사회적 상호 작용의 역학을 탐구 : 측정 플레이가 쥐 파이팅

본 절차의 목적은 놀이 행동의 발생을 극대화하는 제어된 환경을 조성하고, 그 결과로 나타나는 놀이 행동의 구성을 분석하는 것입니다. 이는 우선 놀이 싸움을 위한 자연스러운 환경을 조성함으로써 달성됩니다. 여기에는 어두운 곳에서 행동을 수행하는 것과 더불어, 편안한 환경을 제공하기 위해 베딩이 깔린 테스트 아레나를 제공하는 것이 포함됩니다.

두 번째 단계는 3일 연속으로 30분 동안 동물 쌍을 테스트 장치에 적응시키는 것입니다. 다음으로, 놀이 싸움 테스트를 수행하기 전 24시간 동안 동물을 격리해야 합니다. 마지막 단계는 놀이 구역에서 각 쌍을 10분 동안 테스트하는 것입니다.

궁극적으로, 이러한 간단한 단계들을 통해 놀이를 촉진하는 환경을 조성할 수 있으며, 이는 실험적 조작으로 인한 차이를 밝히는 데 활용될 수 있습니다. 한 배 속의 자연 발생적 행동을 기록하는 것과 같은 다른 기술과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은 짧은 시간 내에 대량의 데이터를 수집할 수 있으며, 놀이 파트너를 표준화할 수 있다는 점입니다. 이 방법은 유희적 상호작용에 대한 통찰력을 제공할 뿐만 아니라, 다른 모델 종이나 계통과 같은 다른 시스템에도 적용될 수 있습니다.

테스트에 사용되는 동물은 생후 21일에서 23일 사이에 이유하며, 실험 설계에 따라 이유 후 암수 조합을 맞추어 2~4마리씩 그룹으로 함께 사육할 수 있습니다. 함께 사육되는 쌍은 테스트 시작 직전에 30분씩 3회 세션 동안 함께 적응 과정을 거칩니다. 이를 위해 동물들을 어둡게 처리된 테스트실로 이동시킵니다.

놀이 순응 및 테스트는 동물의 명기(light cycle) 동안 진행됩니다. 테스트는 암실에서 이루어지지만, 쥐의 일주기 중 명기 또는 암기를 테스트할 때 적색광 조건 하에서 테스트한 경우가 백색광 조건 하에서보다 놀이 행동이 증가했다는 경험적 결과가 있습니다. 여기서는 완전한 암흑 상태에서 테스트하기로 하였으며, 동물들을 순응을 위해 놀이 상자에 배치합니다.

놀이 상자 장치는 50cm x 50cm x 50cm 크기의 투명한 플렉시글라스 상자로, 1~2cm 두께의 표준 옥수수 속대 베딩이 깔려 있습니다. 첫 번째 습관화 세션이 끝난 후, 피험체들을 놀이 상자에서 꺼내어 홈 케이지에 함께 둡니다. 그다음 베딩을 폐기하고 살균제인 vercon 또는 그와 동등한 제품을 사용하여 놀이 장치를 철저히 세척합니다.

이 세정제는 알코올 와이프나 스프레이처럼 강하고 지속적인 냄새를 남기지 않으므로, 이전 쌍의 쥐가 남긴 냄새를 제거하는 데 탁월합니다. 그 후 새로운 베딩을 추가하고 다음 쌍의 적응 세션을 시작합니다. 이 과정을 모든 쌍이 30분씩 3회 적응 세션을 완료할 때까지 반복합니다.

순화 후, 놀이 상호작용을 극대화하기 위해 테스트 24시간 전에 쌍을 개별적으로 격리합니다. 짧은 기간의 사회적 격리는 사회적 탐색과 같은 다른 사회적 행동에는 유사한 영향을 미치지 않으면서 사회적 놀이에 참여하려는 동기를 증가시킵니다. 모든 격리가 이러한 효과를 나타내지만, 놀이에 미치는 격리의 영향은 약 24시간 후에 점근선에 도달합니다.

테스트 당일, 순응된 쥐들을 어두운 테스트실로 이동시킵니다. 분리되었던 쌍을 플레이 박스에 넣어 다시 합치며, 이때 삼각대에 설치된 캠코더가 플레이 박스를 향해 아래로 45도 각도로 정확히 배치되었는지, 그리고 장치의 전체 모습을 확인할 수 있도록 박스의 네 모서리가 모두 화면에 들어오는지 확인하십시오. 야간 촬영 모드로 녹화를 시작하고 10분 동안 해당 쌍을 테스트합니다. 5분간의 시행으로도 격리로 인해 유도된 행동 변화를 감지할 수 있지만, 천장 효과(ceiling effect)로 인해 미세한 차이를 감지하기에는 시간이 너무 짧습니다.

15분이 지나면 동물들이 격렬한 놀이로 인해 피로해 보이므로, 10분 동안 진행하는 시험이 프로토콜의 경제성과 실험 효과 감지 능력 사이의 적절한 절충안인 것으로 보입니다. 10분이 경과하면 동물을 꺼낸 다음, 놀이 상자를 세척하고 다음 쌍을 테스트하십시오. 이 영상은 공격받은 쥐가 회피 방어를 사용하는 모습을 보여줍니다.

여기서 방어자는 걷거나, 뛰거나, 도약하거나, 혹은 회피하여 벗어날 수 있으며, 이를 통해 자신의 nappe를 공격자로부터 멀어지게 할 뿐만 아니라 결과적으로 공격자의 반대 방향을 향하게 됩니다. 맨 왼쪽에 있는 쥐가 접근하자, 상대방의 nappe를 가진 수신 쥐가 공격자로부터 멀리 앞으로 도약합니다. 쥐가 몸을 돌려 공격자를 마주하는 방어 동작은 두 가지 유형의 회전 AE에서 발생할 수 있습니다.

첫 번째 경우에는 몸의 장축을 중심으로 회전합니다. 여기 코가 있고 몸통이 있는데, 몸통을 중심으로 회전하는 것입니다. 이 평면에서, 다른 형태로는, 쥐가 방향을 틀어 마주 보게 되는데, 이때 몸을 수평으로 유지하면서 수직축을 중심으로 회전하여 다른 동물을 마주 보게 됩니다.

이제 이 종축 회전에서도 이 특정 동작에는 두 가지 뚜렷한 형태가 있습니다. 종축을 중심으로 한 완전한 회전은 쥐가 서 있는 자세에서 완전히 배를 드러누운 자세(supine)로 도는 것을 포함합니다. 왼쪽의 쥐가 뒷덜미를 공격하면, 받는 쪽의 쥐가 자신의 신체 종축을 중심으로 몸을 굴려 뒷덜미를 피하며 완전히 배를 드러누운 자세로 끝납니다.

등 쪽으로 구르는 동작은 3~4 프레임 동안 지속되는 연속적인 동작임에 유의하십시오. 종축을 중심으로 한 부분 회전은 쥐가 몸통 전체를 돌리되, 뒷발 하나 또는 둘 모두를 지면에 접촉시킨 상태를 유지하는 것을 포함합니다. 앞쪽에 있는 공격자가 뒷덜미(nappe)를 잡으려 할 때, 수신측 쥐는 몸통 전체를 반대 방향으로 굴리면서도 뒷발은 지면에 유지합니다.

공격자가 계속해서 목덜미를 잡으려 할 때 이러한 방향성이 유지됩니다. 수직축을 중심으로 하는 수평 회전은 방어자가 머리를 공격자 쪽으로 움직이는 동시에 엉덩이를 공격자로부터 멀어지게 움직여야 함을 의미합니다. 여기서는 뒤에 있는 공격자가 목덜미를 잡으려 할 때, 수신자가 등을 하늘 방향으로 유지한 채 수직축을 중심으로 회전하여 공격자를 마주 봅니다.

수직 회전 방어 또는 부분적인 종적 회전 방어 직후, 방어하는 동물은 상대방을 향해 몸을 일으켜 세울 수 있으며, 공격하는 동물은 단순히 몸을 일으켜 방어 동물을 마주하게 되어 결국 두 동물 모두 직립 자세로 수렴하게 됩니다. 이는 방어를 시작한 초기 동작이 무엇이었는지와 관계없이 동일한 결과로 수렴할 수 있음을 보여줍니다. 초기 동작보다는 결과에 집중할 때 발생할 수 있는 혼동 가능성은 종적 축을 중심으로 한 완전 회전 사례와 부분 회전 사례를 비교할 때 더욱 두드러집니다. 이 영상에서 공격자가 목덜미를 잡으려 하자, 수신 동물이 등을 바닥으로 하여 구르며 위에서 보여준 것처럼 목덜미를 보호합니다.

이 기동의 모습은 2~3프레임 동안 지속되는 유연하고 빠른 방어 동작을 강조합니다. 종축을 중심으로 한 부분 회전 또한 때로는 완전 회전과 마찬가지로 방어하는 동물이 결국 등을 대고 눕는 결과로 이어질 수 있습니다. 하지만 완전 회전과 비교했을 때 그 과정은 매우 다릅니다. 완전 회전에서는 한 동물이 목덜미를 공격할 때 다른 동물이 매끄럽고 지속적으로 굴러 등을 대고 눕는 반면, 부분 회전의 경우에는 목덜미를 멀리 이동시키며, 이 동물이 목덜미를 공격한 후 더 이상 회전하지 않습니다.

하지만 공격하는 동물은 계속해서 주변을 더듬으며 밀어붙일 수 있고, 이로 인해 방어하는 동물은 점차 더 많이 굴러 결국 등을 바닥에 댄 상태가 됩니다. 따라서 이 경우, 부분적인 회전으로 인해 등을 바닥에 대고 눕게 되었더라도, 이는 동물이 스스로 등을 대고 눕는 행동을 선택했기 때문이 아니라 공격하는 동물의 압박 동작과 지속적인 공격으로 인해 해당 자세가 된 것입니다. 이 비디오는 방어자가 앙와위(supine position)로 강제 이동되는 사례를 보여줍니다.

공격자가 목덜미를 잡으려 하자, 수신자가 몸을 회전합니다. 신체의 네 분면이 함께 움직이며, 목덜미를 공격자로부터 멀어지게 합니다.

그 후 공격자는 계속해서 앞으로 압박하며 목덜미 쪽으로 손을 뻗고, 방어자는 완전히 누운 자세가 될 때까지 최소 하나의 뒷발이 지면에 닿은 상태를 21에서 22프레임 동안 유지합니다. 대부분의 연구는 특정 조작이 미치는 영향에 관심이 있으므로, 최종 결과보다는 피험자가 시도한 방어 전략에 따라 행동을 점수화합니다. 이러한 판단은 방어 동작이 시작된 후 처음 2~3프레임 내의 방어자 움직임을 살펴봄으로써 내릴 수 있습니다.

놀이 공격은 한 쥐의 코끝이 상대 쥐의 목덜미에 접촉하거나 1~2cm 이내로 접근했을 때 측정할 수 있습니다. 오른쪽에 있는 쥐가 상대 쥐의 냄새를 맡을 때, 코끝의 접촉 지점을 엉덩이에서 어깨 쪽으로 점차 이동시킵니다. 코끝이 목덜미에 가까워지면, 수신 쥐는 몸을 돌려 더 이상의 접촉을 차단합니다.

오른쪽에 있는 동물은 상대 쥐의 목덜미를 향해 표적 지향적인 움직임을 보이지 않으므로, 이는 공격으로 간주되지 않음에 유의하십시오. 위에서 언급했듯이, 수신자의 방어 전략은 공격 이후 처음 몇 프레임 내에서 분류될 수 있습니다. 이 영상은 확장된 놀이 세션을 보여줍니다.

공격자가 목덜미를 향해 손을 뻗습니다. 수신자는 공격이 계속해서 목덜미로 향하는 동안 등을 대고 뒤로 구릅니다. 목덜미와의 접촉이 반복적으로 끊어지지만, 공격과 방어 동작은 중단 없이 이어지며 다시 목덜미 접촉 상태로 돌아갑니다.

이 영상은 왼쪽의 쥐가 뒷덜미를 공격하자 상대 쥐가 몸을 옆으로 부분적으로 굴리는 개별적인 놀이 공격 모습을 보여줍니다. 공격자는 뒷덜미를 따라가지만, 이후 반대 방향으로 몸을 돌려 접촉을 끊습니다. 그런 다음 앞으로 뛰어올라 다시 정면을 향해 돌아서며 새로운 공격을 시작합니다.

모든 경우에 있어, 새로운 득점 시퀀스는 새로운 공격과 함께 시작됩니다. 쥐들은 성공적으로 방어한 후 반격할 수 있으며, 여기서는 카메라에서 가장 가까운 쥐가 상대방에게 다가가는 모습에서 이를 확인할 수 있습니다. 상대 쥐는 몸을 돌려 nappe를 공격합니다.

그 후 방어자는 공격을 차단하고, 자세를 가다듬은 뒤 자신의 공격 태세를 갖춥니다. 하지만 CounterTack은 공격 개시 빈도와 매우 밀접한 상관관계가 있기 때문에, 정당한 이유가 없는 한 이러한 상호작용의 더 복잡한 단계들은 득점으로 처리할 필요가 없습니다. 플레이를 판정할 때는 순차적 분석을 수행합니다.

피험자들에 의해 얼마나 많은 공격이 수행되었습니까? 얼마나 많은 공격이 방어되었으며, 방어 시점은 언제입니까? 서로 다른 방어 전술을 사용할 가능성은 각각 어떻게 됩니까?

피질을 완전히 제거하더라도 성체 쥐는 실험실 환경에서 비교적 정상적으로 기능할 수 있습니다. 하지만 더 미세한 행동적 영향은 간과될 수 있습니다. 이 영상에서 설명하는 프로토콜은 피질이 없는 쥐에서 놀이 행동이 감소하는지 테스트하기 위해 사용되었습니다.

출생 시 피질 제거술을 시행한 어린 쥐와 성체 쥐의 놀이 싸움 양상을 가짜 처치 대조군과 비교하였습니다. 온전한 개체와 피질 제거 개체 사이에 핀(pin), 부분 회전 및 완전 회전 횟수에서 차이가 있음을 알 수 있습니다. 수컷 두 마리와 불임 암컷 한 마리로 구성된 성체 쥐 세 마리를 2주 동안 함께 사육하였습니다.

그 후 동물들을 대상으로 손상된 시행(impaired trials) 테스트를 실시하여 각 삼원체(triad) 내 수컷 중 어느 개체가 서열이 낮은지 확인하였습니다. 일부 삼원체의 서열 낮은 개체들에게는 안와전두피질(orbital frontal cortex) 제거술을 시행하였고, 다른 삼원체의 서열 낮은 개체들에게는 위수술(sham treated)을 시행하였습니다. 이 그래프는 서열 낮은 수컷 쥐가 군집 내의 지배적 수컷과 놀 때와 군집 내 암컷과 놀 때 나타내는 비대칭성의 변화를 보여줍니다.

이 측정값은 두 가지 유형의 파트너와 상호작용할 때 전체 회전 동작을 사용하는 비율의 차이를 보여줍니다. 안와전두피질의 손상은 하위 개체가 케이지 동료들과 차별적으로 놀이 행동을 하는 능력을 소실시킵니다. 가짜 처치(sham treated)를 받은 하위 수컷들은 수술 후 숙련도가 확보되면 계속해서 강한 비대칭성을 보입니다. 이 기술은 영화 세션당 1~2시간 이내에 완료할 수 있습니다.

이 절차를 수행하는 동안, 코딩 방법론을 일관되게 유지하는 것이 중요합니다.