초록

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공포조건형성의 한 형태인 양방향 능동회피학습을 충분히 숙달되도록 하면 그 학습시에 사용된 경고자극(또는 CS)에 대한 공포반응이 사라진다는 기존의 연구결과(예, Kamin 등, 1963)와 일치하지 않는 결과들이 최근에 보고되었다. 본 연구는 기존의 연구결과가 동물들이 회피학습상황과 공포반응 검사상황을 변별하게 되었기 때문에 생겨났을 가능성을 검토하기 위하여 두 상황에 대한 변별 학습을 할 기회를 준 집단과 그렇지 않은 집단이 CS에 대해 나타내는 공포반응의 강도를 비교하였다. 공포반응 검사상황에서 나중에 회피학습에 사용될 CS에 흰쥐들을 사전노출시킨 이후에 회피반응을 충분히 숙달되게 학습시켰을 때, 이 동물들은 검사상황에 대한 그러한 사전노출을 경험하지 않은 동물들에 비해서 검사시에 CS에 대하여 약화된 공포반응을 보였다. 따라서 기존의 연구결과는 최소한 부분적으로는, 동물이 회피학습상황과 공포반응 검사상황이 다르며 후자의 상황에서는 CS가 전기충격을 수반하지 않는다는 사실을 어느 정도 학습했기 때문이라고 할 수 있다. 또한 이 결과는 그렇게 상황변별학습을 할 기회를 주지 않을 경우, 동물이 회피반응에 충분히 숙달되어도 CS에 대한 공포는 사라지지 않는다는 최근의 연구결과를 보강해주는 것이다.

Abstract

It is well known that in two-way active avoidance learning, animals that can avoid footshock successfully after extensive training show reduced fear or no fear at all to the stimulus (i.e., CS) used in the training. However, recent studies reported that animals with extensive avoidance training still show significant fear to the CS. The present study examined whether this discrepancy is due to context discrimination. That is, if extensively trained animals can discriminate between fear-testing and avoidance learning situations, then they would know that no shocks follow the CS in the testing situation, and consequently, show reduced fear to the CS. Flats were divided into 2 groups: A preexposure group that received 24 presentations of CS alone in fear-testing box before avoidance learning, and a non-preexposure group that received avoidance training without preexposure to the testing situation. Both groups received 15 avoidance training trials on day 1, and were trained to the criterion of 27 consecutive avoidance responses on day 2. The fear-testing results indicate that while the non-preexposure group had normal level of conditioned fear to the CS, the preexposure group showed reduced fear to the CS. These findings support the context discrimination hypothesis and suggest that extensive avoidance training does not necessarily reduce fear to the CS.

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본 연구는 전두의 α과 활동 비대칭성에 따른 성격요인과 정서의 개인차를 알아보고자 실시되었다. 기저선 EEG 활동은 1회 60초 지속되는 4회 눈을 뜬 채로 그리고 4회의 눈을 감은 채로 측정되었다. 좌우 반구에서 측정하여 얻은 α power의 비대칭성을 기초로 실험참가자들은 좌측 활성화 집단과 우측 활성화 집단으로 할당되었다. 실험참가자들은 성격특성의 측정으로 Eysenck 성격검사를 받았고, 자기보고 정서측정을 위해 Beck의 우울척도와 불안척도에 응답하였다. 결과의 분석에서 외향성과 신경증 그리고 우울과 불안에 대해 좌측 활성화 집단과 우측활성화 집단의 차이가 검증되었다. 그 결과 중전두 영역에서, 좌측 활성화 집단은 우측활성화 집단에 비해 낮은 우울점수를 나타내었고, 외측전두 영역에서 좌측 활성화 집단은 우측활성화 집단에 비해 높은 외향성과 낮은 우울점수를 나타내었다. 그러나 상대적 활성화에 따른 불안점수의 차이는 확인하지 못하였다 이 결과는 좌측 전두 영역의 활성화가 낮은 우울과 관계가 있다는 선행연구와 일치한다. 그러나 성격요인과 불안의 지표에서는 기대되는 결과를 얻지 못하였다.

Abstract

This study assessed whether frontal brain asymmetry(FBA) could predict affective style and personality trait. Electroencephalographic(EEG) activity was recorded from 23 right-handed female adults participants during eight 1-min baseline resting periods. Four baselines were conducted with eyes open, and four were administered with eyes closed. Counterbalanced orders were used for the eyes-open and eyes-dosed conditions of the resting baselines. Mean alpha power asymmetry was extracted in midfrontal(F3, F4), lateral frontal(F7, F8), and anterior temporal(T3, T4) regions. For lateral frontal region, but not the midfrontal and anterior regions, there was a significant relationship between relative left hemispheric activation and extraversion. For midfrontal and lateral frontal regions, there was a significant relationship between relative right hemispheric activation and depression. Theoretical and methodological implications of these findings are discussed.

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Nitric oxide(NO)는 손상에 대한 생리적 반응 또는 신경 손상을 매개하는 물질로 알려져 왔다. 본 연구는 NO synthase(NOS) inhibitor가 신경손상 후 기능회복을 증진시키는가 아닌가를 규명하기 위해 수행되었다. 수컷 Sprague-Dawley종 흰쥐를 pentobarbital로 마취하고 압착(crush), 절단(cut), 결찰(ligation), 모의 (sham) 손상 모델 등 네 가지 유형으로 좌골신경을 손상시켰다. 실험동물은 수술한 날부터 시작하여 10일 동안 매일 NOS inhibitor인 N^ω-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME)을 복강내에 주사하였다. 신경손상 후 25일째 되는 날 쥐를 urethane으로 다시 마취하고, 좌골신경의 자극에 따른 복합근활동전위(compound muscle action potentials; CMAPs)를 기록하였다. 그 결과 L-NAME은 crush 손상 모델에서 용매를 주입한 통제집단에 비해 CMAP의 잠재기가 유의미하게 단축되었다. 절단이나 결찰 손상모델에서, L-N_은 잠재기를 단축시키는 경향이 있었지만 L-NAME과 용매를 주입한 동물들간의 차는 유의미하지 않았다. 이러한 결과는 L-NAME이 좌골신경손상후 기능회복을 촉진시킨다는 것을 시사한다.

Abstract

It has been shown that nitric oxide(NO) is a mediator of nerve injury or the physiological response to injury. The present study was conducted to determine whether NO synthase(NOS) inhibitor enhances functional recovery after nerve injury or not. Under pentobarbital anesthesia, male Sprague-Dawley rats were subjected to one of four different types of sciatic nerve injury (crush, cut, ligation, and sham injury models). The rats received i.p. injections of N^ω-nitro- L-arginine methyl ester(L-NAME), a NOS inhibitor, for ten days from the day of surgery. Twenty five days after injury, the rats were anaesthetized with urethane and the compound muscle action potentials(CMAPs) were recorded following sciatic nerve stimulation. L-NAME significantly shortened the latencies of the CMAPs in crush injury model compared to the vehicle treated rats. In the case of cut or ligation injury model, L-NAME tended to shorten the latencies but the differences between L-NAME and vehicle treated rats were not statistically significant. These results suggest that L-NAME facilitates functional recovery after sciatic nerve injury.

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Acidic fibroblast growth fkctor(aFGF)는 절단된 신경의 간격을 건너 일어나는 재생을 증진시키는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서 저자들은 신경손상후 말초신경 축삭의 재생에 미치는 aFGF의 효과를 알아보가 위해 전기생리학적 기법을 이용하여 기능회복 정도를 평가해 보고자 하였다. pentobarbital 마취 하에서, 수컷 흰쥐의 좌골신경에 압착(crush), 결찰(ligation), 모의 (sham) 손상 등 세가지 유형의 손상을 발생시켰다. 쥐들에게 수술날짜를 포함하여 10일 동안 aFGF를 정맥주입 하였다. 신경손상후 25일째에 쥐들을 urethane으로 다시 마취하고, 좌골신경의 자극에 따른 체감 각 유발전위(SSEP)를 기록하였다. aFGF는 압착 손상 모델에서 용매를 처치한 집단에 비해 SSEP의 잠재기를 유의미하게 단축시켰다. 결찰모델의 경우, aFGF는 S況P의 잠재기를 단축시키는 경향이 있었지만, aFGF와 용매를 처치한 동물들간의 차는 통계적으로 유의미하지 않았다. 이러한 결과는 aFGF가 좌골신경 손항 후 기능회복을 촉진시킨다는 것을 시사하는 것이다.

Abstract

Acidic fibroblast growth factor(aFGF) has been shown to increase regeneration across a gap between the proximal and distal stumps of a transected nerve. In the present study, we examined sensory axon regeneration using an electrophysiological technique in order to investigate the effects of aFGF on regeneration of peripheral nerve axons after injury. Under pentobarbital anesthesia, male Sprague-Dawley rats were subjected to one of three different types of injury(crush, ligation, and sham injury models). The rats received i.v. injections of aFGF for ten days from the day of surgery. Twenty five days after injury, the rats were anaesthetized with urethane and the somatosensory evoked potentials(SSEPs) were recorded following sciatic nerve stimulation. aFGF significantly shortened the latencies of the SSEPs in crush injury model compared to the vehicle treated rats. In the case of ligation injury model, aFGF tended to shorten the latencies but the differences between aFGF and vehicle treated rats were not statistically significant. These results suggest that aFGF facilitates functional recovery after sciatic nerve injury.

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신경 또는 조직 손상으로 야기되는 신경병리성 통증(neuropathic pain)을 완화시킬 수 있는 효과 적인 방법을 개발하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 연구에서는 교감신경계 무관 통증 모델에 있어서, N-methyl-D-aspartate (NMDA) 길항제를 아편계 약물과 함께 사용하여 이들 약물이 어떤 기전을 통해 상호작용하는가를 전기생리학적으로 알아봄으로써, opioid로 완화가 힘든 신경병리 성 통증의 치료에 이들 약물을 이용할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 이를 위해 halothane 마 취하에서 흰쥐의 좌골신경 분지중 tibial nerve와 sural nerve를 결찰하고 절단함으로써 말초신경의 손상을 유도하였다. 말초신경 손상후 14일 지나 쥐를 다시 urethane으로 마취하고 아편계 효능제인 [D-Ala², N-Me-Phe⁴, Gly-ol⁵]-enkephalin(DAMGO) (µ), [D-Arg²,Lys4]-Dermorphin-(1-4)-amide(DALDA)(δ), bremazocine(K)을 이온영동적으로 주입하고, NMDA 길항제인 MK_801을 정맥주입하면서 기계적 자극 및 온도 자극에 대한 척수 후각 뉴런의 반응을 기록하였다. 그 결과 아편계 약물은 외부 자극에 대한 척수 후각 뉴런의 반응을 억제하는 경향이 있었으며, µ-opioid 수용기 효능제인 DAMGO의 억제 효과가 가장 강력하였다. 또한 NMDA 길항제인 MK-801을 정맥주입하고 DAMGO를 이온영동적으로 주입하면 단독으로 주입할 때 보다 훨씬 강력하게 뉴런의 반응을 억제시켰지만 DALDA나 bremazocine은 그렇지 못했다. 이러한 결과는 µ-opioid 수용기 효능제인 DAMGO가 단독으로도 신경병리성 통증을 강력히 억제하며, NMDA 길항제와 상호작용함으로써 동시 투여시에는 보다 더 강력히 억제할 수 있다는 것을 시사한다.

Abstract

It is very important to develop effective method to relieve neuropathic pain which may be produced by nerve or tissue injury. This study was conducted to determine interaction between opioid and NMDA systems in the modulation of sympathetically independent neuropathic pain. Under halothane anesthesia, the tibial and sural nerves of male Sprague-Dawley rats were ligated and cut. Fourteen days after injury, the rats were reanesthesized by urethane and subjected to iontophoretic experiment. Opioid agonists such as DAMGO (µ), DALDA (δ), and bremazocine (K) were ejected microiontophoretically. MK-801, an NMDA antagonist, was injected intravenously. Microiontophoretically ejected DAMGO more robustly inhibited the responses of dorsal horn neurons to external stimulation compared to DALDA or bremazocine. Furthermore, iontophoretically ejected DAMGO enhanced the inhibitory effects of intravenously injected MK-801. The results suggest that opioid system may interact with NMDA system in modulation of neuropathic pain, depending on receptor subtypes.

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눈꺼풀 고전적 조건화에서 소뇌 중간핵은 학습과 파지에 있어서 결정적인 역할을 담당함이 밝혀졌다. 즉, 소뇌 중간핵을 손상하면 조건반응을 새로 학습하지 못하고 학습한 반응을 파지하지 못한다. 중간핵의 신경활동을 기록해보면, 학습이 이루어지면서 행동반응이 변화함에 앞서서 신경활동의 변화가 일어난다. 본 연구에서는 이러한 학습에 따른 신경활동 변화가 일어나는 시점에 중간핵에 전기자극을 가하여 학습에 미치는 영향을 살펴보았다. 토끼에게 소리 조건자극과 공기분사 무조건자극을 짝지어 흔적조건화를 실시하면서, 매 시행마다 흔적간격 중간시점에 중간핵에 미약한 전기자극(25uA)을 가하였다. 중간핵 자극을 받은 동물들은 통제 집단에 비해 소리 조건자극에 눈꺼풀 반응을 보이는 조건반응을 매우 빨리 습득하였으며, 뒤이은 소거훈련에서 강한 저항을 나타내었다. 학습에 따른 신경가소성이 일어나는 시점에 맞추어 전기자극을 가하여 중간핵을 활성화시키자, 학습이 촉진되고 조건반응을 유발하는 능력이 더. 오래 보존된 것이다. 이러한 결과를 소리 조건자극과 중간핵 전기자극, 공기분사 무조건 자극, 세 자극간의 연합으로 논의하였다.

Abstract

It is well established that the neuronal plasticity in the cerebellar interpositus nucleus(INT) is essential for eyeblink classical conditioning. The current study attempted to combine INT stimulation with the occurrence of learning-related neural activity that normally precedes the behavioral conditioned response. Rabbits were trained with a trace paradigm(300ms tone-CS; 600rns ISI; 100ms air puff-US) that included extracellular stimulation of the INT. The electrical stimulation(ES; 200Hz, 0.1ms pulse width) was administered midway though the trace interval(400ms after CS onset for 50ms). Stimulation intensity was set at 25uA. Extinction training, consisting of tone+ES trials, followed acquisition. Rabbits with INT stimulation acquired conditioned response(CR) to the tone CS very quickly within the first two sessions and showed strong resistance to extinction. The timed INT activation combined with its learning plasticity facilitated learning and maintained the ability of CS to elicit CR. These results could be discussed by the association among three stimuli.

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컴퓨터 기술의 발전과 세포활동을 계측하는 기법이 개선되면서, 복수의 전극을 통해 세포활동을 계측하고 계측된 세포활동의 아날로그 신호를 연속적으로 분석하는 것이 가능해 졌다. 이 신호를 분석하는데 있어서 신호를 그 기원에 따라 분류하는 것이 분석의 중요한 문제로 인식되고 있다. 본 논문에서는 다중채널의 전극을 이용해서 채집된 세포외 활동전위(extracellular action potential)를 분류하는 기법을 소개하고 이를 적용한 실례를 제시하였다. 여기서 적용한 전위분류 절차는 주성분분석(principal component analysis, PCA)에 기초한 것으로서, 우선 몇 개의 주성분으로 이루어진 특질차원 공간상에 각각의 활동전위들을 표상시킨 후 Maximum likelihood estimator(MLE)를 이용해 적절한 군집의 수를 결정하고 Learning vector quantization(LVQ) 알고리즘을 통해 각 군집의 중심점을 결정하는 방법을 사용하였다. 이렇게 결정된 각 군집의 중심점과 각 활동전위 사이의, 특질차원 공간상에서의 거리(Euclidean dis的nee)를 계산함으로써 분류가 이루어지며, 중심점과 활동전위 간 거리의 분포를 이용해서 잡음을 제거하면 세포에 따른 활동전위의 분류가 완료된다. 이 모든 과정은 본 실험실에서 작성된 세포분류 프로그램(WAVESORTER)으로 이루어졌다. 따라서 본 논문에서는 WAVESORTER와 그 환경에 대한 소개와 이 프로그램을 통한 실제적인 세포분류과정을 기술하였다.

Abstract

The development of the computer technology and cell recording techniques have made possible continuous recording and sorting of extracellulary-recorded action potentials. At the same time, a reliable sorting of action potentials became a significant focus of interest. In this study, we describe and summarize a method of sorting of extracellulary-recorded spikes based on the Principal Component Analysis(PCA). In this method, a strategic number of principal components are chosen and each cell is represented in the feature space formed by the chosen components. The number of data cluster(i.e., cells) in the space is determined by the Maximum Likelihood Estimator(MLE) and the center of each cluster is determined by the Learning Vector Quantization(MLQ) method, an unsupervised learning algorithm. The distances between every cell pair and the center of each cluster are calculated. According to the Euclidean distance from the center, the data are sorted into each duster. Removing the outliers of each cluster based on the distribution of the distance completes the sorting process. A computer program, 'WAVESORTER' was written using the Matlab(The Mathworks Inc.) to realize all the phases of the sorting processes. In this paper, the logic and routines of the 'WAVESORTER' is described.