Development of New Analytical Method Evaluating Working Memory on Y Maze

Y-미로는 행동연구 분야에서 작업기억을 측정하는데 흔히 사용된다. 이를 위해 자발적 교대 행동을 측정하고 자발적 교대 비율이 증가하면 작업기억 능력이 향상된 것으로 간주된다. 그러나, 설치류에서 자발적 교대 비율이 작업기억 능력을 정확히 반영하기 어려운 경우가 때때로 존재한다. 이러한 단점을 보완하기 위해 Y-미로에서 작업기억능력을 측정하는 새로운 통계 방법을 개발하였다. 이를 위해 먼저 Y-미로에서 자발적 교대가 이루어질 수 있는 경우를 모두 지정하고 각 경우마다 Pi 값을 구한다. Pi 값은 각 자발적 교대가 이루어지는 경우에서 실제 실험동물이 보이는 확률을 의미한다. 각 동물에서 Pi 값을 모두 더하면 그 값은 한 동물에서 얻은 엔트로피에 해당하고 각 군에서 엔트로피를 통계적으로 분석한다. 이러한 새로운 통계 분석 방법을 평가하기 위해 작업기억능력을 향상시키는 것으로 알려진 풍족한 환경에 노출된 군과 정상군을 10주간 사육한 후 Y-미로에서 작업기억능력을 평가하였다. 그 결과 새로운 통계 분석 방법은 자발적 교대 비율을 이용한 통계의 유의성을 재연하였다. 뿐만 아니라 새로운 방법은 자발적 교대 비율을 이용한 분석법보다 유의성 있는 차이를 얻기가 더욱 힘들었다. 이러한 결과는 높은 엔트로피를 얻기 위해서는 모든 통로와 방향에서 자발적 교대가 이루어져야 함을 의미한다. 종합하면, 새로 제시된 분석법은 자발적 교대 비율을 비교하는 분석방법의 단점을 보완할 수 있으며 설치류에서 작업기억 능력을 평가하는 유용한 통계 방법임을 알 수 있다. The Y-maze is widely used to test working memory in behavioral science. For this purpose, spontaneous alternation behavior is monitored, and an increased percentage of spontaneous alternation is regarded as enhanced working memory. However, in some cases, the percentage of spontaneous alternation does not accurately reflect the extent of working memory in rodents. To complement the short-comings of this measure, we developed a new method to evaluate working memory on the Y-maze. This is done by defining all spontaneous alternation cases and Pi, the probability that the rodent achieved spontaneous alternation from each alternation case. After all Pi-values acquired in each animal are summarized, the result is considered as entropy. To validate the new analytical method, mice were raised under either control or an enriched environmental condition for 10 weeks, and working memory behavior on the Y-maze was monitored. The results showed that the new analytical method successfully reproduced significance. In addition, the new method turned out to be more accurate than measurement of the percentage of spontaneous alternation, meaning that, to get higher entropy, alternation should be recorded in all arms and directions. Together, these data indicate that the new analytical method is a useful supplement to the method that compares the percentage of spontaneous alternation, and thus is a good tool with which to evaluate working memory in rodents.