Uma complexa tarefa de mergulho por comida para investigar organização social e interações em ratos

Summary

Este protocolo descreve um método de examinar a hierarquia social em um modelo de rato. Os ratos realizam uma complexa tarefa de mergulho por comida na qual formam uma hierarquia distinta de acordo com sua vontade de mergulhar debaixo d’água e nadar para obter uma pelota de comida. Este método é utilizado para compreender a tomada de decisão e as relações sociais entre animais altamente sociais em pequenos grupos.

Abstract

Para muitas espécies, onde o status é um motivador vital que pode afetar a saúde, hierarquias sociais influenciam o comportamento. Hierarquias sociais que incluem relações dominantes submissas são comuns tanto nas sociedades animal quanto humana. Essas relações podem ser afetadas por interações com os outros e com seu ambiente, dificultando a análise em um estudo controlado. Em vez de uma hierarquia de dominação simples, essa formação tem uma apresentação complicada que permite aos ratos evitar agressões. O status pode ser estagnado ou mutável, e resulta em estratificações sociais complexas. Aqui descrevemos uma complexa tarefa de mergulho por alimento para investigar a hierarquia social dos roedores e as interações comportamentais. Esse modelo animal pode nos permitir avaliar a relação entre uma ampla gama de doenças mentais e organização social, bem como estudar a eficácia da terapia sobre disfunção social.

Introduction

Os ratos são animais altamente sociais, tornando-os um modelo ideal para entender o comportamento social e como ele se relaciona com a tomada de decisões. Os ratos se dividem em grupos hierárquicos baseados em relações dominantes e submissas. Os ratos podem ser treinados para tarefas que expressam cooperação, gerenciamento de riscos, comportamento enganoso e comportamentos que mudam dependendo das decisões de outros ratos^1,2. Estudos com modelos de ratos expressando esses comportamentos se mostram úteis na compreensão da estrutura social e sua relação com a tomada de decisão com relevância para a psicologia humana.

Como recurso necessário, o acesso aos alimentos é uma das principais razões para a organização social entre os ratos³. Ratos ingênuos têm sido observados engajando-se na interação social e diferenciação em situações em que o acesso à alimentação foi limitado^{1,2,4,5,6,7,8}. Em um estudo, ratos adultos foram obrigados a atravessar um túnel debaixo d’água para acessar a comida e, em seguida, trazer a comida de volta através do túnel para a gaiola⁹. Os ratos individuais de cada grupo puderam ser categorizados de acordo com seu método de obtenção de alimentos. Dois perfis comportamentais surgiram: os primeiros são os “portadores”, que mergulham e nadam debaixo d’água até o alimentador, obtêm uma pelota e seguram a pelota em sua boca enquanto nadam de volta para a gaiola. O segundo grupo são os “não transportadores”, que não mergulham e obtêm alimentos apenas roubando dos transportadores. Em grupos de seis ratos, aproximadamente metade eram portadores e a outra metade não era⁹. Todos os ratos foram observados como portadores quando foram treinados individualmente no aparelho de mergulho¹⁰.

Tarefas comportamentais animais semelhantes envolvem competição por comida ou espaço e foram empregadas com galinhas¹¹, roedores^12,13,14,15e suínos¹⁶. No teste do tubo, dois ratos são enviados através de um tubo estreito de extremidades opostas, com um rato necessariamente cedendo direito de caminho para o outro. Este teste auxilia na medição da dominação social^17,18,19. Um teste comportamental chamado de teste de ponto quente tem ratos competindo por uma posição em um pequeno ponto quente em uma gaiola fria de outra forma^19,20.

Uma tarefa subsequente de mergulho por alimento mais complexa permite que ratos portadores tenham acesso a uma segunda gaiola, longe de não portadores, onde poderiam consumir seus alimentos separadamente⁴. Neste protocolo, apresentamos uma tarefa de mergulho por comida como modelo alternativo para a hierarquia social e o comportamento em ratos. Esta tarefa de mergulho por comida fornece um método para os ratos evitarem os grupos sociais da gaiola principal e, portanto, escaparem da agressão e das interações sociais de outros ratos. Essa tarefa introduz a opção de comportamento social evitado em ratos que possam elucidar nossa compreensão da agressão social.

O funcionamento social, que descreve a capacidade de se envolver em papéis sociais normais, pode ser afetado por condições como a depressão³. Indivíduos deprimidos muitas vezes lutam contra o desemprego, têm poucos contatos sociais e dificilmente se envolvem em atividades de lazer³. O tratamento eficaz da depressão é frequentemente medido pela melhoria da função social e interpessoal²¹. Os tratamentos antidepressivos, no entanto, variam em sua eficácia no tratamento de deficiências no funcionamento social relacionadas à depressão³.

Nesta metodologia, induzimos uma condição depressiva em ratos através do teste de Estresse Crônico e avaliamos o nível de anedonia dos ratos, uma das características de um estado semelhante à depressão, com um teste de preferência de sacarose. Ratos anedônicos, bem como ratos anedônicos que eram administrados antidepressivos, foram monitorados através da tarefa de mergulho por alimento em comparação com um grupo controle.

As tarefas de mergulho por alimentos mencionadas anteriormente se assemelham a testes de competição alimentar que muitas vezes usam apenas um par de animais ou uma dicotomia como ponto de comparação, como portadores e não portadores e uma única análise que compara a submissão ao domínio^15,17,22. Nosso método define interações mais complexas entre ratos através de divisões em múltiplos tipos de comportamento, incluindo: portadores e não portadores, aqueles que lutam por comida e aqueles que não o fazem, e ratos que compartilham alimentos ou vão para gaiolas separadas. Acreditamos que este protocolo é o único tipo que utiliza uma hierarquia para avaliar uma complexa estrutura de interação social em um grupo de animais, e não em pares. Será útil para estudos que testam a dominância com base na preferência alimentar, bem como estudos que visam esclarecer relações mais hierárquicas que não se limitam a um modelo dominante-submisso.

Neste protocolo, descrevemos detalhadamente a complexa tarefa de mergulho por alimento para investigar a organização social e as interações em ratos com mudanças no comportamento individual, particularmente após o desenvolvimento da anedonia. Esse modelo animal também pode ser utilizado para estudar outras condições psiquiátricas associadas a mudanças no comportamento social e na hierarquia.

Protocol

Os experimentos foram realizados de acordo com as recomendações das Declarações de Helsinque e Tóquio e as Diretrizes para o Uso de Animais Experimentais da Comunidade Europeia. Os experimentos foram aprovados pelo Comitê de Cuidados Com Animais da Universidade Ben-Gurion do Negev. O código de autorização para este experimento era IL-55-8-12. 1. Preparação de ratos Obter aprovação para experimentos do Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC). …

Representative Results

Mudanças de peso corporalA ANOVA unidirecional não mostrou diferenças nas mudanças no peso corporal entre grupos experimentais durante os 21 dias da tarefa de mergulho por alimento. Dos dias 2 a 21, houve mudanças no peso corporal para todos os 3 grupos (p<0,01, Tabela 1). Teste de preferência de sacaroseNo início do experimento (dia 0), não houve diferença no percentual de preferência por sacarose entre o grupo experimental …

Discussion

Hierarquias sociais determinam o comportamento de muitas espécies, incluindo os humanos, e são muitas vezes definidas por relações baseadas em agressão e submissão. Essas relações muitas vezes dependem de fatores ambientais em adicional às estruturas sociais³⁵. As formações sociais baseadas no domínio e submissão são multifacetadas^36,37. Entre os seres humanos, a agressão é descrita como constituída por comportamentos que …

Materials

Alcohol	Pharmacy		99% pharmaceutical alcohol diluted to 5% and used for cleaning the open field test box before the introduction of each rat
Bottles	Techniplast	ACBT0262SU	150 mL bottles filled with 100 mL of water and 100 mL of 1% (w/v) sucrose solution
Equipment for Diving for Food Task (Plexiglas)	self made in Ben Gurion University of Negev		Two cages (50 x 50 x 50 cm) to an aquarium (130 x 35 x 50 cm) via tunnels
Imipramine hydrochloride	SIGMA	Lot# SLBB9914V	(Tricyclic antidepressant) 20 mg/kg intraperitoneally once per day for 3 weeks
Purina Chow	Purina	5001	Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical researc for over 5
Rat Cages	Techniplast	2000P	Conventional housing for rodents. Was used for housing rats throughout the experiment
Video Camera	Canon		Digital video camera for high definition recording of rat behavior under plus maze test