替え、照明のコントロールは全自動で行われ、リモートディスクトップを介してその様子はリアルタイムでオフィスのＰＣからモニターできます。報酬として水が使われ（餌は床にばらまかれ、いつでもアクセス可能）、課題終了時に報酬が少なかった個体にはそれを補充する給水が行われます。課題の結果は毎日実験者へメールで送信されるため最低限の手間で学習の進捗を把握できます。餌/水の補充や床敷の交換は定期的に行う必要はありますが、頻度はそれぞれ10日、2週間程度です。課題はデフォルトで下記の課題が用意されてますが、pythonの知識があればユーザーがオリジナル課題を追加する事も可能です。

参考文献はココ→　https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.01.24.634815v1
論文で使われたデータ： 10.5281/zenodo.22019760

紹介動画①　紹介動画②

タッチパネル使用時の最小構成のオペラントハウス。マウスの居住スペースは215(W)x145(D)x205(H) mm。装置全体で253(W)x410(D)x245(H) mmのスペースに収まります。そうさはリモートディスクトップを介して行います。

中はこのような感じ。

こちらはタッチパネル構成に操作用のモニタを加えた場合です。リモートディスクトップなしでも操作できます。

タッチレバーを２つ装備した構成です。レバーはtetractableです。

レバーがInの状態です。

【その他の装置】

- Supported equipments: Sensitive touch panel, Retractable levers, Water reawrd, Reward cue LED, Roof illumination LEDs, Detection of water access. Brightness of each LED is adjustable.
- Overhead camera records behavior of animal during task.
- Cheap ($360 each) and can be printed with 3D printer.
- Compact size: W 260 x D 450 x H 280 mm / W 10.2 x D 17.7 x H 11 inches (normal configuration).
- No electronics knowledge is needed because instruction website is designed for neuroscientists without engineering background.
- The step-by-step instruction site guides you to add user custom tasks.
- Multiple sessions can be performed in a day.
- Task switch to the preset next task automatically when it animal achieves criteria. Experimenter don't need to do intervent entire paradigm except water and food supply.
- Support TTL signal and time stamp output to enable to combine with optogenetics and in vivo imaging.
- Full GUI operation.
- Can be used as a conventional (non-homecage type) operant conditioning device.

オペラントハウスで実施できる課題

ハードウェア的には従来のオペラント課題を幅広く再現できます。（ただしAuditory cueはVisual cueに変更する要あり）。
タッチパネルのマスクは差し替えられます。
以下の課題はデフォルトで入っています。

Spatial discrimination (空間学習)
Visual discrimination (視覚、記憶)
Patern separation (パターン分離)
Go-Nogo test
Habitual behavior（執着性）
Probabilistic reversal spatial learning （執着性）
Delayed alteration (ワーキングメモリ)
DMTP/DNMTP (ワーキングメモリ)
5CSRTT(注意力)
Lever conditioning (学習)

質問や要望、提言などなんでも下記からお気軽にご質問ください。（特に不具合の報告はとてもありがたいです）
https://groups.google.com/g/operanthouse

更新情報

2026.10.07 A bug of the lick logging function was fixed. New option was added to the pattern separation task (Respone of invisible panel).
2026.03.16 Food chute was added to the roof.
2026.03.02 BodyおよびRoofのモデルデータをアップデート。
2025.10.23 IRセンサーの設定のデフォルト値修正。赤外線センサーバー検出の説明を修正。
2025.10.22 パーツリスト更新。
2025.10.08 Miniscope用の解説とパーツデータを追加。保存フォルダが指定されてない場合に警告が出るように変更。メール送信練習用のSMTPサーバーを設置。IRセンサーバー誤検出対策追加。
2024.08.22 ソフトウェアの場所にパーツデータが掲載されていた不具合を修正
2023.12.27 本体モデルデータ修正
2023.04.12 ｵﾌﾟｼｮﾝﾊﾟｰﾂ(ﾀｯﾁﾊﾟﾈﾙ)ページ一部修正
2023.04.07 ver0.928のTouchOffTimeのデフォルト値が短すぎたため修正(ver0.929)
2023.04.06 プログラム更新(ver0.928)。任意のパネルに任意のテクスチャを指定できるように変更。パネルROIのバックグラウンド初期化実装。
2023.04.03 赤外線センサーバーと操作モニタの実装法完成。プログラムおよびモデルデータを更新(230331)
2023.03.12 英語ページ完成
2023.02.22 オペラントハウスおよびArduinoのプログラム更新
2023.02.07 ラズベリーパイのセットアップを更新。配布プログラムをver0.838に変更
2023.02.06 カスタム課題の解説追加
2023.02.03 内容を追加
2021.8.23 タッチパネル-マスク間の隙間をさらに1mm狭くしました。また給水アームにケーブル通し用の溝を追加しました。
2021.8.21 マウスの逃亡防止のため、タッチパネルとマスクの間を狭くし、本体とチャンバーの間を固定できるようにモデルを変更しました。Body, Chamber, Roof, Tray, WaterArmのモデルを変更したので古いデータをダウンロードした方は新しいデータを新たにダウンロードしてご利用下さい。また新たな部品としてLockBar, LongLegを追加しました。

The Operant House project is certified by OSHWA (US002803).

Kitaya lab