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Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery > Volume 58(6); 2015 > Article
Korean Journal of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery 2015;58(6): 395-401.
doi: https://doi.org/10.3342/kjorl-hns.2015.58.6.395
Radial Maze Test in a Mouse Model of Noise-Induced Hearing Loss.
So Young Park, Sang A Back, Huerxidan Sikandaner, Sang Won Yeo, Shi Nae Park
Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Korea. snparkmd@catholic.ac.kr
소음성 난청 생쥐 모델에서 방사상 미로검사
박소영 · 백상아 · Huerxidan Sikandaner · 여상원 · 박시내
가톨릭대학교 의과대학 이비인후과학교실
ABSTRACT
BACKGROUND AND OBJECTIVES:
Hearing loss has been hypothesized to contribute to cognitive decline in the elderly. However, earlier studies yielded conflicting results, and the causal relationship has not been elucidated to date. In the present study, the authors set up a radial maze apparatus for assessment of cognition in mice, and investigated the relationship between cognition and hearing loss that occur immediately after noise exposure.
MATERIALS AND METHOD:
Spatial learning and memory were assessed in male C57BL/6 mice with or without hearing loss using an unconfined, partially-baited, 8-arm radial maze with different arm length (25 or 50 cm). The performance indicators included total trial time, latency, reference memory error, working memory error, and correct entry ratio. Mice in the hearing loss group were exposed to 60 min of 110 dB white noise for 14 days, and then auditory brainstem response thresholds were measured.
RESULTS:
Mice showed better performances in a 25 cm-arm radial maze than in a 50 cm-arm maze. The control and the hearing loss groups exhibited similar performance curves, except for the working memory curve in 25 cm-arm radial maze. Hearing-impaired mice were better at working memory tasks than the control mice, probably due to an early cognitive compensatory mechanism.
CONCLUSION:
A radial maze with 25 cm arm is appropriate for the test of learning and memory in mice. Acute hearing loss after noise exposure was not associated with decreased cognition. Further follow-up research has been planned to find the effect of long-term hearing loss on cognition and the mechanism by which these two domains are connected.
Keywords: AgingCognitive declineMemoryNoiseSpatial learning

Address for correspondence : Shi Nae Park, MD, PhD, Department of Otorhinolaryngology-Head and Neck Surgery, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 222 Banpo-daero, Seocho-gu, Seoul 137-701, Korea
Tel : +82-2-2258-6215, Fax : +82-2-595-1354, E-mail : snparkmd@catholic.ac.kr


노인의 청력과 인지기능에 관한 많은 연구에서 두 영역 사이에 연관성이 있다는 결과1,2,3,4,5,6)와 연관성을 찾지 못했다는 상반된 결과7,8,9)가 보고되어 왔다. 감각장애와 인지장애와의 관계을 설명하는 주된 가설로는 감각차단설(sensory deprivation)과 공통원인설(common cause)이 있고2,10) 난청에서는 예비인지자원(cognitive reserve)이 언어처리(speech processing)에 사용되기 때문에 인지처리능력은 저하된다는 인지부하설(cognitive load) 등도 제시되었다.11,12) 또한 감각장애를 가진 경우 인지기능평가시 시각적, 또는 청각적 평가방법이 불리하다는 방법론적인 지적도 보고되었다.13) 그러나 난청이 인지장애의 한 원인이며 위험인자인가, 단지 노화에 따르는 뇌의 병태생리학적 기전을 공유하는 인지저하의 조기 지표인가는 아직 확실히 알려져 있지 않다. 횡단적 연구에서는 인과관계를 밝히기가 어려우므로 장기적인 전향적 관찰연구가 더 적절한데, 최근 한 대규모의 노인 코호트 연구에서 난청이 인지장애의 독립된 위험인자로 보고되었다.14) 그러나 코호트 연구도 실행하기가 쉽지 않고 횡단적 연구와 마찬가지로 노화와 관련된 여러 가지 교란인자들을 완전히 조절할 수 없는 단점이 있다. 수명이 짧고 동종번식된 동물(inbred strain)을 이용한 연구에서는 유전적 동질성뿐만 아니라 같은 환경에서 사육되므로 교란인자가 적고, 조기 난청을 유발시킴으로써 공통원인설과 관련된 기전을 배제할 수 있다고 생각된다.
설치류에서 인지기능의 한 측면인 공간학습과 기억(spatial learning and memory)을 측정하는 행동검사장치로 모리스 수중미로(Morris water maze)15)와 방사상미로(radial maze)16)가 가장 많이 사용되고 있다. 특히 방사상미로는 개발된 이후로 연구자의 목적에 따라 다양한 형태로 발전되어 왔는데17) 장치 설계에 따라 학습의 공간적인 측면과 비공간적인 측면, 단기 기억(short-term memory)인 작업기억(working memory)과 장기 기억(long-term memory)인 참조기억(reference memory) 등을 검사할 수 있다.18,19) 가장 많이 사용되는 여덟 개의 가지를 가진 방사상미로(eight-arm radial maze)는 모든 가지에 미끼를 놓은(full-baited) 최초의 형태로부터 자유형(unconfined)과 구금형(confined) 등 여러 변형이 있고, 고정된 가지에만 미끼를 놓은 방사상미로(partially baited radial arm maze)에서는 작업기억과 참조기억을 동시에 검사할 수 있다는 장점이 있다.20,21)
저자들은 난청과 인지기능의 관련성 연구를 위해 검증된 소음성 난청 동물 모델을 활용한 실험을 계획하여 선행 연구를 통해 적합한 인지기능 평가도구를 개발하는 것을 일단계 목표로 하였다. 이에 본 실험에서는 생쥐의 공간학습과 기억력 평가에 적합한 방사상미로를 구축하고, 소음에 의한 난청 유발 직후 나타나는 미로수행능력, 즉 인지기능평가를 시행한 결과를 보고하고자 한다.

재료 및 방법

동물 및 실험설계
실험동물로는 동일한 조건에서 사육된 4주령의 수컷 C57BL/6(B6) 생쥐(13
~17 g) 28마리를 사용하였다(Orient Bio, Seongnam, Korea). 실험을 시작하기 전 청성뇌간반응검사를 실시하여 역치가 30 dB 미만으로 청력이 정상임을 확인하였다. 인지기능을 측정하기 위해 8개의 가지를 가진 자유형 방사상미로(unconfined eight-arm radial maze)를 제작하였다. 최초로 제작된 크기는 중앙플랫폼의 직경이 25 cm, 가지의 길이/폭/높이가 50/5/5 cm였고, 다음 실험을 위하여 25 cm 길이의 가지로 교체하였다. 모든 가지의 통로 끝 부분에는 안이 보이지 않으나 생쥐가 쉽게 먹이를 먹을 수 있는 낮은 컵을 두었다. 그중 4개에는 미끼(bait)로 보상먹이(food reward)인 해바라기씨를 넣었고 나머지 4개는 빈 컵으로 두었다(Fig. 1). 미로의 주변에는 공간 기억을 위한 시각적 단서를 주기 위해 일정한 위치에 사물들을 배치하였다. 첫 번째 실험에서 8마리는 50 cm 길이의 가지를 가진 방사상미로에서, 10마리는 25 cm의 미로에서 검사하였다. 두 번째 실험에서는 25 cm 미로에서 검사한 10마리의 생쥐들을 대조군으로 하고 새로운 10마리를 청력소실군으로 배정하였다. 이 실험군은 단기간에 청력소실을 유발시키기 위해 영구난청을 일으키는 소음을 이용하였다. 계획된 소음 노출이 끝난 직후 청력검사를 시행하고 25 cm 방사상미로에서 검사하였다. 전 실험과정은 본 기관의 동물실험위원회의 승인을 거쳐 국제윤리규정을 준수하여 진행되었다.

소음 노출 및 청력검사
소음 노출과 청력검사는 무선주파수가 차폐된 이중벽으로 된 생쥐용 방음실에서 시행되었다. 천정에 소음 발생기(Type 1027, Bruel & Kjær, Nærum, Denmark)가 부착된 아크릴 상자 안에 여덟 칸으로 나누어진 파이 모양의 철망 우리를 놓고 칸마다 생쥐를 한 마리씩 넣었다. 소음 수준은 저자들이 이전 연구에서 기술한 방법과 동일하게 측정되었다.22) 생쥐들은 110 dB SPL의 백색잡음에 하루 60분씩 14일 동안 노출되었다. 청각검사는 정상 청력을 선별하기 위해 실험을 시작하기 전 모든 생쥐에서 시행하였고 실험군에서는 소음 노출이 끝나고 24시간 후에 다시 시행하였다. Zolazepam-tiletamine(5 mg/kg)과 xylazine(5 mg/kg)을 복강내 주사하여 전신마취를 유도하고 청성뇌간반응검사(SmartEP with high-frequency transducers and high-frequency software version 2.33, Intelligent Hearing Systems, Miami, FL, USA)를 시행하였다. 스테인레스강 침전극을 두정부(활성전극)와 좌측 이개 하부(참조전극)의 진피 밑에 꽂고 0.1~3 kHz 대역필터로 설정된 전치증폭기에 연결하였다. 삽입이어폰을 통하여 클릭음(0.1 ms, 19.3/s)과 8, 16, 32 kHz의 단음(tone burst, 1.5 ms, 21.1/s)을 90 dB SPL부터 5~10 dB씩 감소시키며 각각 12 ms 동안 유발전위를 기록하고 256회를 평균하여 전형적인 청성뇌간반응파를 보이는 가장 낮은 자극음의 크기를 역치로 정하였다.

방사상 미로검사
미로검사는 체중조절(weight control), 순응(acclimatization), 습관화(habituation), 그리고 시도(trial)의 순서로 단계화하여 진행되었다. 체중조절은 5일간의 먹이 섭취량의 평균을 측정한 후 실험이 끝날 때까지 50%의 먹이(pellet)만을 제공하고 물은 자유롭게 섭취하도록 하여 저체중을 유지시켰다. 체중 조절 5일째부터 이틀간 미로에 순응시키기 위하여 모든 가지에 미끼를 놓지 않은 상태에서 한 마리씩 10분간 자유롭게 미로를 탐색하게 하였다. 체중조절 시작 후 7일째부터 3일 동안은 습관화 단계로서 모든 가지에 미끼를 놓고 시행하였다. 첫 날은 가지의 입구, 중간, 그리고 먹이 컵에 미끼를 흩어놓았고, 둘째날은 가지의 중간과 컵에, 셋째날은 컵에만 미끼를 놓았다. 다음날부터 5일 연속, 24시간 간격으로 1~5차 시도를 실시하였는데 고정된 위치의 네 개의 가지에 미끼가 놓인 미로를 자유롭게 탐색하게 한 후 먹이를 다 먹거나 또는 10분이 경과되면 바로 실험을 종료하고 미로에서 생쥐를 꺼냈다. 한 마리의 검사가 끝나면 미로 내의 후각 단서를 최소화하기 위해 알코올로 통로 바닥을 청소하였다. 모든 검사 과정은 고화질 캠코더로 녹화하여 컴퓨터에서 파일을 재생시켜 관찰하며 평가하였다. 인지기능을 추정하는 데 사용한 지표들은 다음과 같다: 1) 총 시도시간(total trial time, TT): 과제를 완수하는 데 걸린 시간, 즉 모든 보상먹이를 다 먹는 데 걸린 시간; 2) 잠복기(latency): 중앙플랫폼에 생쥐를 풀어놓은 순간부터 첫 번째 가지에 들어갈 때까지 걸린 시간; 3) 참조기억오류(reference memory error, RME): 미끼가 없는 가지에 잘못 들어갔거나 미끼가 있는 가지에 들어갔으나 먹지 않고 나온 횟수; 4) 작업기억오류(working memory error, WME): 미끼 유무에 관계없이 한 번 들어갔던 가지에 다시 들어간 횟수; 5) 정확도(correct entry ratio, CE ratio): 먹고 나온 횟수/가지에 들어간 모든 횟수. 생쥐의 두 앞발이 가지의 통로 중간 지점을 넘으면 들어간 것으로 간주하였다.

통계 분석
통계 분석은 유의수준 0.05에서 SPSS 18.0 통계프로그램(IBM corp., Armonk, NY, USA)을 이용하여 시행하였다. 방사상미로의 가지 길이에 따른 50 cm와 25 cm 두 군 간의 차이를 비교하기 위해 변수 TT, RME, WME, CE ratio에 대하여 각각 다섯 수준(1~5차 시도)의 반복측정분산분석을 시행하였고, 각각의 시도 시점에서 두 군 간의 변수값들을 비교하기 위해 Mann-Whitney 검사를 시행하였다. 25 cm 미로에서 대조군과 청력소실군 간의 차이를 비교하기 위해 변수 TT, latency, RME, WME, CE ratio에 대하여 각각 다섯 수준의 반복측정분산분석을 시행하였고, 각각의 시도 시점에서 두 군 간의 변수값들을 비교하기 위해 Mann-Whitney 검사를 시행하였다. 청성뇌간반응역치는 양측 귀가 동일하였으므로 대조군과 실험군에서 t test를 이용하여 우측 귀의 역치를 비교하였다.




50 cm 미로군과 25 cm 미로군에서 청성뇌간반응역치는 클릭음, 8, 16, 32 kHz 단음에서 유의한 차이가 없었다. 소음 자극을 준 청력소실군의 모든 생쥐에서 청력이 떨어졌으며 25 cm 미로에서 실험한 대조군과의 역치 차이는 통계적으로 유의하였다(Table 1).

방사상미로의 길이에 따른 미로검사 수행능력
50/25 cm 미로군에서 TT는 1일째(1차 시도) 360±75/168±47초, 2일째(2차 시도) 353±63/213±38초, 3일째(3차 시도) 345±68/121±22, 4일째(4차 시도) 349±64/132±20초, 5일째(5차 시도) 344±82/102±16초였다. 25 cm 군은 매차 TT가 더 짧고 하강의 학습곡선을 보인 반면 50 cm 군은 수평곡선으로 향상되지 않는 양상을 보였다. 그러나, 두 군 사이에 시간에 따른 전체적 효과는 통계적 유의성이 없었다. 각 시점에서 두 군을 비교한 결과 3~5차 시도에서 25 cm 미로군이 TT가 더 짧았다(각각 p=0.006, 0.003, 0.009)(Fig. 2A). RME는 50 cm/25 cm 미로군에서 1~5차 시도 각각 4.9±0.9/3.4±0.6, 4.1±0.4/3.7±0.3, 4.5±0.8/2.3±0.5(p=0.043), 5.0±0.8/3.1±0.4, 4.4±0.7/2.5±0.5였다. 매차 25 cm 군에서 더 적었고 시간에 따른 하강 추이를 보였으나 통계적으로 전체적 시간효과는 없었다. 3차 시도에서의 값이 25 cm 미로군에서 유의하게 낮았다(Fig. 2B). WME는 50 cm/25 cm 미로군에서 1~5차 시도 각각 10.8±3.4/3.9±2.6, 5.4±2.6/4.1±1.3, 6.5±2.8/1.5±1.0, 5.3±1.6/1.6±0.7(p=0.016), 4.5±1.8/1.0±0.6(p=0.034)으로 매차 25 cm 군에서 더 적었고, 4차와 5차 시도에서의 값은 통계적으로 유의하였다. WME는 두 군 모두 하강의 학습곡선을 보여 전체적인 시간효과가 있었으나(p=0.046) 시간과 군의 교호작용은 보이지 않았다(Fig. 2C). CE ratio도 두 군 모두 상승곡선을 보여 전체적인 시간효과가 있었으나(p=0.036) 시간과 군의 교호작용은 보이지 않았다. 50/25 cm 미로군에서 1~5차 시도의 CE ratio는 각각 0.30±0.08/0.48±0.06, 0.31±0.05/0.39±0.04, 0.37±0.07/0.62±0.08(p=0.05), 0.34±0.05/0.50±0.05, 0.38±0.06/0.60±0.07(p=0.05)로 매차 25 cm 군에서 더 높았고, 3차와 5차 시도에서의 값이 유의하였다(Fig. 2D).

급성 청력소실에 따른 미로검사 수행능력
TT는 대조군/청력소실군에서 1일째 168±47/162±50초, 2일째 213±38/110±15초, 3일째 121±21/102±11, 4일째 132±20/98±12초, 5일째 102±16/86±17초였고, 두 군 모두 하강곡선을 보이며 시간에 따른 전체적 효과가 있었으나(p=0.037) 시간과 군의 교호작용은 보이지 않았다. 각 시점에서 두 군을 비교한 결과 1~5차 시도 모두에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(Fig. 3A). 잠복기도 두 군 모두 하강곡선을 보여 전체적 시간효과가 있었으나(p=0.017) 시간과 군의 교호작용은 없었다. 대조군/청력소실군에서 1~5차 시도 각각 28.3±10.1/17.7±7.8, 10.3±2.3/6.7±1.2, 7.5±2.6/6.6±1.3, 8.5±2.4/5.5±1.2, 6.5±2.4/6.1±1.1초였고 각 시점에서 두 군 간의 유의한 차이는 보이지 않았다(Fig. 3B). RME는 대조군/청력소실군에서 1~5차 시도 각각 3.4±0.7/3.3±0.3, 3.7±0.3/2.7±0.5, 2.3±0.5/2.6±0.4, 3.1±0.4/2.4±0.4, 2.5±0.5/2.6±0.4였고, 전체적 시간효과는 보이지 않았다. RME 값은 모든 시도에서 군 간에 통계적 차이가 없었다(Fig. 3C). WME는 대조군/청력소실군에서 1~5차 시도 각각 3.9±2.6/1.7±0.9, 4.1±1.3/0.6±0.3(p=0.007), 1.5±1.0/0.7± 0.4, 1.6±0.7/1.2±0.4, 1.0±0.6/1.0±0.6으로 매차 청력소실군에서 더 낮았고, 2차 시도에서 통계적 유의성을 보였다. 대조군에서는 하강곡선을 보인 반면 청력소실군에서는 수평형으로 전체적인 시간효과는 통계적 유의성이 없었다(Fig. 3D). CE ratio는 대조군/청력소실군에서 1~5차 시도 각각 0.48±0.06/0.49±0.04, 0.39±0.04/0.59±0.06(p=0.015), 0.62±0.08/0.58±0.05, 0.50±0.05/0.57±0.05, 0.60±0.07/0.57±0.05였고, 2차 시도에서의 값이 청력소실군에서 유의하게 높았다. 전체적인 시간효과는 보이지 않았다(Fig. 3E).



저자들은 난청과 인지기능과의 연관성을 연구하기 위한 동물 모델을 구축하고자 본 실험에서 생쥐의 인지능력을 평가하는 방사상 미로검사 방법을 결정하고, 뇌 노화의 병태생리에 따르는 공통원인설2,10)을 배제하기 위하여 조기에 난청을 유발시켜 그 첫 단계로 난청 초기의 미로 수행능력을 평가하였다. 난청과 인지장애 사이의 관련성에 대해서는 아직 일치된 결론이 도출되지 않았고 자세한 기전도 밝혀져 있지 않지만, 만약 연관이 있다면 난청이 공통원인으로서 인지장애의 단순한 지표인지 아니면 위험인자인지를 구별하는 것은 치료 및 예방의 관점에서 중요한 쟁점이 될 수 있다. 이는 난청의 조기 재활이 인지장애의 예방이나 진행 속도를 늦추는 데 도움이 될 수 있기 때문이다.
본 실험에서 정상 청력을 가진 생쥐들이 소음 노출 후에는 클릭음과 단음에서 약 30 dB의 역치변동을 보여 난청이 유발되었다. 방사상미로의 통로 길이는 생쥐의 과제수행능력에 영향을 미치는 것으로 평가되었다. 총 시도시간, 참조기억오류, 작업기억오류, 정확도의 작업수행곡선 모두에서 25 cm 군이 매 시도마다 더 좋은 성적을 보였고 3~5차 시도에서는 통계적으로도 유의하였다. 이는 시도가 반복될수록 25 cm 미로에서는 수행능력이 점차 향상되고 50 cm 군과 격차가 벌어지는 것을 의미한다. 총 시도시간의 차이는 50 cm 미로의 통로 길이가 25 cm의 두 배이기 때문에 길어졌다고 단순히 추정하기는 어렵다. 다섯 차례의 시도 동안 두 미로 사이에 최소 140초, 최대 242초의 차이를 보인 것은 생쥐가 평상시 움직이는 속도로 보아 과도하게 큰 값이라고 생각되는데, 50 cm 통로 안에서는 생쥐가 움직이지 않고 중간에 머무르거나 통로 안에서 나오지 않고 왔다갔다 하는 데 많은 시간이 걸리는 것이 비디오 분석시에 관찰되었다. 또한 50 cm 미로에서 오류가 많이 발생한 것은 컵이 먼 곳에 위치하여 정확히 들어갔다가도 미끼를 먹지 않고 중간에 되돌아 나오는 경우가 많았기 때문이다. 이는 생쥐의 공포심이나 먹이를 탐색하는 습성과도 연관이 있을 것이라 추정된다. 이 결과로 보아 정상 생쥐에서도 반응속도가 느리고 오류가 많이 발생하는 미로는 정상과 비정상의 변별력이 떨어지므로 25 cm의 짧은 방사상미로가 생쥐의 인지기능평가에는 적합하다고 판정되었다.
난청과 인지기능을 연구한 동물실험은 많지 않다. Yu 등23)은 B6와 CBA 생쥐를 비교한 연구에서 같은 연령대에 노화성 난청이 더 심화된 B6가 CBA에 비해 수중미로에서의 작업수행능력이 떨어지고 해마(hippocampus)의 시냅스퇴화가 증가되어 있음을 보고하면서 두 군 간의 차이는 난청의 정도뿐이므로 난청에 동반되어 해마의 퇴화가 일어난다고 하였으나 다른 계통 간에 유전자적으로 존재할 수 있는 난청 이외의 원인 인자를 고려하지 않은 해석이라 생각된다. 따라서 본 실험에서는 소음성 난청과 노화성 난청에 취약한 B6 생쥐만을 대상으로 조기에 난청을 유발하여 장기간 추적관찰하는 실험을 고안하였다. 난청 초기의 방사상미로 작업수행곡선은 총 시도시간과 잠복기가 시간에 따라 감소하는 하강곡선을 보여 학습의 효과를 시사하였고 통계적으로도 유의하였으나 시점별로 대조군과 청력소실군 간의 차이는 없었다. 참조기억오류 수행곡선도 두 군에서 하강하는 경향을 보였으나 통계적 의의는 없었고 각 시점에서 유의한 차이가 없었다. 작업기억오류는 대조군에서 하강의 수행곡선을 보인 반면 청력소실군에서는 전 시도에서 수평형으로 낮은 값을 유지했으며 2차 시도에서 대조군에 비하여 통계적으로 유의하게 더 낮았다. 정확도의 수행곡선은 두 군에서 상승하는 경향을 보였으나 통계적 의의는 없었고 청력소실군이 2차 시도에서 유의하게 높은 점수를 받았다. Zekveld 등9)은 난청 환자에서 공간작업기억 과제(spatial working memory task) 수행시 탐색 전략의 효율성이 증가된 것을 보고하고 인지보상기전(cognitive compensatory mechanism)에 의해 작업기억이 향상된 것으로 추정하였는데 본 실험에서도 작업기억이 청력소실군에서 더 좋은 것으로 나와 이와 비슷한 결과를 보였으나 난청의 시기와 관계가 있는지 여부는 계속 추적관찰이 필요할 것이다.
본 연구에서는 생쥐에서 난청을 유발하기 위하여 소음을 사용하였기 때문에 초기에는 난청뿐만 아니라 소음 자체가 중추신경계에 미치는 효과도 간과할 수 없다. Kraus 등24)은 쥐에서 소음노출 후 학습과 기억에 중대한 역할을 담당하는 해마의 신경형성(neurogenesis)이 장기적으로 감소한다는 보고를 하였다. 소음과 인지기능을 다룬 동물실험들을 보면 쥐에서 충격성소음 노출 후 시간별로 시행한 수중미로검사에서 노출 후 30분과 3시간째에는 수행능력이 떨어지지만 6시간 이후에는 대조군과 차이가 없다는 결과를 보고하였고25) 또 다른 생쥐 연구에서는 1, 3, 6주 동안 중강도 소음 노출 후 수중미로검사를 시행한 실험군에서 시간의존방식으로 대조군에 비해 수행능력의 저하를 보였다고 보고하였다.26) 위 연구들의 단점은 소음에 의한 역치변동을 측정하지 않아서 청력을 고려하지 않았다는 점인데, 저자들은 소음의 효과를 가능하면 배제하기 위하여 24시간 이후에 미로검사를 시행하였다.
본 연구에서 대조군과 실험군 사이의 미로검사 결과가 전체적으로 차이가 없고 오히려 작업기억은 다소 향상된 이유를 다음과 같이 추정하였다. 첫째, 언어가 없는 생쥐에서 청각과 인지장애를 잇는 기전을 인지부하설보다는 감각차단설로 가정한다면 급성 청력감소가 공간학습과 기억을 담당하는 중추신경계에 아직 시간적으로 큰 영향을 주지 못하여 퇴화가 진행되지 않았다. 둘째, 와우핵으로부터 섬유속(lemniscal), 또는 비섬유속 경로(non-lemniscal pathway)를 통해 해마로 전달되는 청각정보가 감소함으로 인하여 초기에 일시적인 중추보상이 일어났다.9,27) 셋째, 방사상미로의 특성과도 연관이 있을 것이다. 수중미로와 방사상미로는 스트레스 수준과 과제의 동기부여(motivation)가 달라서 대조군과 실험군의 점수 격차에 차이가 있을 수 있다. 보상먹이를 놓치는 것은 심하게 굶주린 상태가 아니면 생쥐에게 큰 불이익을 초래하지 않으나 물 속에서 안전한 플랫폼을 찾지 못하면 생명이 위험할 수도 있기 때문에 이러한 강화인자의 차이는 실험대상의 학습속도, 전략, 정확도에 영향을 준다. 즉, 방사상미로에서는 정상과 장애 생쥐 모두 학습이 느리기 때문에 시공간 정보처리에 결함을 가진 생쥐라도 다른 공간 전략을 사용할 수 있는 시간을 벌어 경도의 인지장애가 가려질 수 있지만, 수중미로에서는 정상 생쥐의 빠른 학습속도가 장애 생쥐의 결함을 더 쉽게 노출시킬 수 있다는 것이다. 단, 수중미로는 인지 기전과 상관없는 스트레스, 공포, 불안 등이 심각한 교란인자가 될 수도 있는 단점이 있다.17)
요약하면, 생쥐에서 인지기능을 측정하기 위한 방사상미로는 통로의 길이가 25 cm인 것이 과제수행에 적합함이 확인되었다. 1개월령의 생쥐에서 급성 청력소실 24시간 후 미로검사를 시행한 결과, 과제를 완수하는 데 걸린 시간과 잠복기는 대조군과 같은 하강형 학습곡선을 보였으며, 작업기억오류는 예상밖으로 대조군보다 다소 적은 경향을 보였다. 향후 본 연구를 통해 구축된 방사상미로를 활용한 장기적인 추적관찰을 통해 난청이 인지기능에 미치는 영향과 그 기전에 대해서도 연구해 나갈 계획이다.


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