モリス水上航行任務

ラットを用いたモリス水中ナビゲーションテストの模式図。サイズとマーカーは変更される場合があります。

モリス水ナビゲーション課題（モリス水迷路とも呼ばれる、水迷路と混同しないように）は、ラットまたはマウスを用いた行動実験です。行動神経科学において、空間学習と記憶、そしてその基盤となる脳メカニズムの研究に広く用いられています。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

概要

モリス水中航行テストを受けているラット

モリス水中ナビゲーション課題の基本的な手順は、ラットを水で満たされた大きな円形のプールに入れ、水から脱出できる隠されたプラットフォームを見つけるように要求することです。隠されたプラットフォームの位置は、プールの周囲に配置された空間的な手がかりに基づく空間記憶を使用して見つけることができます。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]ラットのパフォーマンスには、性別、育った環境、薬物への曝露など、多くの要因が影響する可能性があります。 [ 6 ]ラットが迷路を脱出するための基本的な戦術は、実践戦略（プラットフォームにたどり着くために必要な動きを記憶する）、走行戦略（ラットが視覚的な手がかりを使用して目的地に到達する）、または空間戦略（遠位の手がかりを参照ポイントとして使用して自分の位置を特定する）の3つです。[ 7 ]水迷路には、さまざまな認知機能を調べるために使用できるさまざまなパラダイムがあります。[ 3 ] [ 8 ]例えば、認知柔軟性は、隠されたプラットフォームが継続的に再配置される水迷路パラダイムを使用して評価することができます。[ 9 ]

歴史

モリス水中ナビゲーション課題は、 1981年にリチャード・G・モリス（当時セントアンドリュース大学）によって放射状迷路の代替として考案されました。[ 10 ]このテストは、空間学習とそれが他の連合学習とどのように異なるかを研究するために開発されました。[ 11 ]当初はラット（現在ではマウスが主流）を開放型プールに入れ、2～14日間、1日最大6回の試行で脱出までの潜伏時間を測定しました。[ 12 ]動物のパフォーマンスを評価するために、いくつかの変数が用いられます。例えば、「プローブ試行」では、被験者が「ターゲット象限」（隠されたプラットフォームがある象限）で過ごす時間を測定します。[ 12 ]より複雑な試行では、隠されたプラットフォームの位置を変えたり、プール内で泳いでプラットフォームに到達するまでの距離を測定したりします。[ 12 ]長年にわたり、このテストは多くの変数を用いて様々なバージョンで実施されてきました。例えば、神経科学者は性別、体重、筋力、ストレスレベル、年齢、種の系統の違いが及ぼす影響を調べます。結果は大きく異なるため、これらの変数を一定に保たない限り、研究者は結論を導き出すことができません。[ 1 ]この課題の歴史の中で、様々なサイズのプールが使用されてきましたが、テスト結果に大きな影響はないことが確認されています。[ 13 ]初期の課題では、研究者は脱出までの潜伏時間のみを測定していましたが、現在ではビデオ追跡装置を用いて脱出経路、各象限での滞在時間、プール内での移動距離を測定することが一般的です。[ 14 ]

オリジナルの実験

モリスの最初の実験では、直径1.30メートル、高さ0.60メートルの大きな円形のプールが装置として使われました。この実験の目的は、空間学習には局所的な手がかりが必要ないこと、つまりラットが聴覚、視覚、嗅覚の手がかりなしに物体の位置を学習できることを示すことでした。[ 15 ]

分析

学習の最も初期の指標は逃避潜時であり、これはラットまたはマウスがプラットフォームを見つけるのにかかる時間である。しかし、この指標は遊泳速度（必ずしも認知的要因ではない）によって混乱をきたし、起点からプラットフォームまでの経路長は空間学習とより密接に関連するパラメータである。[ 16 ]その他のパラメータには、プラットフォームまでの平均距離を測定するギャラガー尺度[ 17 ]や、遊泳開始点からプラットフォームに直接つながる帯状の経路と時間とを測定するウィショー回廊テスト[ 18 ]がある。その他のパラメータはプローブ試行中に測定される。すなわち、逃避プラットフォームを取り除き、マウスまたはラットに一定時間（多くの場合60秒間）それを探すことを許可し、その間に正しい場所とその付近の探索選好を測定できる。測定される変数には、プールの異なる象限での時間と経路長、プラットフォーム付近での時間、プラットフォームの横断などがある。[ 3 ]

迷路課題との比較

T 字迷路や放射状迷路などの他の空間課題と同様に、モリス水中ナビゲーション課題は、空間記憶、動作制御、認知マッピングを測定することになっています。[ 19 ] [ 20 ] T 字迷路と放射状迷路は、比較するとはるかに構造化されています。[ 21 ]たとえば、T 字迷路では、ラットまたはマウスに左か右 (または東か西) の 2 者択一のみを求めます。一方、モリス水中ナビゲーション課題では、動物はどこへ行くかを継続的に決定する必要があります。[ 11 ]この課題が人気となったもう 1 つの理由は、ラット (マウスではない) [ 19 ]は生まれつき泳ぎが得意ですが、冷たい水が苦手 (マウスは単にどんな温度の水も嫌い) であるため、課題を実行するために餌を与えたり電気ショックを与えたりして動機付ける必要がないことです。[ 11 ]プラットフォームの可動性により、学習と再学習の実験が可能です。[ 14 ]また、装置のセットアップとコストも比較的低い。[ 14 ]

弱点

モリス水中ナビゲーション課題の成績指標の変化は、必ずしも空間学習や記憶のメカニズムにおける特定の障害を反映しているわけではない。プラットフォームの探索に要する時間が長くなったり、目標象限での探索が少なかったりする理由は、必ずしもラットやマウスの空間記憶への影響とは関係なく、他の要因によるものである可能性がある。例えば、マウスを用いたモリス水中ナビゲーション課題の成績に関する大規模な研究では、成績の変動のほぼ半分は、マウスがプールの壁際に留まる傾向である接触走性の違いによるものと結論付けられた。変動の約20%は、実験者に「救助」されるまで受動的に水中に浮かぶマウスの傾向の違いによって説明された。空間記憶の違いは3番目の要因に過ぎず、動物間の成績変動のわずか13%を説明するに過ぎなかった。[ 16 ]

参照

参考文献

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