베르 미 첼리와 Capellini 처리 시험 : 쥐 및 생쥐의 손재주가 앞발 기능의 단순 양적 측정

이 영상은 식품 취급 시의 서투른 기교를 정량화하는 절차를 보여줍니다. 설치류의 경우, 각 동물은 먼저 홈 케이지에서, 그 다음으로는 테스트 환경에서 짧은 길이의 익히지 않은 파스타에 노출됩니다. 테스트 환경에서는 동물의 fopo 움직임이 비디오로 촬영됩니다. 파스타를 먹는 동안, 각 fopo로 이루어진 조정 동작을 확인하고 슬로우 모션 비디오 재생을 통해 이를 계산합니다.

비디오 분석 과정에서 비전형적인 조작 행동이 확인됩니다. 확인된 결과는 식사 중 음식을 다루는 데 사용되는 움직임의 정량화를 통해, 뇌 손상 후 또는 노화 과정에서 나타나는 네 가지의 서투른 민첩성 변화를 보여줍니다. 안녕하세요, 저는 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 심리학과 Teresa Jones 교수님 연구실의 Kelly Tenet이며, 저는 같은 Jones 연구실의 RNAi입니다.

오늘은 쥐를 이용한 버미셀리 취급 테스트(Vermicelli Handling Test)와 생쥐를 이용한 CAPI 취급 테스트 절차를 보여드리겠습니다. 저희 연구실에서는 뇌 손상 후 또는 노화 과정에서 음식 취급 중의 정교한 손 동작(dexterous four-point use)이 어떻게 변화하는지 연구하기 위해 이 절차들을 사용합니다. 그럼 시작하겠습니다.

테스트를 위해 파스타 조각을 준비하려면, 초미세 팁 마커와 카드스톡 템플릿을 사용하여 DeCheco 브랜드, CAPI 및 Skinner 브랜드의 버미첼리를 특정 간격으로 표시하십시오. capal의 경우 0.86 centimeter 간격으로, 버미첼리의 경우 1.75 centimeter 간격으로 표시합니다. 이렇게 하면 파스타 가닥의 움직임을 시각적으로 확인하기 용이합니다.

급여 시, 면도날을 사용하여 마우스용으로는 capi를 2.6 centimeter 길이로 자르고, 랫드용으로는 vermicelli를 7 centimeter 길이로 자릅니다. 파스타 브랜드마다 질감과 직경이 달라 취급 방식에 영향을 줄 수 있으므로, 반복 테스트 시에는 단일 공급원의 파스타를 사용할 것을 권장합니다. 네오포비아(신물질 공포증) 반응을 극복하고 취급 숙련도를 높이기 위해, 테스트 전 몇 주 동안 동물들의 홈 케이지에 파스타 조각을 노출시키십시오. 매회 동물당 약 4조각씩 5~10일 동안 노출시키는 것으로 충분합니다.

길들여진 동물이라 하더라도 카메라 앞에서 먹이 섭취를 꺼릴 수 있습니다. 이러한 이유로, 한 번 이상의 순화 세션 동안 테스트 구역 앞에 카메라를 배치하십시오. 동물이 파스타 조각에 노출되면, 동물들을 테스트 환경에 넣고 그곳에서 먹이를 먹는 것에 순화시키십시오.

일반적으로, 동물들은 이러한 환경에서 파스타를 쉽게 섭취합니다. 준비 과정이 완료된 후 3~5회의 섭취 세션을 거쳐, 쥐(rats)와 생쥐(mice)를 대상으로 한 파스타 핸들링 시험을 수행하는 방법을 살펴보겠습니다. 테스트 세션은 매 시행마다 파스타 한 개씩을 섭취하는 연속적인 시행으로 구성됩니다.

한 세션은 일반적으로 쥐(rat) 한 마리당 4~5회, 생쥐(mouse) 한 마리당 3~4회의 시행으로 구성됩니다. 쥐는 일반적으로 뒷다리로 곧게 서서 파스타를 먹으므로 당기는 동작을 가장 쉽게 관찰할 수 있습니다. 카메라를 챔버 바닥 높이에서 약간 위쪽 각도로 배치했을 때, 생쥐는 몸을 앞으로 굽혀 파스타를 비스듬한 각도로 잡는 경향이 있습니다.

따라서, 바닥이 뚫린 테스트 챔버를 거울 위에 배치합니다. 카메라는 바닥보다 약간 높은 위치에 설치하고, 거울에 비친 발의 모습을 포착할 수 있도록 아래쪽으로 각도를 조절합니다. 비디오 녹화를 시작하기 전, 테스트 챔버 안에 파스타 조각을 넣습니다.

섭식을 시작하고 동물을 적절한 카메라 뷰로 이동시키기 위해, 동물은 카메라를 마주 보아야 하며 카메라는 10~12배로 충분히 확대되어야 합니다. 네 발과 모든 발가락의 개별적인 조절 상태를 관찰하기 위해서는, 동물과 카메라의 위치가 설정된 후 첫 번째 시도에서 파스타 조각을 떨어뜨리거나 동물 바로 앞에 매달아 녹화를 시작할 때 양쪽 발의 관절 부위가 보여야 합니다. 섭식이 시작되기 전까지 파스타 조각을 베어 무는 소리가 들릴 수 있습니다.

따라서 오디오 녹음은 섭식 여부를 확인하는 데 유용합니다. 나머지 시험을 계속 진행하십시오. 마찬가지로, 동물이 최적의 관찰 위치에서 벗어나지 않도록 시험 간의 지연 시간을 최소화하는 것이 좋습니다.

이제 네 번의 서툰 조정(poor adjustments)과 섭식 시간에 대한 정량적 비디오 분석 방법을 살펴보겠습니다. 섭식 중 네 번의 서툰 조정에 대한 분석은 쥐의 CNS 손상 후 측방화된 손상 및 마우스의 연령 관련 변화에 민감한 간단한 정량적 측정법입니다. 분석 시, 비디오 재생 속도를 실제 시간의 약 50%로 늦추거나, 조정 동작을 식별하기 위해 필요한 경우 프레임별 진행 방식을 사용합니다. 분석 대상이 되는 구간은 페이스트 조각이 처음 입에 놓일 때 시작하여, 페이스트의 마지막 부분이 포크에서 떨어져 입속으로 사라질 때 종료됩니다.

공극이 이전 조각을 놓았다가 다시 접촉할 때마다 조정을 1회로 계산합니다. 공극 유지 상태가 재형성되거나, 손가락의 신전-굴곡 또는 외전이 발생할 때, 각 조정 횟수는 왼쪽과 오른쪽 공극에 대해 각각 별도로 기록합니다. 손가락의 움직임이나 손잡이의 위치 변경 없이 공극이 마스터피스 위를 미끄러지는 경우에는 조정 횟수로 계산하지 않습니다.

목재 조각이 파스퇴르 조각과 접촉하지 않았을 때의 움직임 또한 집계하지 않습니다. 섭식 시간은 각 시도에서 시작 시점부터 파스퇴르 조각이 입 안으로 사라질 때까지 기록합니다. 동물이 섭식을 중단했으나 조각을 계속 잡고 있는 경우, 해당 일시 정지 시간은 전체 시간에서 제외하며, 해당 시도는 분석에서 제외합니다.

섭식 과정 중 어느 시점에서든 일시 중단 상태를 확인하기 어렵거나, 조각이 짧아지면 취급 패턴이 변하므로 동물이 조각을 부수는 경우에는 제외합니다. 생쥐는 섭식 중에 파스타를 떨어뜨렸다가 짧은 휴식 후 다시 집어 들어 섭식을 재개하는 경우가 있는데, 이는 주의 분산이나 부분적인 포만감 때문일 수 있습니다. 섭식이 빠르게 재개되는 경우 해당 시험을 제외하지 않으나, 조각을 떨어뜨린 시간은 전체 섭식 시간에서 차감합니다.

비디오 분석을 통해 얻은 측정값은 기공당 평균 조정 횟수, 개체당 평균 섭식 시간 및 조정 속도입니다. 이제 몇 가지 비전형적인 핸들링 패턴을 살펴보겠습니다. 비전형적인 핸들링 패턴은 서로 다른 CNS 손상 유형을 구분하고 연령 관련 변화를 밝혀낼 수 있습니다.

이러한 행동들을 기록하는 것은 보조 분석으로서 유용합니다. 일반적인 동물들은 보통 한쪽 하단에 위치한 파스타 조각과 입 근처에 위치한 다른 쪽 조각으로 섭식을 시작합니다. POS는 일반적으로 모든 시행에서 동일한 위치를 유지합니다.

비정상적인 행동의 경우, 동물은 두 팔의 위치를 바꿀 수 있습니다. 손상이 없는 동물이 먹이를 먹는 도중에는, 조각이 매우 짧을 때 구멍들이 나란히 더 대칭적인 위치로 이동하거나 손가락이 그 사이에 위치하게 됩니다. 중추신경계(CNS) 손상이 있는 일부 동물은 이렇게 하지 못하며, 오히려 조각이 길 때 폴(pole)들을 대칭적으로 잡는 형태로 함께 배치합니다.

쥐와 생쥐에서 나타나는 두 가지 추가적인 비정형 행동은 식사 중에 한쪽 구멍으로 파스타 조각에 접촉하지 못하는 상태가 장시간 지속되는 것과, 파스타의 위치를 조정하기 위해 입을 사용하여 파스타를 구멍 밖으로 끌어당기는 행동입니다. 구부정한 자세나 식사를 시작한 후 파스타를 떨어뜨리는 것과 같은 일부 행동은 쥐에게는 비정형적이지만 생쥐에게는 전형적인 행동으로 간주됩니다. 하지만 CNS 손상 후에는 생쥐의 파스타 낙하 빈도가 증가할 수 있으므로, 두 종 모두에서 낙하 빈도를 기록하는 것이 유용합니다.

노령 마우스는 종종 파스타의 전진으로 이어지지 않는 조정을 수행합니다. 이는 조정 동작이 파스타를 입안으로 이동시키는 뚜렷한 움직임으로 이어지지 않은 모든 횟수로 집계됩니다. 이제 핸들링 테스트의 일부 결과를 살펴보겠습니다.

감각 운동 피질 손상이 있는 쥐를 분석한 결과, 동물들은 손상 부위의 반대측 당기기에서 동일측보다 더 적은 조정을 수행하는 것으로 나타났습니다. 단측 중대뇌동맥 폐쇄는 반대측 사지의 조정 감소와 비전형적인 핸들링 행동의 증가를 모두 초래합니다. 생쥐의 비디오 분석 결과, 고령의 동물은 젊은 성체 생쥐에 비해 파스타 조각을 먹는 데 더 오랜 시간이 걸리며, 파스타를 입안으로 밀어 넣는 결과로 이어지지 않는 조정을 더 많이 수행하는 것으로 나타났습니다.

지금까지 쥐와 생쥐의 파스타 처리 행동을 정량화하는 방법을 살펴보았습니다. 이 절차를 수행할 때는 파스타 조정 동작이 정확하게 식별되고 있는지 확인하기 위해 평가자 간 신뢰도를 점검하는 것이 중요합니다. 이것으로 모든 설명을 마칩니다.

시청해 주셔서 감사하며, 실험에 좋은 결과가 있기를 바랍니다.