학습 및 기억 기능 연구, Y-maze 대공개 [신경행동학 교실]
동물은 말을 할 줄도 모르고, 방금 일어난 일을 기억하는지 직접 말할 수도 없고, 지금 그들이 행복한지 표현할 수도 없으며, 그들이 생각하는 바를 이해하려면 가장 중요하고 직접적인 방법은 그들의 행동을 관찰하는 것입니다. 인지 기능의 행동 평가는 관련 질병 모델의 생리학적 메커니즘 연구 및 약물 개입 평가와 같은 실험 연구에서 널리 사용됩니다.
신경 퇴행성 질환, 특히 알츠하이머병에서도 동물과 인간처럼 심각한 기억 감퇴현상이 있기 때문에 연구원들은 보통 Morris water maze, Y-maze, 신물체 인식 등 행동학 실험을 이용해 신경질환 마우스 모델의 인지데이터를 검사한다. 지난번에는 Morris water maze의 구체적인 실험 방법을 자세히 소개했는데, 오늘은 Y-maze에 중점을 두고 설명하겠다.
Y-maze란 무엇입니까?
Y-maze는 주로 동물의 분별 학습, 작업 기억 및 참조 기억 테스트에 사용된다. Y-maze는 세 개의 똑같은 팔로 이루어져 있다. 팔마다 끝에는 음식 제공 장치가 있으며 동물의 취식 전략, 즉 각 팔에 들어가는 횟수, 시간, 정확한 횟수, 잘못된 횟수, 경로 및 기타 매개변수를 분석하면 동물의 공간 기억 능력을 반영할 수 있다. 상대적으로 Y-maze는 간단하고 실현 가능하며 8-Arm Maze에 비해 더 간단하고 어느 정도 실용적이며 현재 학습 및 기억 기능 평가에 자주 사용된다.
Y-maze에는 어떤 관련 응용 연구가 있습니까?
Y-maze 테스트에는 해마(Hippocampus) 손상, 유전자 조작 및 기억 삭제 약물에 민감한 것으로 나타난 자발적 교대 테스트 및 인식 기억 테스트가 포함된다. Y-maze 실험과 관련된 응용 분야는 알츠하이머병, 헌팅턴병, 불안/우울증, 지적 장애, 정신질환, 작업 기억 평가 등을 포함한다.
Y-maze의 장비 매개변수는 어떻게 설정해야 합니까?
Y-maze은 말 그대로 Y자 모양으로 세 개의 같은 길이의 팔이 있고, 각 팔의 협각은 120도이며, 또 하나의 중간 영역이 있다. 실험자, 실험 시설, 실험 대상 등의 차이로 인해 동물 행동학은 실제 운영 과정에서 큰 변수가 있다. 다음 그림에서는 참고 자료로 Cyagen 행동학 플랫폼 Y-maze 실험 장비의 관련 데이터를 나열한다.
Y-maze에는 어떤 실험 프로세스가 있습니까?
자주교대실험
Rat를 Y-maze의 임의의 팔 끝에 놓고 8분 동안 자유롭게 탐색하도록 하고 카메라 시스템은 8분 동안 동물의 행동 변화를 기록하고 다음 지표를 기록한다.
- 총 팔에 들어가는 횟수（the total number of entries）：동물이 미로(maze)팔에 들어가는 횟수(Rat의 네 발이 모두 팔에 들어가는 것을 기준으로 함)
- 차례차례(교대로) 한 번(an alternation) : Y 미로(maze)에 순차적으로 연속해서 3개의 팔을 모두 한 번씩 넣는다.
공간인지 실험
2 개의 실험, 2 시간 간격, 첫 번째 실험은 취득 기간이며, 한 팔을 닫아 동물이 다른 두 팔에서 3min 을 자유롭게 탐색할 수 있도록 한다. 2시간 후 두 번째 실험(추억 단계)을 수행하여 모든 팔을 열고 동물은 3분 동안 3개의 팔을 자유롭게 움직이며 각 팔을 탐색하는 시간과 거리를 기록하면 기억 손상자가 이 새 팔에서 탐험하는 시간과 여정이 단축될 것이다. 최종적으로 주어진 매개변수에는 각 팔이 팔에 들어간 횟수, 각 팔을 탐색하는 시간 및 경로가 포함된다.
Y-maze 이후 행동학 평가는 어떻게 확장할 수 있을까?
Y-maze는 학습 및 기억 기능을 평가하는 대표적인 행동학 시험이지만, 연구 목적에 따라 Morris Water Maze(MWM), Open Field Test(OFT), Elevated Plus Maze(EPM), Rotarod, Forced Swimming Test(FST) 등 다양한 행동학 시험을 함께 수행하면 인지 기능, 정서 행동 및 운동 기능을 보다 종합적으로 평가할 수 있습니다.
행동학 시험의 설계부터 데이터 분석까지 전문적인 연구 지원이 필요한 경우 신경과학 CRO 서비스를 통해 다양한 행동 분석 솔루션을 확인할 수 있으며, 행동학 분석을 포함한 마우스 표현형 분석(Phenotyping) 서비스를 통해 보다 체계적인 동물 모델 평가를 수행할 수 있습니다.
우리는 이러한 행동학 실험의 특징과 적용 분야에 근거하여 관련 실무 안내서를 정리하고 제작했습니다. 문의 사항이 있으시면 [email protected]로 이메일을 보내주시기 바랍니다.
