モリス水上航行任務

モリス水ナビゲーション課題は、モリス水迷路（水迷路と混同しないように）としても知られ、主にげっ歯類で用いられる行動手順である。空間学習と記憶を研究するために行動神経科学で広く用いられている。^[1]これにより、学習、記憶、空間作業を非常に正確に研究することができ、脳の特定の皮質領域の損傷を評価するためにも使用できる。^{[1] [2]}神経科学者は、神経認知障害が空間学習に及ぼす影響と神経治療の可能性を測定したり、記憶に関係する脳領域の損傷の影響を試験したり、年齢が認知機能と空間学習にどのように影響するかを研究したりするためにこの課題を用いている。^{[1] [3]}この課題は、薬物乱用、神経系、神経伝達物質、脳の発達を研究するためのツールとしても用いられている。^{[4] [5]}

モリス水中ナビゲーション課題の基本的な手順は、ラットを大きな円形のプールに入れ、さまざまな手がかりを使って水から脱出できる目に見えない、または見えるプラットフォームを見つけることです。^{[3] [6]}ラットの成績には、性別、育った環境、薬物への曝露など、多くの要因が影響します。^[4]ラットが迷路から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到達する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っ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点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パラダイムがあり、さまざまな認知機能を調べることができます。^[8]特に、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、認知の柔軟性を評価できます。 ^[9]

モリス水中ナビゲーション課題は、放射状迷路の代替として、1981年にリチャード・G・モリス（当時はセントアンドリュース大学に在籍）によって考案されました。 ^{[10]このテストは、空間学習とそれが他の形式の}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]もともとラット（現在ではマウスの方が一般的）をオープンプールに入れ、2～14日間、1日最大6回の試行で脱出までの待ち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、いくつかの変数が使用されます。たとえば、「プローブ試行」では、被験者が「ターゲット象限」（隠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、隠れたプラットフォームの位置を変更したり、プラットフォームに到達する前にプールで泳いだ距離を測定したりします。^[12]長年にわたり、このテストのさまざまなバージョンが、大量の変数を使用して実行されてきました。例えば、神経科学者は性別、体重、体力、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、研究者はこれらの変数を一定に保たない限り結論を導き出すことができません。^[1]このタスクの歴史を通じて、さまざまなサイズのプールが使用されてきましたが、これはテストの結果に大きな影響を与えないことが示されています。^[13]このタスクの初期のバージョンでは、研究者は脱出までの待ち時間のみを計測していましたが、現在ではビデオ追跡デバイスを使用して、脱出経路、各象限で過ごした時間、プール内を移動した距離を測定するのが一般的です。^[14]

モリスの最初の実験では、装置は直径1.30メートル、高さ0.60メートルの大きな円形のプールでした。最初の実験の目的は、空間学習には局所的な手がかりの存在は必要ないことを示すことでした。つまり、ラットは聴覚、視覚、嗅覚の手がかりがなくても物体の位置を学習できるということです。^[15]

学習の最も初期の尺度は逃避潜時、つまり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、この尺度は遊泳速度によって混乱し、これは必ずしも認知的要因ではない。また、起点とプラットフォーム間の経路長は空間学習とより密接に関係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、遊泳開始地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を計測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験中に測定される。すなわち、逃避プラットフォームを取り除いて、マウスまたはラットに一定時間（多くの場合60秒）プラットフォームを探索させる。測定される変数は、象限内の時間と経路長、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である。

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、運動制御、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は左か右（または東か西）の2者択一の決定のみを求められます。一方、モリス水中ナビゲーション課題では、動物はどこに行くかを継続的に決定する必要があります。^[11]この課題が人気を博したもう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、冷たい水が嫌いです（マウスは単にどんな温度の水も嫌います）ので、この課題を実行するために、餌の制限や電気ショックによる動機付けが必要ないということです。^[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になります。^[14]また、装置のセットアップとコストは比較的低くなっています。^[14]

プローブ試験でターゲット象限のプラットフォームを探す時間が短縮された場合、これはラットの空間記憶が損なわれている直接的な証拠と見なされます。しかし、多くの場合、プラットフォームを探すのに長い時間がかかったり、ターゲット象限で探さなかったりする理由は、ラットの空間記憶への影響とは関係がなく、実際には他の要因によるものです。マウスのパフォーマンスに関する大規模な研究では、パフォーマンススコアの変動のほぼ半分が、動物がプールの壁の近くに留まる傾向である接触走性の違いによるものであると結論付けられました。変動の約20％は、実験者に「救出される」までマウスが受動的に水中に浮かぶ傾向の違いによって説明されました。空間記憶の違いは3番目の要因にすぎず、動物のパフォーマンスの変動のわずか13％を説明しました。^[16]

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