터치 스크린 지속 주의 작업 (토) 쥐에 대 한

터치스크린 조작 챔버를 이용한 이 행동 과제의 전반적인 목표는 쥐의 지속적 주의력 용량을 측정하는 것입니다. 이 방법은 시간에 따라 간헐적이고 예측 불가능한 사건을 모니터링하는 적절한 지속적 주의력에 필수적인 신경 생물학적 메커니즘을 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 잘 검증된 설치류 지속적 주의력 과제를 터치스크린 조작 챔버에 맞게 최적화했다는 점입니다.

다양한 인지 과제에 대한 프로그래밍이 가능하여 점점 더 널리 사용되는 장치입니다. 이 기술의 응용 범위는 주의력 결핍을 특징으로 하는 신경정신질환 및 신경퇴행성 질환 연구까지 확장됩니다. 이러한 질환에 대한 치료법은 여기에서 제시된 방법을 통해 테스트할 수 있습니다.

일반적으로 이 방법을 처음 접하는 연구자는 쥐가 정확하게 추적되고 데이터가 적절하게 기록되도록 시스템을 설정하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 본 실험을 위해, 방음 큐비클 내에 터치스크린 챔버를 준비해야 합니다. 챔버에는 조명, 톤 발생기, 상단에 위치한 카메라, 터치스크린 및 먹이 보상 구역이 포함된 펠릿 디스펜서를 설치하십시오.

피더 보상 구역에 조명을 비출 수 있습니다. 45 milligram 보상 펠릿을 넣기 전, 밀가루 체를 사용하여 가루를 털어내십시오. 이 가루가 피더를 막을 수 있습니다.

쥐에게 헤드 임플란트가 장착되어 있는 경우, 개구부가 큰 피더를 사용하십시오. 터치스크린의 반응 영역을 제한하기 위해 각 챔버에 검은색 아크릴 마스크를 씌우십시오. 빛 자극을 위한 중앙의 원형 구멍 하나와, 그 아래 중앙에 위치한 두 개의 정사각형 반응 구멍을 남겨두십시오.

사용 중에는 소음 감쇠 큐비클 내에서 챔버를 작동시키십시오. 이것으로 챔버 준비가 완료되었습니다. 텍스트 프로토콜에는 실험을 위한 매개변수를 설정하는 방법이 설명되어 있습니다.

본 실험에서 쥐는 개별적으로 또는 그룹으로 사육할 수 있습니다. 연구를 시작하기 전, 5일 연속으로 매일 5분씩 쥐를 핸들링하십시오. 항상 개인 보호 장구를 착용하십시오.

행동 형성 시작 3일 전부터 식이 제한을 시작하십시오. 첫째 날에 각 쥐의 자유 섭식 체중을 기록하고, 자유 섭식 체중의 85%에 해당하는 목표 체중을 계산하십시오. 형성 단계 이전에, 쥐들의 홈 케이지에 15개의 먹이 보상 펠렛을 넣어 미리 노출시키십시오.

초기 식이 제한 후, 시간이 지남에 따라 약간의 체중 증가를 허용하면서 목표 체중을 유지하도록 식이 섭취량을 조절하십시오. 새로운 일정을 시작하기 전에는 쥐의 동기 부여를 높이기 위해 평소보다 식이를 조금 더 제한하십시오. 쥐가 과제를 수행하지 않는 날에는 펠릿 보상을 받지 못한 것을 보충하기 위해 먹이 양을 최소 1g 늘려주십시오.

각 세션이 끝난 후, 테스트 순서와 급여 시간 사이에 연관성이 생기는 것을 방지하기 위해 먹이를 주기 전까지 최소 30분을 기다리십시오. 쥐를 그룹으로 사육하는 경우, 다시 합사시키기 전 한 시간 동안 개별적으로 급여하십시오. 준비 단계로 장비의 전원을 켜십시오.

펠릿 디스펜서에 펠릿이 채워져 있는지 확인하고, 터치스크린 앞에 마스크가 제대로 위치해 있는지 확인하십시오. 그 다음, 각 박스의 기능을 점검하십시오. 펠릿 디스펜서, 스크린, 조명 및 톤 발생기의 작동 여부를 테스트하십시오.

매일 시작 시 챔버의 기능을 테스트하는 것은 매우 중요한데, 작은 오작동 하나만으로도 동물이 혼란을 느껴 과제를 학습하지 못하거나 정상적인 수준으로 수행하지 못할 수 있기 때문입니다. 다음으로, 박스 적재 일정을 검토하십시오. 테스트 그룹에 주의를 기울이고 동물 ID, 성별, 실험 조건, 사용자 이니셜 및 기타 참고 사항과 관련된 정보를 입력하십시오.

모든 준비가 완료되면 실험 대상 동물을 데려옵니다. 일반적으로 쥐의 암주기(dark cycle)가 시작된 후 최소 30분이 지난 시점에 테스트를 수행합니다. 어두운 환경에서 쥐를 다룰 때는 머리에 장착하는 적색등을 사용하십시오.

암주기에 쥐를 운반할 때는 케이지를 검은색 수건으로 덮어주십시오. 행동 실험실에 도착하면 쥐를 해당 박스에 넣고 지속적 주의 집중 과제 세션을 시작합니다. 지속적 주의 집중 과제에서 쥐는 신호 시행과 비신호 시행을 구분하도록 훈련받습니다.

신호 시도(Signal trials)는 가변적인 지속 시간의 빛 플래시 후에 가청 톤이 이어지며, 4초의 반응 시간이 주어집니다. 이 4초 동안 쥐가 화면의 정확한 영역, 즉 여기서는 오른쪽 반응 영역을 터치하면 먹이 펠릿으로 보상을 받으며, 이를 적중(hit)이라고 합니다.

만약 쥐가 다른 반응 영역을 누르면 이는 실패로 간주되며 보상이 제공되지 않습니다. 비신호 시행에서는 빛이 나타나지 않으며, 쥐는 신호가 감지되지 않았음을 나타내기 위해 화면의 다른 부분을 눌러야 보상을 받을 수 있습니다. 비신호 시행에서의 정답 반응을 정반응(correct rejection)이라고 합니다.

신호가 없는 시행에서 쥐가 다른 반응 영역을 누르는 경우, 이는 오경보(false alarm)로 간주되며 보상이 주어지지 않습니다. 신호 시행과 비신호 시행에 대한 정답 반응 영역은 피험자 간에 상쇄 균형(counter-balanced)을 맞추어야 합니다. 신호 및 비신호 시행 모두에서 반응 시간 내에 아무런 반응을 하지 않은 경우는 미수행(no mission)으로 처리되며 보상이 주어지지 않습니다.

지속적 주의력 과제의 방해 자극 버전도 있으며, 이 버전에서는 세 개의 시행 블록 중 두 번째 블록 동안 하우스 라이트가 깜박입니다. 세션을 시작한 후, 모든 것이 제대로 작동하고 있는지 확인하기 위해 처음 몇 분 동안 쥐들을 모니터링하십시오. 그 다음, 간헐적으로 이들의 수행 능력을 확인하십시오.

세션이 완료되면 요약 데이터와 발생한 문제를 실험 노트에 기록하십시오. 시험 사이에 각 챔버를 10% ethanol로 닦아내고 깔짚을 교체하십시오. 당일의 모든 시험을 마친 후에는 챔버를 10% ethanol로 철저히 세척하고, 특히 바닥 그리드가 최대한 깨끗하게 유지되도록 하십시오.

그 다음, 깔짚을 교체합니다. 매 세션이 끝난 후에는 스프레드시트를 완전히 업데이트하고 별도의 서버에 백업하는 것이 좋습니다. SAT 기준에 도달하는 데 걸린 일수의 중앙값은 수컷 쥐의 경우 54.5일, 암컷 쥐의 경우 62일이었으며, 유의미한 차이는 없었습니다.

SAT 과제의 수행 측정 결과, 적중률(hits)과 정답 거부율(correct rejections)의 백분율을 기준으로 볼 때 남성과 여성은 신호가 있는 시행과 신호가 없는 시행 모두에서 유사한 정확도를 보였습니다. 의도적 수행의 종합 측정치인 경계 지수(vigilance index, VI) 또한 성별 간에 유사한 측정값을 나타냈습니다. 기록된 낮은 누락률(omissions)에서도 성별 차이는 나타나지 않았습니다.

과제 수행 중 시각 신호는 500, 50, 25ms로 다양하게 제시되었으며, 신호 시간이 짧아질수록 수행 능력이 저하되었습니다. 성별에 따른 주효과는 나타나지 않았습니다. 주의력 요구도를 높이기 위해, 쥐의 일부 그룹에서는 세 개의 시행 블록 중 두 번째 블록 동안 집내 조명을 방해 자극으로 깜빡이게 하였습니다.

예상했던 바와 같이, 시행 블록(trial block)에 따른 주효과가 나타났습니다. 수행 능력은 두 번째 블록에서 감소했다가 세 번째 블록에서 회복되었습니다. 예상외로, 여성의 수행 능력이 남성보다 유의하게 낮았습니다.

이 영상을 시청한 후, 여러분은 터치스크린 조작 챔버를 사용하여 쥐의 지속적 주의력을 테스트하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이 절차를 수행할 때는 각 개별 동물의 수행 능력을 추적하고, 동물이 가능한 한 빨리 과제를 습득할 수 있도록 필요에 따라 급여량을 조절하는 것이 중요합니다. 설치류를 다룰 때는 반드시 먼저 IACUC의 승인을 받은 프로토콜을 따라야 하며, 항상 개인 보호 장비를 착용해야 한다는 점을 잊지 마십시오.