Een complexe duik-voor-voedsel taak om sociale organisatie en interacties bij ratten te onderzoeken

Summary

Dit protocol beschrijft een methode om sociale hiërarchie in een rattenmodel te onderzoeken. Ratten voeren een complexe duik-voor-voedsel-taak uit waarin ze een aparte hiërarchie vormen op basis van hun bereidheid om onder water te duiken en te zwemmen om een voedselkorrel te verkrijgen. Deze methode wordt gebruikt om besluitvorming en sociale relaties tussen zeer sociale dieren in kleine groepen te begrijpen.

Abstract

Voor veel soorten, waar status een vitale motivator is die de gezondheid kan beïnvloeden, beïnvloeden sociale hiërarchieën gedrag. Sociale hiërarchieën die dominant-onderdanige relaties omvatten, komen veel voor in zowel dierlijke als menselijke samenlevingen. Deze relaties kunnen worden beïnvloed door interacties met anderen en met hun omgeving, waardoor ze moeilijk te analyseren zijn in een gecontroleerde studie. In plaats van een eenvoudige dominantiehiërarchie heeft deze formatie een gecompliceerde presentatie waarmee ratten agressie kunnen vermijden. Status kan stagneren of mutable zijn, en resulteert in complexe maatschappelijke gelaagdheid. Hier beschrijven we een complexe duik-voor-voedsel taak om de sociale hiërarchie en gedragsinteracties van knaagdieren te onderzoeken. Dit diermodel kan ons in staat stellen om de relatie tussen een breed scala aan psychische aandoeningen en sociale organisatie te beoordelen, evenals om de effectiviteit van therapie op sociale disfunctie te bestuderen.

Introduction

Ratten zijn zeer sociale dieren, waardoor ze een ideaal model zijn voor het begrijpen van sociaal gedrag en hoe het zich verhoudt tot besluitvorming. Ratten verdelen zich in hiërarchische groepen op basis van dominante en onderdanige relaties. Ratten kunnen worden getraind voor taken die samenwerking, risicobeheer, misleidend gedrag en gedrag uitdrukken die veranderen afhankelijk van de beslissingen van andere ratten^1,2. Studies met rattenmodellen die dit gedrag uitdrukken, blijken nuttig te zijn bij het begrijpen van de sociale structuur en de relatie met besluitvorming met relevantie voor de menselijke psychologie.

Als noodzakelijke hulpbron is toegang tot voedsel een belangrijke reden voor sociale organisatie onder ratten³. Naïeve ratten zijn waargenomen die sociale interactie en differentiatie hebben in situaties waarin de toegang tot voedsel beperkt was^{1,2,4,5,6,7,8}. In een studie moesten volwassen ratten een tunnel onder water oversteken om toegang te krijgen tot het voedsel en vervolgens het voedsel via de tunnel terug naar de kooi^{brengen 9}. Individuele ratten binnen elke groep konden worden gecategoriseerd volgens hun methode om voedsel te verkrijgen. Er zijn twee gedragsprofielen naar voren gekomen: de eerste zijn de “dragers”, die naar beneden duiken en onder water naar de feeder zwemmen, een pellet verkrijgen en de pellet in zijn mond houden terwijl ze terugzwemmen naar de kooi. De tweede groep zijn de “niet-dragers”, die niet duiken en alleen voedsel verkrijgen door van de dragers te stelen. In groepen van zes ratten was ongeveer de ene helft drager en de andere helft niet⁹. Alle ratten werden waargenomen als dragers wanneer ze individueel werden getraind in het duikapparaat¹⁰.

Vergelijkbare gedragstaken van dieren omvatten concurrentie voor voedsel of ruimte en zijn gebruikt met kippen¹¹, knaagdieren^12,13,14,15en varkens¹⁶. In de buistest worden twee muizen van tegenovergestelde uiteinden door een smalle buis gestuurd, waarbij de ene muis noodzakelijkerwijs recht van weg naar de andere afgestaan is. Deze test helpt bij het meten van sociale dominantie^17,18,19. Een gedragstest die de warmespottest wordt^genoemd,laat muizen strijden om een positie op een kleine warme plek in een verder koude kooi¹⁹,²⁰.

Een daaropvolgende duik-voor-voedsel-taak die complexer is, stelt dragerratten in staat om toegang te krijgen tot een tweede kooi, weg van niet-dragers, waar ze hun voedsel afzonderlijk kunnen consumeren⁴. In dit protocol presenteren we een duik-voor-voedsel-taak als een alternatief model voor sociale hiërarchie en gedrag bij ratten. Deze duik-voor-voedsel taak biedt een methode voor ratten om de sociale groepen van de hoofdkooi te vermijden en daarom te ontsnappen aan agressie en de sociale interacties van andere ratten. Deze taak introduceert de mogelijkheid van vermijdbaar sociaal gedrag bij ratten dat ons begrip van sociale agressie kan verduidelijken.

Sociaal functioneren, dat het vermogen beschrijft om normale sociale rollen te vervullen, kan worden beïnvloed door aandoeningen zoals depressie³. Depressieve personen worstelen vaak met werkloosheid, hebben weinig sociale contacten en houden zich nauwelijks bezig met vrijetijdsbesteding³. Effectieve behandeling van depressie wordt vaak gemeten door verbetering van de sociale en interpersoonlijke functie²¹. Antidepressiva behandelingen variëren echter in hun werkzaamheid bij de behandeling van beperkingen in sociaal functioneren gerelateerd aan depressie³.

In deze methodologie hebben we een depressieve aandoening bij ratten geïnduceerd door middel van de Chronische Stress-test en hebben we het niveau van anhedonia van de ratten geëvalueerd, een van de kenmerken van een depressie-achtige toestand, met een sucrose-voorkeurstest. Anhedonische ratten, evenals anhedonische ratten die antidepressiva kregen toegediend, werden gecontroleerd door middel van de duik-voor-voedsel-taak in vergelijking met een controlegroep.

De eerder genoemde duik-voor-voedseltaken lijken op voedselconcurrentietests die vaak slechts één paar dieren of één tweedeling als vergelijkingspunt gebruiken, zoals dragers en niet-dragers , en een enkele analyse die de indiening vergelijkt met dominantie^15,17,22. Onze methode definieert complexere interacties tussen ratten door middel van verdelingen in meerdere soorten gedrag, waaronder: dragers en niet-dragers, degenen die vechten voor voedsel en degenen die dat niet doen, en ratten die voedsel delen of naar aparte kooien gaan. Wij zijn van mening dat dit protocol het enige type is dat een hiërarchie gebruikt om een complexe structuur van sociale interactie in een groep dieren te beoordelen, in plaats van in paren. Het zal nuttig zijn voor studies die dominantie testen op basis van voedselvoorkeur, evenals studies die gericht zijn op het verduidelijken van meer hiërarchische relaties die niet beperkt zijn tot een dominant-onderdanig model.

In dit protocol beschrijven we in detail de complexe duik-voor-voedsel-taak om sociale organisatie en interacties bij ratten te onderzoeken met veranderingen in individueel gedrag, vooral na de ontwikkeling van anhedonia. Dit diermodel kan ook worden gebruikt om andere psychiatrische aandoeningen te bestuderen die verband houden met veranderingen in sociaal gedrag en hiërarchie.

Protocol

De experimenten zijn uitgevoerd in overeenstemming met de aanbevelingen van de verklaringen van Helsinki en Tokio en de richtsnoeren voor het gebruik van proefdieren van de Europese Gemeenschap. De experimenten werden goedgekeurd door de Animal Care Committee van de Ben-Gurion University of the Negev. De autorisatiecode voor dit experiment was IL-55-8-12. 1. Rattenpreparaat Goedkeuring voor experimenten verkrijgen van het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). <li…

Representative Results

Veranderingen in lichaamsgewichtEen eenrichtings ANOVA vertoonde geen verschillen in veranderingen in lichaamsgewicht tussen experimentele groepen gedurende de 21 dagen van de duik-voor-voedsel-taak. Van dag 2 tot en met 21 waren er veranderingen in lichaamsgewicht voor alle 3 groepen (p<0.01, tabel 1). Sucrose voorkeurstestAan het begin van het experiment (dag 0) was er geen verschil in het percentage sacharosevoorkeur tussen de exper…

Discussion

Sociale hiërarchieën bepalen het gedrag van veel soorten, waaronder mensen, en worden vaak gedefinieerd door relaties op basis van agressie en onderwerping. Deze relaties zijn vaak afhankelijk van omgevingsfactoren naast sociale structuren³⁵. Sociale formaties op basis van dominantie en onderwerping zijn veelzijdig^36,37. Onder mensen wordt agressie beschreven als bestaande uit gedrag variërend van niet-fysiek pesten tot oorlog en geweld…

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