쥐에 도달 전문 Forelimb의 구조 : 운동 평가 척도

리치 훈련(reach training)을 시작하기 전, 래칫(ratchet)은 먼저 훈련 장치 내에서 도달하게 될 먹이에 익숙해져야 합니다. 이를 위해, 리치 훈련 시작 전 2~3일 연속으로 소량의 먹이를 동물의 홈 케이지에 넣어 줍니다.

훈련은 리칭 박스(reaching box)와 같은 새로운 장소에 도입될 때 시작됩니다. 테스트 대상은 익숙한 먹이원보다 알지 못하는 먹이원을 먹기 시작하는 데 더 많은 시간이 걸릴 것입니다. 쥐는 보통 리칭 박스에서의 첫 번째 세션을 주변 환경을 탐색하고 박스에 적응하는 데 소비합니다.

동물의 혀가 닿을 수 있는 범위 내의 리칭 트레이 위에 여러 개의 펠렛을 놓습니다. 첫 번째 세션의 목표는 쥐에게 먹이와 먹이의 위치를 익히게 하는 것이므로, 혀를 이용해 리칭하는 것도 허용됩니다. 테스트 동물이 먹이에 충분한 관심을 보인다면, 리칭에 적응하는 과정에서 발의 사용을 유도하기 위해 먹이를 리칭 슬롯에서 더 멀리 이동시킬 수 있습니다.

도달 성공률을 높이고 앞발 사용 선호도를 강화하기 위해 트레이에 많은 펠릿을 두는 것이 허용됩니다. 앞발을 이용한 도달 동작에 대한 분명한 선호도가 확립되면, 도달 트레이의 홈을 이용하여 쥐가 도달할 수 있는 식량 펠릿을 두 개만 제공합니다. 이를 통해 어느 쪽 앞발이 우세한지 결정하는 데 도움이 됩니다.

발의 우세성이 확립되면, 왼쪽 또는 오른쪽 선반 중 한 곳에만 먹이 펠릿 하나를 놓아 쥐가 해당 발만 사용하도록 제한합니다. 두 번째 세션의 목표는 일관되고 능숙한 도달 행동을 발달시키는 것입니다. 이에 따라, 펠릿을 도달 홈에 빠르게 연속적으로 배치합니다.

세션에 대한 점수 측정은 이루어지지 않습니다. 3단계의 목적은 연구자가 각 도달 동작을 뚜렷하고 분리된 관찰 가능한 사건으로 분석할 수 있도록 쥐의 도달 패턴을 발달시키는 것입니다. 연구자는 숙련된 손바닥 조작뿐만 아니라 전체적인 신체 자세를 분석하는 것에도 관심이 있기 때문에, 쥐가 각 도달 동작을 별개의 독립적인 사건으로 수행하는 것이 중요합니다.

연구자는 쥐의 자연스러운 행동 패턴을 이용하여 테스트 방법에 적합한 행동을 형성합니다. 도달 동작의 성공 여부와 관계없이, 연구자는 쥐가 케이지 뒤쪽으로 돌아올 때까지 기다린 후 다음 먹이 펠릿을 배치합니다. 테스트 동물은 곧 케이지 뒤쪽으로 돌아오는 것과 먹이 보상을 연관시키게 되며, 매 도달 시도 후에 케이지 뒤쪽으로 돌아오게 됩니다.

훈련 과정의 초기 단계에서는 일부 환자들에게 시간이 다소 소요될 수 있으나, 평균적인 피험자는 행동 형성(behavior Shaping)에 빠르게 적응할 것입니다. 실험 동물이 음식 펠릿을 흔들거나 떨어뜨리는 경우, 연구자는 즉시 음식 트레이에서 펠릿을 제거할 수 있습니다. 이러한 절차는 단일 도달 성공에 대한 집중력을 높이고 불필요한 도달(Reaching) 동작을 줄이는 데 도움이 됩니다.

쥐가 충분한 도달 능숙도를 습득하면, 추가 훈련을 통해 보상이 없는 도달 행동을 최소화할 수 있습니다. 전체 도달 시퀀스 동안, 쥐는 보통 코로 도달 슬롯을 탐색합니다. 본 세션의 목적은 동물로 하여금 먹이 펠릿의 존재 여부를 식별하도록 훈련하는 것입니다.

먹이 펠릿이 없을 때 쥐가 다가와 냄새를 맡고 손을 뻗으면, 해당 행동은 보상되지 않은 것입니다. 연구자는 시험 대상 동물이 케이지 뒤쪽으로 이동했다가 돌아올 때까지 기다려야 합니다. 먹이 펠릿이 없음을 인지하고 손을 뻗지 않는 것이 정상이며, 적절하게 훈련된 동물은 펠릿이 없을 때 손을 뻗지 않습니다.

이 단계는 연구자 입장에서 일부 환자(동물)들에게 시간이 더 걸릴 수 있으나, 매우 짧은 세션만으로도 완료할 수 있습니다. 테스트 동물이 매번 도달 시도 후 케이지 뒷부분으로 돌아가며 각 시행을 별개의 독립된 이벤트로 일관되게 수행하면, 연구자는 기초 역량이 달성되었는지 판단하기 위해 비공식적인 점수 측정 과정을 시작해야 합니다. 기초 역량은 테스트 동물의 도달 점수가 정체기에 도달한 상태로 정의됩니다.

비공식 점수 측정 세션에서는 10분 시간 제한 대신 '10-20 펠렛 체계'를 적용합니다. 각 피험자에게 워밍업으로 펠렛 10개를 제공한 후, 이어서 점수를 측정하는 펠렛 20개를 제공합니다. 펠렛은 사전에 미리 배치해 두는 것이 권장됩니다.

혼동을 방지하기 위해, 실험 동물은 일반적으로 8~10회의 훈련 세션 후에 기초 역량에 도달하게 됩니다. 데이터 수집을 위한 공식적인 점수 측정은 10~14회의 세션 후에 시작될 수 있습니다. 도달(reach)은 발이 도달 슬롯을 통해 앞으로 나아가는 모든 동작으로 정의됩니다.

시험은 테스트 동물이 케이지 뒷면에 위치한 상태에서 시작되며, 도달 슬롯으로 접근한 후 펠릿 획득 성공(hit) 또는 실패(miss)로 끝나는 도달 동작으로 구성됩니다. 실패는 발이 슬롯을 통과하여 움직였으나 펠릿을 회수하지 못한 모든 경우로 정의합니다. 성공은 동물이 도달 동작을 수행하여 먹이 펠릿을 성공적으로 움켜쥐고 이를 입으로 운반했을 때 발생합니다.

도달이 성공적(Successful)이 되려면 펠렛을 먹어야 합니다. 원칙적으로 여러 가지 채점 절차를 사용할 수 있습니다. 방법 1의 채점 측정법 중 가장 관대한 방식에서는 도달 횟수를 기록하지 않습니다.

필요한 유일한 정보는 동물이 단일 시도 동안 펠릿을 획득했는지 여부입니다. 방법 2는 이 방법의 측정 체계 중 가장 일반적입니다. 동물 점수에서 총 적중 횟수를 수행한 총 도달 횟수로 나눕니다.

방법 3은 측정 체계 중 가장 까다로운 방식입니다. 이 측정에서는 시도 중 단 한 번의 도달 동작으로 먹이 표적을 획득한 경우에만 히트로 기록합니다.