Una compleja tarea de buceo para la alimentación para investigar la organización social y las interacciones en ratas

Summary

Este protocolo describe un método de examen de la jerarquía social en un modelo de rata. Las ratas realizan una compleja tarea de buceo para comer en la que forman una jerarquía distinta de acuerdo con su disposición a sumergirse bajo el agua y nadar para obtener un pellet de comida. Este método se utiliza para entender la toma de decisiones y las relaciones sociales entre animales altamente sociales en grupos pequeños.

Abstract

Para muchas especies, donde el estatus es un motivador vital que puede afectar la salud, las jerarquías sociales influyen en el comportamiento. Las jerarquías sociales que incluyen relaciones dominantes-sumisas son comunes tanto en las sociedades animales como en las humanas. Estas relaciones pueden verse afectadas por interacciones con otros y con su entorno, lo que dificulta su análisis en un estudio controlado. Más que una simple jerarquía de dominio, esta formación tiene una presentación complicada que permite a las ratas evitar la agresión. El estatus puede ser estancado o mutable, y resulta en estratificaciones sociales complejas. Aquí describimos una compleja tarea de buceo por comida para investigar la jerarquía social de roedores y las interacciones conductuales. Este modelo animal puede permitirnos evaluar la relación entre una amplia gama de enfermedades mentales y la organización social, así como estudiar la eficacia de la terapia sobre la disfunción social.

Introduction

Las ratas son animales altamente sociales, lo que las convierte en un modelo ideal para entender el comportamiento social y cómo se relaciona con la toma de decisiones. Las ratas se dividen en grupos jerárquicos basados en relaciones dominantes y sumisas. Las ratas pueden ser entrenadas para tareas que expresan cooperación, gestión de riesgos, comportamiento engañoso y comportamientos que cambian dependiendo de las decisiones de otras ratas^1,2. Los estudios con modelos de ratas que expresan estos comportamientos resultan útiles para entender la estructura social y su relación con la toma de decisiones con relevancia para la psicología humana.

Como recurso necesario, el acceso a la alimentación es una de las principales razones de organización social entre las ratas^3. Se han observado ratas ingenuas que participan en la interacción social y la diferenciación en situaciones en las que el acceso a los alimentos era limitado^{1,2,4,5,6,7,8.} En un estudio, las ratas adultas debían cruzar un túnel bajo el agua para acceder a la comida y luego traer la comida de vuelta a través del túnel a la jaula^9. Las ratas individuales dentro de cada grupo pudieron ser categorizadas de acuerdo con su método de obtención de alimentos. Han surgido dos perfiles de comportamiento: los primeros son los “portadores”, que se sumergen y nadan bajo el agua hasta el alimentador, obtienen un perdigón y sostienen el pellet en su boca mientras nadan de vuelta a la jaula. El segundo grupo son los “no portadores”, que no bucean y obtienen alimentos sólo robando a los transportistas. En grupos de seis ratas, aproximadamente la mitad eran portadoras y la otra mitad no^9. Se observó que todas las ratas eran portadoras cuando fueron entrenadas individualmente en el aparato de buceo^10.

Tareas similares de comportamiento animal implican competencia por alimentos o espacio y se han empleado con pollos^11,roedores^12,13,14,15,y cerdos^16. En la prueba de tubo, dos ratones son enviados a través de un tubo estrecho desde extremos opuestos, con un ratón necesariamente cediendo el derecho de paso al otro. Esta prueba ayuda a medir el dominio social^17,18,19. Una prueba de comportamiento conocida como la prueba de punto caliente hace que los ratones compitan por una posición en un pequeño punto cálido en una jaula fría^19,20.

Una tarea posterior de buceo por comida que es más compleja permite a las ratas portadoras tener acceso a una segunda jaula, lejos de los no portadores, donde podrían consumir sus alimentos por separado⁴. En este protocolo, presentamos una tarea de buceo para alimentos como un modelo alternativo para la jerarquía social y el comportamiento en ratas. Esta tarea de buceo para comer proporciona un método para que las ratas eviten los grupos sociales de la jaula principal y, por lo tanto, escapen de la agresión y las interacciones sociales de otras ratas. Esta tarea introduce la opción de evitar el comportamiento social en ratas que puede dilucidar nuestra comprensión de la agresión social.

El funcionamiento social, que describe la capacidad de participar en roles sociales normales, puede verse afectado por condiciones como la depresión^3. Las personas deprimidas a menudo luchan con el desempleo, tienen pocos contactos sociales y apenas participan en actividades de ocio^3. El tratamiento eficaz de la depresión a menudo se mide mediante la mejora de la función social e interpersonal^21. Los tratamientos antidepresivos, sin embargo, varían en su eficacia en el tratamiento de deterioros en el funcionamiento social relacionados con la depresión^3.

En esta metodología, inducimos una condición depresiva en ratas a través de la prueba de estrés crónico y evaluamos el nivel de anhedonia de las ratas, una de las características de un estado similar a la depresión, con una prueba de preferencia por sacarosa. Las ratas anedónicas, así como las ratas anedónicas a las que se les administraron antidepresivos, fueron monitoreadas a través de la tarea de buceo para comer en comparación con un grupo de control.

Las tareas de buceo por alimentos antes mencionadas se asemejan a pruebas de competencia alimentaria que a menudo utilizan sólo un par de animales o una dicotomía como punto de comparación, como portadores y no portadores y un único análisis que compara la presentación con el dominio^15,17,22. Nuestro método define interacciones más complejas entre las ratas a través de divisiones en múltiples tipos de comportamiento, incluyendo: portadores y no portadores, aquellos que luchan por la comida y los que no, y ratas que comparten alimentos o van a jaulas separadas. Creemos que este protocolo es el único tipo que utiliza una jerarquía para evaluar una estructura compleja de interacción social en un grupo de animales, en lugar de en parejas. Será útil para los estudios que prueban el dominio basado en la preferencia alimentaria, así como estudios que tienen como objetivo aclarar relaciones más jerárquicas que no se limitan a un modelo dominante-sumiso.

En este protocolo, describimos en detalle la compleja tarea de buceo para alimentos para investigar la organización social y las interacciones en ratas con cambios en el comportamiento individual, particularmente después del desarrollo de la anhedonia. Este modelo animal también se puede utilizar para estudiar otras condiciones psiquiátricas asociadas con cambios en el comportamiento social y la jerarquía.

Protocol

Los experimentos se llevaron a cabo de conformidad con las recomendaciones de las Declaraciones de Helsinki y Tokio y las Directrices para el uso de animales experimentales de la Comunidad Europea. Los experimentos fueron aprobados por el Comité de Cuidado animal de la Universidad Ben-Gurion del Negev. El código de autorización para este experimento era IL-55-8-12. 1. Preparación de ratas Obtenga la aprobación para experimentos del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Anima…

Representative Results

Cambios en el peso corporalUn ANOVA unidireccional no mostró ninguna diferencia en los cambios en el peso corporal entre grupos experimentales durante los 21 días de la tarea de buceo por comida. De los días 2 al 21, hubo cambios en el peso corporal para los 3 grupos (p<0.01, Tabla 1). Prueba de preferencia de sacarosaAl inicio del experimento (día 0), no hubo diferencia en el porcentaje de preferencia por sacarosa entre el grupo e…

Discussion

Las jerarquías sociales determinan el comportamiento de muchas especies, incluidos los seres humanos, y a menudo se definen por relaciones basadas en la agresión y la sumisión. Estas relaciones a menudo dependen de factores ambientales adicionales a las estructuras sociales^35. Las formaciones sociales basadas en el dominio y la sumisión son multifacéticas^36,37. Entre los seres humanos, la agresión se describe como consistente en comp…

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