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문제 정의
- 본 연구는 기존의 유사한 연구들이 목표로 하는 기억의 매커니즘 및 치매유발과 질병 치료에 대한 연구를 목적으로 한다는 점에서 방향은 같으나 접근 방법이 획기적이고 새롭다. 즉 rat의 행동성향에 따른 기억과 해마, A/9 및 약물효과 등의 실험을 통해 나온 대조적인 결과에 주목하였다.
- 새롭다. 즉 rat의 행동성향에 따른 기억과 해마, A/9 및 약물효과 등의 실험을 통해 나온 대조적인 결과에 주목하였다. 두 가지 행동성향에 따른 일관적인 상반된 결과는 그 가정이 결코 엉뚱하거나 허무맹랑하지 않음을 증명해 주고 있다.
- 그리고 water maze, passive avoidance, Y-m&ze test를 실시하였다. 행동 성향에 따라 다양한 기억이 어떻게 관련되고 기억 능력 향상에 약물이 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 王한 행동성향에 따른 邸 의 효과에 대한 분석을 위해 해마 dentate gyrus(DG)의 세포 사멸(喝li death)을 관찰하여 기억능력과의 관계를 알아보았다.
- 행동성향에 따라 그리고 다양한 기억에 따라 똑같은 약물이 어떻게 다르게 작용하는지 동물실험을 통해 알아보았다.
제안 방법
- R&t와 mouse을 대상으로 다양한 기억능력을 실험하였다. 동일한 개체를 대상으로 water maze test, passive avoidance test, Y-maze test를 시간 간격을 두고 모두 실시하였다.
- Rat의 공간 기억을 측정하기위해 water maze test를 실시하였다. Water maze 拓砒(실험 1, Fig.
- R就을 대상으로 행동관찰 및 기억력 test 실시 후 해마의 세포 사멸(cell d海th)를 관찰하기 위해 H&E staining을 하였다. 그리고 좌, 우측 해마의 세포 사멸 (cell death)의 수를 세어 여러 종류의 기억 (memory) 과 어떠한 관계가 있는지, 행동성향에 따라 해마의 세포 사멸에 차이가 있는지를 알아보았다.
- Water maze 拓砒(실험 1, Fig.1, 2) 후 platform이 놓인 위치를 바꾸어 두 번째로 water maze test(실험 2, Fig. 3, 4)를 실시하였다. 그 결과 rat의 행동성향에 따라 학습 및 기억(1总ami교g and memory)의 향상에 차이를 보였다.
- Y-maze 실험을 통해 작동 기억을 측정하였다, 작동 기억(수)의 수치가 높으면 작동 기억 능력이 높은 것으로 해석한다.
- kff 주입(infusion) 후, DHED, Minocycline, mefenamic acid의 약물을 3주 동안 경구 투여하였다. 그리고 water maze, passive avoidance, Y-m&ze test를 실시하였다.
- 다양한 rat이 시간적인 행동반응의 차이를 보이지만, 모두 어두운 곳을 선호할 것이라는 보편적인 추측이 가능한 것처럼, 무질서한 자연현상 속에서 질서를 찾아내는 것이 과학이라면 행동관찰을 통해 rat의 공통된 행동특성을 주론하는 것은 지극히 과학적인 활동이라 할 수 있을 것이다. rat의 무질서한 시간차 행동 성향 속에서 일관된 시간 패턴을 찾을 수 있었고 그러한 행동특성을 두 가지로 구분해 볼 수 있었다.
- 이때 맨 첫 번째의 traininge 제외하고, 두 번째부터 30초 정도의 간격으로 실시한 training 결과를 단기 기억으로 보았다. rat이 반복된 학습을 통해 기억한 platform(PF)을 찾아가는데 걸리는 시간을 초로 측정하여 평균을 구한 것을 단기 기억(초)으로 분석하였다. 따라서 PF에 도달하는 시간이 빠르면 빠를수록 단기기억 능력이 좋은 것으로 판단하며, 그래프에서 단기기억(초)의 수치가 높으면 단기 기억능력이 낮은 것으로 해석할 수 있겠다.
- 반복된 학습을 통해 PF의 위치를 기억하게 되고, PF에 빨리 도달할수록 기억이 좋은 것으로 측정한다. water maze training 5일 동안 하루에 30초 간격으로 출발 위치를 달리하여 4번의 trainmg을 실시하였다. 이때 맨 첫 번째의 traininge 제외하고, 두 번째부터 30초 정도의 간격으로 실시한 training 결과를 단기 기억으로 보았다.
- ④ 공간 기억 (PF에 머문 횟수) : 공간 기 억능력을 측정하는 t肅t에서 PF가 있었턴 영역에 머문 시간이 아닌 실제 PF가 놓여 있었던 정확한 지점에 머문 횟수를 측정하여 공간 기억능력을 평가하였다. PF에 머문 횟수가 많을수록 공간 기억 능력이 높은 것으로 해석한다.
- 행동 성향에 따라 다양한 기억이 어떻게 관련되고 기억 능력 향상에 약물이 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 王한 행동성향에 따른 邸 의 효과에 대한 분석을 위해 해마 dentate gyrus(DG)의 세포 사멸(喝li death)을 관찰하여 기억능력과의 관계를 알아보았다.
- 하루에 맨 처음으로 training 한 결과를 장기 기억으로 측정한다. 그 전날과 다음날 사이에 24시간이라는 기간 동안 전날 학습한 것을 기억하고 있는지를 측정한다는 점에서 장기 기억으로 구분하였다. 이것도 또한 PF에 도달하는 시간이 빠르면 빠를수록 장기 기억 능력이 좋은 것으로 판단하며, 그래프에서 장기 기억(초)의 수치가 높으면 장기 기억 능력이 낮은 것으로 해석한다.
- kff 주입(infusion) 후, DHED, Minocycline, mefenamic acid의 약물을 3주 동안 경구 투여하였다. 그리고 water maze, passive avoidance, Y-m&ze test를 실시하였다. 행동 성향에 따라 다양한 기억이 어떻게 관련되고 기억 능력 향상에 약물이 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다.
- 하였다. 그리고 좌, 우측 해마의 세포 사멸 (cell death)의 수를 세어 여러 종류의 기억 (memory) 과 어떠한 관계가 있는지, 행동성향에 따라 해마의 세포 사멸에 차이가 있는지를 알아보았다.
- 다양한 기억이 해마와 어떠한 관계가 있는지 알아보기 위해 해마의 좌, 우측의 세포 사멸(喝11 death)을 관찰하였다. 다음은 우측 해마의 DG와 CA1, 좌측 해마의 DG와 CA1의 사진이다.
- 동일한 개체를 대상으로 water maze test, passive avoidance test, Y-maze test를 시간 간격을 두고 모두 실시하였다. 위의 다양한 기억 측정결과를 rat;의 행동성향 및 기억의 종류에 따라 종합적으로 비교분석하였다.
- 정상의 rat에서도 세포 사멸을 관찰할 수 있었고 세포 사멸의 정도에 따라 기억 능력에서 차이가 있었다. 모든 r砒의 좌, 우측 해마의 DG, CA3, CA1의 사진을 제시할 수 없어 서}포 사멸을 확인해 볼 수 있는 극히 일부만의 사진을 제시하였다.
- 불이 켜진 방에서 어두운 방으로 이동하는데 걸리는 시간(초)을 연달아 두 번 측정하였다. 첫 번째 행동 성향은 '처음에 빨리 이동하고 두 번째는 늦게 이동하는 rat' 이다.
- 동일한 개체를 대상으로 water maze test, passive avoidance test, Y-maze test를 시간 간격을 두고 모두 실시하였다. 위의 다양한 기억 측정결과를 rat;의 행동성향 및 기억의 종류에 따라 종합적으로 비교분석하였다.
대상 데이터
- 연달아 두 번 측정하였다. 첫 번째 행동 성향은 '처음에 빨리 이동하고 두 번째는 늦게 이동하는 rat' 이다. rat이 처음 접하는 환경과 상황에서 문이 열리자 빨리 이동한다.
데이터처리
- 좌, 우측 해마의 DG, CA3, CA1의 세포 사멸 (cell death)의 수를 세어 기억능력과의 관계를 알아보기 위해 상관분석을 실시하였다. 우측 해마의 세포 사멸이 많을수록 공간 기억능력이 떨어짐을 알 수 있었는데 (Fig.
- 통계방법은 연구목적에 따라 t-test, 상관분석, 회귀분석, paired t-t으st를 사용하였다.
성능/효과
- 결과 dentate gyrus(DG)의 세포 사멸의 수에 차이가 있었다. DG의 세포 사멸의 상반된 결과와 함께 장기 기억(long-term memory)능력에서도 상반된 결과를 보였다. 통계적 유의확률 값이 유의성에 약간 미치지 못하는 값이 나왔으나, 그 평균차이나 경향성이 서로 대 조를 이루는 결과를 보이고 있기 때문에 행동성향에 따라 의 작용 맟 효과가 다를 것이라는 가능성을 제공해주고 있다.
- DHED를 투여한 mouse에 있어서, extraversion의 성향이 높을수록 작동 기억 능력이 높게 나타났다 (r=, 931). Rat 에 Mmocyclme 을 투여 했을 때, 의 경우 작동기억이 높을수록 장기 기억이 높게 나타났다(r=.
- 차이가 있었다. Extraversione 단기 기억에서, mtmversicme 장기 기억에서 학습 및 기억 증진 효과가 있었다. 이러한 결과는 똑같은 양의 학습은 개체별로 다른 효과를 가져 올 수 있음을 시사해주며, 사람을 대상으로 하는 학습에 적용해 볼 때, 개개인에게 맞는 효율적인 학습 방법이 다르다는 주장에 상응하는 결과라 할 수 있을 것이다.
- 에 차이가 있었다. Extraversion일수록 CA1 의 세포 사멸이 적었고, mtroversiori의 성향이 클수록 CAM 세포 사멸이 많았다.
- 117). Introversicm의 경우 롱계적 유의성이 약간 못 미치는 결과이지만 행동성향에 따른 상대되는 경향성을 발견할 수 있었고 공간 기억과 관계된 기억이 다르게 영향을 미치고 있음을 추측해 볼 수 있었다.
- Rat의 두뇌에 邸 주입(mfuskm) 후 행동성향에 따른 해마(hippocampus)의 세포 사멸의 정도를 관찰하였다, 그 결과 dentate gyrus(DG)의 세포 사멸의 수에 차이가 있었다. DG의 세포 사멸의 상반된 결과와 함께 장기 기억(long-term memory)능력에서도 상반된 결과를 보였다.
- 3, 4)를 실시하였다. 그 결과 rat의 행동성향에 따라 학습 및 기억(1总ami교g and memory)의 향상에 차이를 보였다. Extraversig의 경우 단기 기억 (short-term memory)의 향상(Fig.
- 그러나 introversion의 경우, 작동 기억과 공간 기억은 상관관계를 보이지 않은 반면에, extrav야rsion의 경우, 작동 기억과 공간 기억(spatial memory) 의 상관관계가 매우 높았다(i=「754, p<.05).
- 사멸이 현저히 증가하였다. 동시에 A3 주입 (infusion) 후 장기 기억(kmg-term memory) 능력이 떨어짐을 관찰할 수 있었다.
- rat이 반복된 학습을 통해 기억한 platform(PF)을 찾아가는데 걸리는 시간을 초로 측정하여 평균을 구한 것을 단기 기억(초)으로 분석하였다. 따라서 PF에 도달하는 시간이 빠르면 빠를수록 단기기억 능력이 좋은 것으로 판단하며, 그래프에서 단기기억(초)의 수치가 높으면 단기 기억능력이 낮은 것으로 해석할 수 있겠다.
- 따라서 본 연구에서 구분한 단기 기억과 장기 기억의 개념은 이론적으로나 실험적으로 타당한 측정이라 할 수 있겠다.
- 높을수록 passive avoidance memory 능력이 높게 나타났다(l’715). 또한 I■砒에 PC-DHA + BT11 을 투여했을 때, mtroversicm의 성향이 높을수록 passive avoidance memory능력이 높게 나타났다(r=. 817, p<.05). Rat에 Mefenamic awd를 투여했을 때, mtroversion일수록 passive avoidance memory가 높게 나타났다(尸七944, P<.
- 14), 이는 우뇌(우측 해마)가 공간 기억과 관계있다는 이론에 부합하는 결과라 할 수 있겠다. 반면에 좌측 해마의 세포가 많이 죽을수록 장기 기억 능력이 떨어짐을 관찰할 수 있었다(Fig. 15).
- 어떤 하나의 기억은 다른 형태의 기억과 매우 다양한 관계가 있으며 서로 밀접하게 영향을 미치고 있음을 알 수 있었는데, 행동성향에 따라 공간 기억 (spatial m으mory)에 영향을 미치는 요인이 다르게 나타났다. Extr&versKm의 경우 작동 기억과 단기 기억이 높을수록 공간 기억 능력이 높게 나타났고, mtEGversion의 경우,
- 상관분석을 실시하였다. 우측 해마의 세포 사멸이 많을수록 공간 기억능력이 떨어짐을 알 수 있었는데 (Fig. 14), 이는 우뇌(우측 해마)가 공간 기억과 관계있다는 이론에 부합하는 결과라 할 수 있겠다. 반면에 좌측 해마의 세포가 많이 죽을수록 장기 기억 능력이 떨어짐을 관찰할 수 있었다(Fig.
- 위의 상관분석 결과를 근거로 좌, 우측 해마와 다양한 기억의 관계를 알아보기 위해 추가적으로 회귀분석을 실시하였다, 그 결과 좌, 우측 해마는 추가적으로 작동 기억과 관계가 있음을 찾을 수 있었는데, 특히 작동 기억은 좌, 우측 해마와 서로 반대로 관계가 있었다. 좌측해마는 Y-maze와 water maze test 결과와 관계가 있었다.
- 전체적으로 작동 기억과 공간 기억은 통계적으로 유의한 양의 상관관계를 보였다(L, 552).
- 즉, passive avoidance memory에 대한 기억이 높을수록 공간 기억이 높게 나타났다(p<35).
- 그러나 몇몇 실험결과는 이러한 적용에 과학적 근거를 제공해 주고 있다. 즉, 행동성향에 따라 extraversion과 introver-sion의 상반된 경향성을 보이는 통계적으로 유의한 실험 결과를 보이고 있다는 점이다. 또한 rat의 행동관찰을 통한 행동성향의 차이, extraver-sion 의 공간 기억 및 우뇌와의 관계, extraversion 과 CA1의 공간 기억 능력과의 의미 있는 관계에서 과학적 근거를 찾아볼 수 있을 것이다.
- 행동성향에 따라 CA1 영역의 세포 사멸의 차이를 볼 수 있었는데, 이를 통해 행동성향에 따른 기억 능력의 차이가 해마(hippocampus)의 세포 수준의 차이와 관계가 있음을 보여주는 결과이며, 특히 행동성향에 따라 해마(hippocampus)의 하위 영역 및 기억의 메카니즘에 흥미로운 차이가 있을 것이라는 추론을 할 수 있게 해준다.
후속연구
- 기억과 좌, 우 해마의 관계를 분석한 결과, 공간 기억은 우측 해마와, 장기 기억은 좌측 해마와 관계가 있었고 작동 기억은 좌, 우 서로 상반되는 결과를 보였는데, 이것은 공간 기억과 우뇌의 관련성을 고려해 볼 때 의미 있는 결과이며, 두뇌의 기능 분화 연구와 관련하여 계속해서 추가적인 연구가 필요로 되는 부분이기도 하다.
- 예를 들어 기억에 좋은, 항 치매 효과가 있는 약물을 투여했을 때 왜 모든 실험 대상 동물의 기억력이 좋아지지 않는 것일까? 심지어 어느 경우에는 좋은 약물을 투여했음에도 불구하고 약물을 투여하지 않은 동물에 비해 기억력이 떨어지는 것은 어떻게 설명할 수 있을까? 또한 똑같은 내용을 똑같은 방법으로 경험한 학습에 대해 기억하는 능력은 왜 개체 마다 다를까? 이러한 현상은 동물실험뿐만 아니라 사람을 대상으로 해도 마찬가지 의문이 드는 것이 사실이다. 따라서 동물실험을 통해 인간을 이해하고 인간을 이롭게 하는 것이 실험의 목적이라면 동물의 행동관찰을 통해 인간과 유사한 점을 발견할 수 있다면 인간과 유사한 두뇌의 구조와 기능을 가지고 있는 동물의 행동 특성을 과학적 방법으로 측정하고 구분하여 분석하는 것은 향후 두뇌의 구조 및 기능의 개인차를 이해하고 항 치매 약물효과를 규명하는데 바람직한 연구라 할 수 있겠다.
- 즉, 행동성향에 따라 extraversion과 introver-sion의 상반된 경향성을 보이는 통계적으로 유의한 실험 결과를 보이고 있다는 점이다. 또한 rat의 행동관찰을 통한 행동성향의 차이, extraver-sion 의 공간 기억 및 우뇌와의 관계, extraversion 과 CA1의 공간 기억 능력과의 의미 있는 관계에서 과학적 근거를 찾아볼 수 있을 것이다. 또 하나의 제한점은 단기 기억과 장기 기억을 구분할 때, 공간 기억실험을 근거로 나누었다는 점이다.
- 또한 그러한 구별되는 개체의 행동성향은 두뇌의 차이에서 비롯되며(2003) 공통된 행동성향을 찾아 구분할 수 있다면 그 차이를 만들어 내는 두뇌적인 매커니즘도 다를 것이다. 분자생물학적 연구의 기초가 되는 연구라 할 수 있을 것이다.
- 본 연구의 제한점은 上mg의 심리유형에서 말하는 extraversion, mtrovwsion의 개념을 실제 동물의 행동 성향에 직접 적용할 수 있는 근거가 부족하다는 점이다. 그러나 몇몇 실험결과는 이러한 적용에 과학적 근거를 제공해 주고 있다.
- 다음은 회귀분석 결과를 표로 작성하여 보았다. 비록 유의확률 값이 약간 유의수준에 미치지 못하나 상관계수 및 결정계수 값을 통해 유의성을 추론해볼 수 있을 것이다
- 행동의 차이를 발견할 수 았다. 이러한 행동의 차이는 두뇌 및 기억 능력의 차이와 관계가 있고, 두뇌와 기억 능력의 문제는 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환과 관련이 있기 때문에 행동에 대한 연구는 질병 치료연구의 기본이 될 수 있을 것이다. 그러나 지금까지의 연구는 개체의 행동의 차이를 고려하지 않은 채 또는 행동의 차이를 구별할 방법이 모호하기 때문에 같은 종은 모두 동일할 것이라는 가정 하에 동물실험을 수행해온 것이 사실이다.
- 통계적 유의확률 값이 유의성에 약간 미치지 못하는 값이 나왔으나, 그 평균차이나 경향성이 서로 대 조를 이루는 결과를 보이고 있기 때문에 행동성향에 따라 의 작용 맟 효과가 다를 것이라는 가능성을 제공해주고 있다. 추후 더 많은 수의 r&t을 대상으로 추가적인 실험이 필요할 것이다.
- 그러나 이런 접근은 시작단계이고 앞으로 지속적인 추가실험을 통한 확증이 필요하다. 특히 해마와 기억의 매커니즘에 대한 분자생물학적 연구가 지속될 것이며 또한 행동성향에 따른 A0 및 약물효과에 대한 실험연구도 계속될 것이다.
- 행동성향에 따라 그리고 기억의 종류에 따라 약물의 효과가 다르게 작용하고 있음을 알 수 있었는데, 향후 알츠하이머병 치료뿐만 아니라 예방을 위한 연구에 새로운 시각을 제공해 줄 수 있을 것이다. 똑같은 질병이라 하더라도 환자마다 증상과 예후가 다르고, 한 종류의 약물이 모든 환자에게 효과가 있다고 볼 수 없다.
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