모리스 물 항법 작업

Morris water navigation task
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모리스 물 미로(물 미로와 혼동되지 않는 것)로도 알려진 모리스 물 항법 작업은 설치류와 함께 주로 사용되는 행동 절차다.행동신경과학에서 공간학습과 기억력을 연구하는 데 널리 쓰인다.[1]학습, 기억, 공간 작업을 매우 정확하게 연구할 수 있게 하며, 뇌의 특정 피질 부위의 손상을 평가하는 데도 사용할 수 있다.[1][2]신경과학자가 공간학습과 가능한 신경치료에 미치는 신경인지장애의 영향을 측정하고 기억과 관련된 영역에서 뇌에 미치는 병변의 영향을 시험하며 나이가 인지기능과 공간학습에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 데 사용된다.[1][3]이 과제는 약물 남용, 신경계통, 신경전달물질, 뇌 발달 등을 연구하는 도구로도 사용된다.[4][5]

개요

Schematic drawing of the Morris water navigation test for rats. Size and marker may vary.
쥐를 위한 모리스 물 항법 시험의 도식도.크기와 마커는 다를 수 있다.
A rat undergoing a Morris water navigation test
모리스 워터 네비게이션 테스트를 받고 있는 쥐

모리스 물 항법 과제의 기본 절차는 쥐를 커다란 원형 수영장에 배치하고 다양한 단서들을 이용해 물 밖으로 빠져나갈 수 있는 보이지 않거나 보이는 플랫폼을 찾아야 한다는 것이다.[3][6]쥐의 성별, 사육 환경, 마약 노출 등 많은 요인이 쥐의 성능에 영향을 미칠 수 있다.[4]쥐들이 미로를 탈출하기 위한 세 가지 기본 전술이 있는데, 프랙시컬 전략(플랫폼에 도달하기 위해 필요한 움직임을 기억함), 택시 전략(쥐는 목적지에 도달하기 위해 시각적 신호를 사용함), 또는 공간 전략(원위적 신호를 참조점으로 사용함)이다.[7]물 미로에는 다양한 인식 기능을 검사하는 데 사용할 수 있는 다양한 패러다임이 있다.[8]특히 인지 유연성은 숨겨진 플랫폼이 지속적으로 재 배치되는 워터 메이즈 패러다임을 이용해 평가할 수 있다.[9]

역사

모리스 수상 항해 과제는 1981년 리처드 G. 모리스(당시 세인트 앤드루스 대학교)가 방사형 미로의 대안으로 구상한 것이다.[10]이 시험은 공간 학습과 다른 형태의 연관 학습과 어떻게 다른지를 연구하기 위해 개발되었다.[11]원래 쥐는 이제 더 흔히 볼 수 있는 쥐를 개방된 풀에 놓고 탈출 대기 시간을 2-14일 동안 하루에 최대 6번까지 측정했다.[12]동물의 성능을 평가하기 위해 몇 가지 변수가 사용된다.예를 들어, "프로브 시험"은 시험 대상이 "대상 사분면"(숨겨진 플랫폼이 있는 사분면)에서 보내는 시간을 측정한다.[12]보다 정교한 시도는 숨겨진 플랫폼의 위치를 변경하거나 플랫폼에 도달하기 전에 수영장에서 수영하는 데 걸린 거리를 측정한다.[12]수년간, 이 테스트의 많은 다른 버전들은 많은 양의 변수를 가지고 수행되었다.예를 들어 신경과학자들은 성, 몸무게, 힘, 스트레스 수준, 나이, 종의 변종 등의 차이에 따른 영향을 조사한다.결과는 극적으로 달라지기 때문에 연구자들은 이러한 변수를 일정하게 유지하지 않으면 결론을 도출할 수 없다.[1]이 과제의 이력에 걸쳐 많은 다양한 크기의 풀이 사용되었지만, 이것이 시험 결과에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.[13]초기 버전의 과제에서는 연구자들이 탈출할 수 있는 대기 시간만 기록했지만, 이제는 탈출 경로, 각 사분면에 소요된 시간, 수영장에서 이동하는 거리를 측정하기 위해 비디오 추적 장치가 일상적으로 사용된다.[14]

오리지널 실험

모리스의 첫 실험에서 이 기구는 가로 1.30m, 세로 0.60m의 큰 원형 수영장이었다.원래 실험의 목적은 공간 학습이 국부적인 단서의 존재를 필요로 하지 않는다는 것을 보여주기 위함이었는데, 이는 쥐가 청각, 시각 또는 후각 단서 없이 물체의 위치를 알아낼 수 있다는 것을 의미한다.[15]

분석

학습의 가장 초기 척도는 플랫폼을 찾는 데 걸리는 시간인 탈출 대기 시간이다.그러나 이 척도는 반드시 인지적 요소가 아닌 수영 속도에 의해 혼동되며, 출발지와 플랫폼 사이의 경로 길이는 공간 학습과 더 밀접하게 관련된 매개변수다.[16]추가 매개변수로는 갤러거 측정,[17] 플랫폼까지의 평균 거리, 수영-시작에서 플랫폼으로 직접 이어지는 스트립의 시간과 경로를 측정하는 [18]휘쇼 복도 시험 등이 있다.다른 매개변수는 프로브 시험 중에 측정된다. 탈출 플랫폼은 제거되고 마우스나 쥐는 정해진 시간(흔히 60초) 동안 검색할 수 있다.측정된 변수는 4분원 단위의 시간과 경로 길이, 플랫폼에 가까운 시간 및 플랫폼 교차점이다.

메이즈 태스크와 비교

참고 항목:오아시스 미로

T-maze나 방사형 팔 미로 같은 다른 공간 과제와 마찬가지로 모리스 물 네비게이션 과제는 공간 기억력, 움직임 제어, 인지 매핑을 측정하도록 되어 있다.[19][20]T-maze와 방사형 팔 미로는 비교했을 때 훨씬 더 구조화되어 있다.[21]예를 들어, T-maze는 오직 쥐나 쥐가 2진수 결정을 내리도록 하고, 왼쪽이나 오른쪽(또는 동쪽이나 서쪽)을 선택한다.반면에, 모리스 물 항해 과제에서는, 그 동물이 어디로 갈지 계속해서 결정할 필요가 있다.[11]이 과업이 인기를 끌게 된 또 다른 이유는 쥐([19]쥐는 아니지만 쥐는 자연적으로 수영하는 사람이지만 차가운 물(아이스는 단순히 어떤 온도의 물도 싫어한다)을 싫어하기 때문에 이 과업을 수행하기 위해서는 음식부족이나 감전 때문에 동기부여가 되지 않아도 된다.[11]플랫폼의 이동성은 학습과 재학습에 대한 실험을 가능하게 한다.[14]또한, 장비의 설치와 비용은 비교적 낮다.[14]

약점

탐사 시험에서 대상 사분면에 있는 플랫폼에 대한 검색 시간이 줄어들면 이는 마우스의 공간적 기억력이 손상되어야 한다는 직접적인 증거로 보인다.그러나 플랫폼을 찾는 데 더 많은 시간을 소비하는 이유, 즉 대상 사분면에서 검색이 부족한 이유는 마우스의 공간 메모리에 미치는 영향과는 무관하지만, 실제로는 다른 요인 때문이다.마우스를 대상으로 한 대규모 성능 연구에서는 성능 점수의 모든 편차의 거의 절반이 동물들의 수영장 벽 가까이 머무르는 경향인 지그모트축의 차이 때문이라고 결론지었다.실험자가 "제거"할 때까지 물속에서 수동적으로 떠다니는 쥐의 성향이 달라 변동성의 약 20%가 설명되었다.공간 기억력의 차이는 동물들의 활동량 변동의 단지 13%를 설명하는 세 번째 요인에 불과했다.[16]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d D'Hooge, R; De Deyn, PP (August 2001). "Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory". Brain Research. Brain Research Reviews. 36 (1): 60–90. doi:10.1016/S0165-0173(01)00067-4. PMID 11516773. S2CID 2651456.
  2. ^ Morris, RG; Garrud, P; Rawlins, JN; O'Keefe, J (24 June 1982). "Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions". Nature. 297 (5868): 681–3. Bibcode:1982Natur.297..681M. doi:10.1038/297681a0. PMID 7088155. S2CID 4242147.
  3. ^ a b Sharma, S; Rakoczy, S; Brown-Borg, H (23 October 2010). "Assessment of spatial memory in mice". Life Sciences. 87 (17–18): 521–36. doi:10.1016/j.lfs.2010.09.004. PMC 6457258. PMID 20837032.
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  5. ^ Mendez, IA; Montgomery, KS; LaSarge, CL; Simon, NW; Bizon, JL; Setlow, B (February 2008). "Long-term effects of prior cocaine exposure on Morris water maze performance". Neurobiology of Learning and Memory. 89 (2): 185–91. doi:10.1016/j.nlm.2007.08.005. PMC 2258220. PMID 17904876.
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