반스 미로

캐럴 반스(Carol Barnes)는 1979년 노화한 랫의 기억에 관한 연구에서 원형 플랫폼 미로를 소개했습니다. 동물은 방 안의 단서를 이용해, 원형 테이블 가장자리의 구멍들 가운데 어느 것이 탈출 상자로 이어지는지 배웁니다. 물이 없으므로 동물은 수영할 필요가 전혀 없습니다.

8단계로 보는 반스 미로

반스 미로를 열고, 테이블과 구멍을 보정하고, 임곗값과 개체 크기를 설정하고, 실행한 다음, 반스 옵션으로 분석하세요.

배설물이 남지 않도록 미로를 청소하고, 화면에서 흰색에 가깝게 보이도록 고르게 비추고, 카메라를 먼저 연결하세요.
‘Barnes Maze’를 클릭하세요. ‘Barnes’ 상자는 자동으로 체크됩니다.
‘CALIBRATE’를 클릭하고 ‘Pool or Arena Diameter (cm)’를 입력한 뒤, 미로 표면의 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽 끝을 클릭하고, 이어서 구멍들을 보정하고(또는 ‘Suggested Hole Positions’를 쓰고) ‘Save and Return’을 클릭하세요.
‘CHECK LIGHTING’을 클릭하고 그림자와 눈부심 점을 없애세요.
임곗값을 100에서 시작하고, 눈금선이 어떤 배설물보다 크고 동물보다는 약간 작은 영역을 둘러쌀 때까지 ‘Subject size’ 슬라이더를 오른쪽으로 옮기세요.
‘Max Seconds’를 입력하고, ‘Auto-end on escape hole’ 옵션과 ‘Hole Number’를 고른 다음, ‘PREPARE’를 클릭하고 목표 구멍을 화면의 원에 맞추세요.
동물을 놓아 주면서 ‘RUN’을 클릭하세요. ‘Auto-end on escape hole’이 켜져 있지 않다면, 동물이 목표 구멍에 완전히 들어갈 때 ‘END’를 클릭하세요.
‘ANALYZE’를 클릭한 다음 ‘Advanced’에서 구멍이 들어가도록 벽 붙기 행동 띠(예: 0.65)와 카운터 크기(예: 2.0)를 설정하고, SUM과 CST 파일을 만드세요.

남쪽(화면 아래쪽)에서 작업하세요. 작은 유리 비커를 출발 용기로 쓰고 흰 장갑과 소매를 착용하면 그림자를 막는 데 도움이 됩니다. 프로브 날에는 학습한 목표 구멍을 입력하고, ‘Probe’를 체크하고, ‘Auto-end on escape hole’을 ‘No’로 설정하세요.

HVS Image는 구멍 접근을 자동으로 세고, 구멍별 코 들이밀기(오류)를 기록하며, 목표 구멍까지의 잠복기와 경로, 1차 경로 길이를 제공합니다. 반스 결과에는 반스용 용어(플랫폼이 아니라 구멍)가 쓰입니다.

반스 오류, 구멍 방문, 1차 경로

반스 결과는 개체가 잘못된 구멍을 몇 개 탐색했는지(오류), 어떤 구멍을 방문했는지, 그리고 탈출 구멍에 얼마나 빠르고 곧바로 도달했는지 알려 줍니다.

지표에는 자동으로 센 구멍 접근, 구멍별 코 들이밀기(오류), 목표 구멍까지의 잠복기와 경로, 1차 경로 길이(출발점에서 탈출 구멍에 처음 접근할 때까지의 경로)가 포함됩니다. 구멍이 들어가도록 벽 붙기 행동 띠를 설정하고(예: 0.65), 구멍 탐색을 위한 카운터 크기를 설정하세요(예: 2.0).

프로브 날에는 반스 미로 Run 화면의 Monitor에서 ‘Probe’를 체크하세요. 1차 오류는 탈출 구멍에 처음 접근하기 전에 탐색한 잘못된 구멍들입니다.

반스 미로 결과 읽기

구멍별 오류(코 들이밀기), 목표 구멍까지의 잠복기와 경로, 1차 경로 길이를 보고, 해석하기 전에 경로가 깨끗한지 확인하세요.

전형적인 대조군 패턴: 이 시험에 대해 확인된 발표 패턴이 아직 없으므로, 여러분의 대조군과 비교하세요. HVS Image는 자동으로 센 구멍 접근, 구멍별 코 들이밀기(오류), 목표 구멍까지의 잠복기와 경로, 1차 경로 길이(출발점에서 도피 구멍에 처음 접근하기까지의 경로)를 보고합니다.
손상의 징후: 원래의 플랫폼 연구에서 노화한 랫은 보상받는 장소에 대한 기억이 더 나쁜 것으로 나타났습니다(Barnes, 1979).
강한 기억의 징후: 이 시험에 대해 확인된 발표 패턴이 아직 없으므로, 여러분의 대조군과 비교하세요.

결과처럼 보이는 설정 문제

시작 시 경로가 튐: 일시적인 그림자(손이나 출발 용기)가 추적기를 끌어당깁니다. 작은 유리 비커, 흰 장갑과 소매를 쓰고, 남쪽 끝에서 작업하세요.
직선(짧은 추적 끊김): 조명을 고르고 확산되게 하고, 조명 점검에서 검은 점(그림자)을 없애고, 빨간 점(눈부심)을 피하고, 다른 프로그램을 닫으세요.
도피 구멍에서 시행이 끝나지 않음: ‘Auto-end on escape hole’이 켜져 있을 때만 저절로 끝납니다. 그렇지 않으면 동물이 구멍에 완전히 들어갔을 때 ‘END’를 클릭하세요.

경로는 인위적으로 매끄럽게 처리되지 않으므로, 들쭉날쭉한 경로는 급격한 움직임을 반영합니다. 동물은 들어가지 않고 구멍을 살펴볼 수 있는데, 그래서 많은 사용자가 ‘Auto-end on escape hole’을 ‘No’로 두고 직접 시행을 끝냅니다. 접근과 오류를 읽기 전에 구멍들이 벽 붙기 띠 안에 들어가도록 띠를 설정하세요.

Barnes(1979)는 공간 단서 사용에 유리한 원형 플랫폼에서 랫을 시험했고, 시냅스 강화의 정도가 원형 플랫폼 과제 수행 능력과 통계적으로 상관이 있음을 발견했습니다.

자주 묻는 질문

반스 미로는 어떻게 보정하며, 왜 흰 얼룩이 생기거나 구멍이 가려지지 않나요?

반스 미로를 열고 Calibrate를 클릭한 뒤, 테이블 가장자리(위, 아래, 왼쪽, 오른쪽)를 클릭하고, 이어서 각 구멍을 클릭하세요. 1) 반스 미로를 여세요. Barnes 상자는 자동으로 체크됩니다. 2) Calibrate를 클릭하고 테이블 가장자리를 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽 순서로 클릭하세요. 3) 각 구멍을 플랫폼처럼 클릭하거나, 극좌표 위치로 입력하세요. 4) Save and Return을 클릭하세요. 구멍에 흰 원이 보여야 합니다.

반스 미로에는 수중 미로와 별도의 보정이 있습니다. 반스 미로를 열고 Calibrate를 클릭한 뒤, 테이블 가장자리를 클릭하고, 이어서 각 구멍을 클릭하세요. 테이블 가장자리는 N, S, W, E(위, 아래, 왼쪽, 오른쪽) 순서로 클릭하고, 각 구멍은 플랫폼처럼 클릭하세요. 정렬 보정을 쓴다면 구멍을 극좌표로 입력하세요(각도 = 360 / 구멍 수, 예: 12개면 30°, 중심으로부터의 거리는 반지름에 대한 비율). 미로와 구멍의 지름을 정확히 입력하세요. Save and Return 뒤에는 구멍이 흰 원으로 가려집니다(auto-end가 설정되어 있으면 분홍색). 구멍이 가려지지 않으면 Barnes 상자가 체크되어 있는지 확인하세요. 이는 반스 미로를 열었다는 표시입니다. 체크되어 있지 않다면 화면을 닫고 반스 미로를 여세요.

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테이블의 위쪽 절반만 추적된다면, 보정 영역 안에 어두운 가장자리가 보이는 것입니다. 테이블이 화면에서 둥글게 보이도록 카메라를 바로 위에 두고, 가장자리 바로 안쪽을 클릭해 시험하세요. 구멍 하나가 어긋난 것은 S보다 W를 먼저 클릭했기 때문입니다. 고장 났거나 배터리가 약한 마우스는 더블 클릭을 일으킬 수 있습니다. 제대로 작동하는 보정 파일은 백업해 두세요.

동물이 탈출 구멍에 닿았는데 왜 반스 시행이 자동으로 끝나지 않나요?

'Auto-end on escape hole'이 켜져 있을 때만 시행이 스스로 끝납니다. 1) 반스 미로 Run 화면에서 'Auto-end on escape hole'을 'Yes' 또는 'Delay in Secs'로 설정하세요. 2) 또는 'No'를 고르고, 동물이 구멍에 완전히 들어갈 때 'END'(또는 리모컨)를 클릭하세요. 3) 동물을 지켜보세요. 들어가지 않고 구멍을 들여다보기만 할 수도 있습니다.

반스 시행은 반스 미로 Run 화면에서 'Auto-end on escape hole'이 켜져 있을 때만 스스로 끝납니다. 'Yes', 'No', 'Delay in Secs' 중에서 고르세요. 반스 미로는 동물이 목표 구멍에 들어가는 것을 감지합니다. 많은 사용자가 이를 'No'로 두고 직접 'END'를 클릭합니다. 동물이 들어가지 않고 구멍을 탐색할 수 있고, 추적기는 흰 구멍 마스크 뒤의 어두운 물체를 무시하므로, 손으로 끝내면 너무 일찍 끝나는 것을 피할 수 있기 때문입니다. USB나 전기로 작동하는 혐오 자극은 개체가 목표 구멍에 다가갈 때 멈출 수 있습니다.

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반스 .txp 줄은 출발점, 목표 구멍, 개체, 설명어 순입니다(예: C,1,mouse1,groupA). 중앙에서 출발하려면 출발 입력란에 'Center'(또는 C)를 입력하세요. 결과에도 그대로 나타납니다.

반스 경로가 시작할 때 튀거나 직선이 나타납니다. 어떻게 고치나요?

대개 일시적인 그림자(손이나 출발 용기)가 추적기를 끌어당긴 것입니다. 화면 아래쪽에서 작업하고 그림자가 생기지 않게 하세요. 1) 작은 유리 비커를 출발 용기로 쓰세요. 2) 흰 장갑과 소매를 착용하세요. 3) '남쪽' 끝(화면 아래쪽)에 서세요. 4) 또는 손이 영역을 벗어난 직후에 시작을 클릭하세요.

추적기는 이미지 위쪽부터 훑어 내려가며 크기와 어두움 기준을 만족하는 첫 물체에 붙으므로, 출발 용기나 실험자의 그림자가 튀는 현상을 일으킵니다. 해결책: 더 작은 유리 비커, 흰 장갑과 소매, 남쪽 끝에서 작업하기, 또는 손이나 그림자가 벗어난 뒤에만 시작하기(약 0.5 s를 놓칠 수 있음). 경로는 인위적으로 평활화하지 않으므로, 들쭉날쭉한 경로는 갑작스러운 움직임을 반영합니다. 짧은 추적 끊김(직선)은 고르지 않은 조명이나 백그라운드 작업에서 옵니다. 미로 둘레에 테이블 높이 이하로 업라이트를 두어 조명을 고르고 확산되게 하고, 조명 점검에서 검은 점(그림자)을 없애고, 빨간 점(눈부심)을 피하고, 다른 프로그램을 닫으세요.

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카메라: 테이블이 마스크처럼 흰색에 가깝게 보이도록 조리개를 완전히 열고, 미로가 창을 거의 채울 때까지 확대한 뒤, 초점을 맞추세요. 작은 초록 상자가 꼬리보다 넓지만 몸 안에 들어가도록 크기 슬라이더를 설정하세요. HVS는 원시 .hvs 파일로 설정을 점검할 수 있습니다. 연습 중에 화면을 보여 주려면 HVS보다 먼저 캡처 도구를 시작해 비디오 캡처를 쓰거나(실제 시행 중에는 HVS만 실행해야 함), 스마트폰 비디오를 쓰세요.

반스 시행(오류, 구멍 방문, 1차 경로)은 어떻게 분석하나요?

반스 분석은 동물이 탈출 구멍을 얼마나 빠르고 정확하게 찾는지를 측정합니다. 오류(잘못된 구멍에 코 들이밀기), 구멍 방문, 잠복기, 1차 경로입니다. 구멍 둘레의 카운터와 벽 붙기 행동 띠를 써서 'Barnes Maze' > 'ANALYZE'를 사용하세요. 1) Advanced에서 구멍이 들어가도록 벽 붙기 행동 띠를 설정하고(예: 0.65), 구멍 탐색을 위한 카운터 크기를 설정하세요(예: 2.0). 2) 시행을 두 번 클릭하면 그림이, 'OK'를 누르면 요약이 나옵니다. 3) 시행이 많다면 SUM을 만든 다음 CST를 만들고, 수중 미로 전용 지표는 무시하세요.

1차 경로는 출발점에서 탈출 구멍에 처음 접근할 때까지의 경로이고, 1차 오류는 그 첫 접근 전에 탐색한 잘못된 구멍들입니다. 잠복기와 함께 이들은 동물이 목표를 얼마나 정확하게 찾았는지 보여 줍니다. HVS Image는 구멍 접근을 자동으로 세고, 구멍별 코 들이밀기(오류)를 기록하며, 목표 구멍까지의 잠복기와 경로, 1차 경로 길이를 제공합니다. Advanced에서 벽 붙기 행동 띠(여기서는 구멍을 포함하는 고리)와 카운터 크기를 설정하세요. 반스 결과에는 반스용 용어(플랫폼이 아니라 구멍)가 쓰입니다. 프로브 날에는 반스 미로 Run 화면의 Monitor에서 Probe를 체크하세요.

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경로를 겹쳐 보려면 파일 하나를 강조하고 Multi Paths를 클릭한 뒤, 시행들을 Selected Plots에 추가하고 Plot과 Export Image를 클릭하세요.

반스 미로에는 어떤 카메라와 조명이 필요한가요?

미로의 지름과 높이, 천장 높이에 따라 다르므로, 그 치수를 HVS에 보내 주세요. 조명은: 1) 미로 둘레에 업라이트를 두어 고르게 비추세요. 2) Check Lighting에서 그림자(검은 점)와 눈부심(빨간 점)을 없애세요. 3) 화면에서 테이블이 흰색에 가깝게 보이도록 하세요.

카메라 종류는 미로 지름, 미로 높이, 천장에서 미로 표면까지의 거리에 따라 다릅니다. Check Lighting의 빨간 점은 눈부심입니다. 조명 각도를 바꾸거나, 조명을 더 멀리 옮기거나, 더 작은 전구를 쓰세요. 흰 테이블 위의 어두운 동물은 그래도 잘 추적될 수 있으니 시험해 보세요. 미로 둘레 약 2 m 거리에 키 작은 업라이트 4개를 고르게 두되, 빛이 아래로 새면 테이블 면보다 낮게 두어 테이블이 흰색에 가깝게 보이게 하세요.

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Run 화면은 카메라 화면 전체를 보여 주므로, 고해상도 카메라라면 테이블을 더 선명하게 볼 수 있습니다. 반스 추적기는 구멍을 무시하고, 그림자가 진 배설물도 무시합니다.

마른 미로에서 소리 신호를 내는 Auditory 버튼은 어떻게 쓰나요?

Auditory 버튼은 'Auto-end on platform'을 쓰는 마른 수중 미로에서 소리를 냅니다. 1) 소리를 끄려면 'Auditory Off'가 나올 때까지 왼쪽 클릭하세요. 2) 오른쪽 클릭해 시행 중에 나는 소리('Tone on Swim')와 플랫폼에 닿았을 때 나는 소리('Tone on End')를 고르세요. 3) 소리는 각 시행이 끝날 때와 Run 화면을 닫을 때 저절로 멈춥니다.

Auditory 버튼은 'Auto-end on platform'을 쓰는 마른 수중 미로용입니다. 왼쪽 클릭하면 'Auditory Off'까지 순환합니다. 오른쪽 클릭하면 시행 중에 재생할 파일('Tone on Swim')과 플랫폼에 닿았을 때 재생할 파일('Tone on End')을 고를 수 있습니다. 소리는 각 시행이 끝날 때와 Run 화면이 닫힐 때 저절로 멈춥니다.

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경로를 더 천천히 보려면: 시간 구간(예: 0-10 s, 10-20 s)을 쓰면 구간별 그림과 분석이 저장되고, 또는 'Real time plot'을 체크하면 점을 찍은 다음 선을 그립니다.

반스 미로는 어떻게 설치해야 하나요?

가장자리에 구멍이 있고 탈출 상자가 하나 있는 둥글고 높은 테이블을 쓰세요. 밝게 비추고 단서는 벽에 고정해 두세요. 동물 사이에 테이블을 돌리고 닦으세요. 지역 윤리위원회, 허가 조건, 수의사의 지시가 언제나 우선합니다.

반스 미로는 가장자리에 구멍이 있고 그중 하나가 탈출 상자로 이어지는 높은 원형 테이블입니다. 종에 맞게 크기를 정하고 동물 사이에 청소하세요. 랫: 테이블 100-122 cm, 구멍 18-20개, 높이 80-90 cm. 마우스: 65-92 cm [Gawel 2019]. 원래는 122 cm, 구멍 18개였습니다 [Barnes 1979]. 냄새를 없애기 위해 돌리고 닦으세요 [Gawel 2019].

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더 큰 테이블은 공간 전략을, 벽은 순차 탐색을 부추깁니다 [Gawel 2019].

출처: Gawel et al. (2019). Assessment of spatial learning and memory in the Barnes maze task in rodents, methodological consideration. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 392(1):1-18. doi:10.1007/s00210-018-1589-y; Barnes (1979). Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology 93(1):74-104. doi:10.1037/h0077579

Barnes 미로나 다른 건식 미로에서는 피험체 크기를 어떻게 설정해야 하나요?

추적 상자가 어떤 배설물보다 크고 동물보다는 작도록 Subject Size를 설정하세요. 1) 미로에 배설물이 없는 상태에서 시작하세요. 2) 십자가 나타날 때까지 슬라이더를 오른쪽으로 옮기세요. 3) 눈금선이 어떤 배설물보다 크고 동물보다는 약간 작아질 때까지 계속 옮기세요.

배설물이 없는 상태에서 초록 추적 십자가 나타날 때까지 Subject Size 슬라이더를 오른쪽으로 옮기고, 이어서 눈금선이 예상되는 어떤 배설물보다도 모든 방향으로 크고 동물보다는 약간 작은 영역을 둘러쌀 때까지 옮기세요. 임곗값 100에서 십자가 나타나지 않으면 슬라이더를 왼쪽에서 한 칸 옮기고, 십자가 나타날 때까지 임곗값을 올리세요. 배설물이 생기면 일관되게 무시되는지 확인하고, 필요하면 개체 크기를 키우세요.

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임곗값을 조정해 십자를 가운데로 맞추세요. 밝은 배경의 어두운 동물은 낮게, 어두운 배경의 흰 동물은 높게.

이 시험의 추적과 분석은 반스 미로용 HVS Image를 보세요.

출처

Barnes (1979). Memory deficits associated with senescence: A neurophysiological and behavioral study in the rat. Journal of Comparative and Physiological Psychology 93(1):74-104. doi:10.1037/h0077579

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