הערכה של הטיית שיפוט עכברים באמצעות משימת חפירת חוש הריח
Summary
מאמר זה מספק תיאור מפורט של פרוטוקול הטיית שיפוט עכברים חדשני. כמו כן, מוכחות עדויות לרגישותה של משימת חפירת חוש הריח למצב רגשי, ותועלתה נדונה בתחומי מחקר מגוונים.
Abstract
הטיות שיפוט (JB) הן הבדלים באופן שבו אנשים במצבים רגשיים/רגשיים חיוביים ושליליים מפרשים מידע מעורפל. תופעה זו נצפתה זה מכבר בבני אדם, כאשר אנשים במצבים חיוביים מגיבים לעמימות ‘באופן אופטימי’ ואלה במצבים שליליים מראים במקום זאת ‘פסימיות’. חוקרים שמטרתם להעריך השפעה על בעלי חיים ניצלו את התגובות הדיפרנציאליות הללו, ופיתחו משימות להערכת הטיית שיפוט כאינדיקטור למצב רגשי. משימות אלה הופכות פופולריות יותר ויותר במינים ובתחומי מחקר מגוונים. עם זאת, עבור עכברי מעבדה, בעלי החוליות הנפוצים ביותר במחקר ומין שהסתמך עליו במידה רבה כדי ליצור מודלים של הפרעות רגשיות, רק משימת JB אחת אומתה בהצלחה כרגישה לשינויים במצב הרגשי. כאן, אנו מספקים תיאור מפורט של משימת מורין JB חדשנית זו, וראיות לרגישותה להשפעה על העכבר. למרות שחידודים עדיין נחוצים, הערכה של עכבר JB פותחת את הדלת לענות הן על שאלות מעשיות הנוגעות לרווחת העכברים, והן על שאלות יסוד על ההשפעה של מצב רגשי במחקר התרגום.
Introduction
מדידת הטיית שיפוט מווסתת רגשית (להלן JB) הוכיחה את עצמה ככלי שימושי לחקר המצבים הרגשיים של בעלי חיים. גישה חדשנית זו שאולה מהפסיכולוגיה האנושית מכיוון שבני אדם חווים מצבים רגשיים חיוביים או שליליים (רגשות ומצבי רוח ארוכי טווח) מדגימים באופן אמין הבדלים באופן שבו הם מעבדים מידע 1,2,3. לדוגמה, בני אדם החווים חרדה או דיכאון עשויים לפרש הבעות פנים ניטרליות כשליליות, או משפטים ניטרליים כמאיימיםעל 4,5. סביר להניח שלהטיות אלה יש ערך אדפטיבי ולכן הן נשמרות על פני מינים 6,7. חוקרים שמטרתם להעריך השפעה על בעלי חיים ניצלו בחוכמה את התופעה הזו, תוך שהם מפעילים את האופטימיות כציפייה מוגברת לתגמול בתגובה לרמזים ניטרליים או מעורפלים, ואת הפסימיות כציפייה מוגברת להיעדר עונש או תגמול 8,9. לפיכך, בסביבה ניסיונית, תגובות אופטימיות ופסימיות לגירויים מעורפלים יכולות להתפרש כאינדיקטורים להשפעה חיובית ושלילית, בהתאמה10,11.
בהשוואה לאינדיקטורים אחרים של השפעה על בעלי חיים, למשימות JB יש פוטנציאל להיות כלים בעלי ערך רב במיוחד מכיוון שהם מסוגלים לזהות הן את הערכיות והן את העוצמה של מצבים רגשיים10,11. היכולת של משימות JB לזהות מצבים חיוביים (למשל, Rygula et al.12) שימושית במיוחד מכיוון שרוב האינדיקטורים להשפעה על בעלי חיים מוגבלים לזיהוי מצבים שליליים13. במהלך משימות JB, בעלי חיים מאומנים בדרך כלל להגיב לרמז פלה חיובי המנבא תגמול (למשל, צליל בתדר גבוה) ולרמז מפלה שלילי המנבא ענישה (למשל, צליל בתדר נמוך), לפני שהם מוצגים עם רמז מעורפל (למשל, צליל ביניים)8. אם בתגובה לרמזים מעורפלים בעל חיים מבצע ‘באופן אופטימי’ את התגובה המאומנת לרמז החיובי (כאילו מצפה לתגמול), הדבר מצביע על הטיית שיפוט חיובית. לחלופין, אם בעלי חיים מפגינים את התגובה המאומנת השלילית כדי להימנע מעונש, הדבר מעיד על ‘פסימיות’ או על הטיית שיפוט שלילית.
מאז פיתוח משימת JB המוצלחת הראשונה לבעלי חיים על ידי הרדינג ועמיתיו8, פותחו מספר משימות JB עבור מגוון רחב של מינים בתחומי מחקר מגוונים7. אבל למרות הפופולריות הגוברת שלהם, משימות JB של בעלי חיים הן לעתים קרובות עתירות עבודה. יתר על כן, אולי משום שהם שונים מבחינה מתודולוגית מהמשימות האנושיות שנתנו להם השראה, הם מניבים לעתים תוצאות ריקות או מנוגדותלאינטואיציה 14 ובדרך כלל מניבים רק גודל אפקט טיפול קטן15. כתוצאה מכך, משימות JB יכולות להיות מאתגרות לפיתוח וליישום. למעשה, עבור עכברי מעבדה, בעלי החולייתנים הנפוצים ביותר במחקר16,17 ומין שהסתמך עליו במידה רבה כדי לדגום הפרעות רגשיות18, רק משימת JB אחת אומתה בהצלחה כרגישה לשינויים במצב הרגשי19 למרות ניסיונות רבים בעשור האחרון (ראו חומר משלים של Resasco et al.19 לסיכום). מאמר זה מתאר את מטלת murine JB שאומתה לאחרונה, מפרט את התכנון הרלוונטי מבחינה ביולוגית שלה, ומדגיש את הדרכים שבהן ניתן ליישם משימה הומאנית זו כדי לבחון השערות חשובות הרלוונטיות להשפעה על העכבר. בסך הכל, ניתן ליישם את הפרוטוקול כדי לחקור את ההשפעות הרגשיות של כל משתנה עניין על JB בעכברים. זה יכלול משתני טיפול קטגוריאליים כמתואר כאן (השפעות תרופות או מחלות, תנאים סביבתיים, רקע גנטי וכו ‘), או קשרים עם משתנים מתמשכים (שינויים פיזיולוגיים, התנהגויות כלוב ביתיות וכו ‘).
Protocol
Representative Results
Discussion
פרוטוקול החפירה מבוסס הריח והתוצאות המתוארות כאן מדגימים את יכולתה של משימת JB חדשנית זו לזהות שינויים במצב הרגשי של העכבר. לפיכך, המשימה מהווה כלי רב ערך לתחומי מחקר מגוונים. בדומה לכל משימת JB, כדי להעריך את ההשפעה על בעלי חיים חשוב שבעלי חיים ילמדו תחילה להבחין בין רמזים (שלב 4.7.3) ושהגירוי ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים למיגל איילה, לינדזי קיצ’נהאם, ד”ר מישל אדוארדס, סילביה לאם וסטפני דג’ארדין על תרומתם לעבודת האימות Reseasco et al.19 שעליה מבוסס פרוטוקול זה. אנו רוצים להודות גם לעכברים ולטכנאי הטיפול הנפלאים שלנו בבעלי חיים, מיכאלה רנדל ומישל צ’יפלאק.
Materials
| Absolute ethanol | Commercial alcohol | P016EAAN | Dilute to 70% with distilled water, for cleaning |
| Centrifuge tubes | Fischer | 55395 | 15 mL tubes used to dilute essences here. However, size may be selected based on total volume required for sample size |
| Cheerios (original) | Cheerios | N/A | Commercially available. Used as reward to train animals to enter annex cage for handling |
| Corncob bedding | Envigo | 7092 | Teklad 1/8 corncob bedding used in digging pots and animal cages |
| Cotton pads | Equate | N/A | Commercially available. Modified in lab to fit within tissue cassettes for scent dispensing |
| Digging pots | Rubbermaid | N/A | Commercially available. Containers were modified to fit the apparatus in the lab |
| Dried, sweetened banana chips | Stock and Barrel | N/A | Commercially available. High value reward in JB task |
| JB apparatus | N/A | The apparatus was made in the lab | |
| JWatcher event recording software | Animal Behavior Laboratory, Macquarie University | Version 1.0 | Freely available for download online. Used to score digging behavior during JB task |
| Mint extract | Fleibor | N/A | Commercially "Menta (Solución)". Discriminative stimulus odor |
| Rodent Diet | Envigo | 2914 | Teklad global 14% protein rodent maintenance diets. Low value reward in JB task and regular diet in home cage |
| SAS statistical software | SAS | Version 9.4 | Other comparable software programs (e.g. R) are also appropriate |
| Vanilla extract | Fleibor | Commercially available "Vainilla (Solución)". Discriminative stimulus odor | |
| Video camera | Sony | DCR-SX22 | Sony handycam. |
Riferimenti
- Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive vulnerability to emotional disorders. Annual Review of Clinical Psychology. 1, 167-195 (2005).
- Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive approaches to emotions. Anual Review of Psychology. 45 (1), 25-50 (1994).
- Blanchette, I., Richards, A. The influence of affect on higher level cognition: A review of research on interpretation, judgement, decision making and reasoning. Cognition and Emotion. 24 (4), 561-595 (2010).
- MacLeod, C., Cohen, I. L. Anxiety and the interpretation of ambiguity: A text comprehension study. Journal of Abnormal Psychology. 102 (2), 238-247 (1993).
- Everaert, J., Podina, I. R., Koster, E. H. W. A comprehensive meta-analysis of interpretation biases in depression. Clinical Psychology Review. 58, 33-48 (2017).
- Haselton, M. G., Nettle, D. The paranoid optimist: An integrative evolutionary model of cognitive biases. Personality and Social Psychology Review. 10 (1), 47-66 (2006).
- Mendl, M., Paul, E. Getting to the heart of animal welfare. The study of animal emotion. Stichting Animales. , (2017).
- Harding, E. J., Paul, E. S., Mendl, M. Cognitive bias and affective state. Nature. 427 (6972), 312 (2004).
- Douglas, C., Bateson, M., Walsh, C., Bédué, A., Edwards, S. A. Environmental enrichment induces optimistic cognitive biases in pigs. Applied Animal Behaviour Science. 139 (1-2), 65-73 (2012).
- Paul, E. S., Harding, E. J., Mendl, M. Measuring emotional processes in animals: The utility of a cognitive approach. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (3), 469-491 (2005).
- Mendl, M., Burman, O. H. P., Parker, R. M. A., Paul, E. S. Cognitive bias as an indicator of animal emotion and welfare: Emerging evidence and underlying mechanisms. Applied Animal Behaviour Science. 118 (3-4), 161-181 (2009).
- Rygula, R., Pluta, H., Popik, P. Laughing rats are optimistic. PLoS ONE. 7 (12), 51959 (2012).
- Boissy, A., et al. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiology and Behavior. 92 (3), 375-397 (2007).
- Ross, M., Garland, A., Harlander-Matauschek, A., Kitchenham, L., Mason, G. Welfare-improving enrichments greatly reduce hens’ startle responses, despite little change in judgment bias. Scientific Reports. 9 (1), 1-14 (2019).
- Lagisz, M., et al. Optimism, pessimism and judgement bias in animals: A systematic review and meta-analysis. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 118, 3-17 (2020).
- . Canadian Council on Animal Care CCAC Animal Data Report 2019 Available from: https://ccac.ca/Documents/AUD/2019-Animal-Data-Report.pdf (2019)
- Report From the Commission to the European Parlaiment and the Council. European Commission Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020)
- Cryan, J. F., Holmes, A. Model organisms: The ascent of mouse: Advances in modelling human depression and anxiety. Nature Reviews Drug Discovery. 4 (9), 775-790 (2005).
- Resasco, A., et al. Cancer blues? A promising judgment bias task indicates pessimism in nude mice with tumors. Physiology and Behavior. 238, 113465 (2021).
- Percie du Sert, N., et al. The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 40 (9), 1769-1777 (2020).
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: The major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, 44999 (2017).
- Gygax, L. The A to Z of statistics for testing cognitive judgement bias. Animal Behaviour. 95, 59-69 (2014).
- Gaskill, B. N., Garner, J. P. Power to the people: Power, negative results and sample size. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 59 (1), 9-16 (2020).
- MacLellan, A., Adcock, A., Mason, G. Behavioral biology of mice. Behavioral Biology of Lab Animals. , 89-111 (2021).
- Walker, M., et al. Mixed-strain housing for female C57BL/6, DBA/2, and BALB/c mice: Validating a split-plot design that promotes refinement and reduction. BMC Medical Research Methodology. 16 (11), (2016).
- Weber, E. M., Dallaire, J. A., Gaskill, B. N., Pritchett-Corning, K. R., Garner, J. P. Aggression in group-housed laboratory mice: Why can’t we solve the problem. Lab Animal. 46 (4), 157-161 (2017).
- Nip, E., et al. Why are enriched mice nice Investigating how environmental enrichment reduces agonism in female C57BL / 6, DBA / 2, and BALB / c mice. Applied Animal Behaviour Science. 217, 73-82 (2019).
- Tilly, S. C., Dallaire, J., Mason, G. J. Middle-aged mice with enrichment-resistant stereotypic behaviour show reduced motivation for enrichment. Animal Behaviour. 80 (3), 363-373 (2010).
- Fureix, C., et al. Stereotypic behaviour in standard non-enriched cages is an alternative to depression-like responses in C57BL/6 mice. Behavioural Brain Research. 305, 186-190 (2016).
- Nip, E. . The long-term effects of environmental enrichment on agonism in female C57BL/6, BALB/c, and DBA/2 mice. Thesis Dissertation. , (2018).
- Wei, J., Carroll, R. J., Harden, K. K., Wu, G. Comparisons of treatment means when factors do not interact in two-factorial studies. Amino Acids. 42 (5), 2031-2035 (2012).
- Ruxton, G. D., Neuhäuser, M. When should we use one-tailed hypothesis testing. Methods in Ecology and Evolution. 1 (2), 114-117 (2010).
- Young, J. W., et al. The odour span task: A novel paradigm for assessing working memory in mice. Neuropharmacology. 52 (2), 634-645 (2007).
- Latham, N., Mason, G. From house mouse to mouse house: The behavioural biology of free-living Mus musculus and its implications in the laboratory. Applied Animal Behaviour Science. 86 (3-4), 261-289 (2004).
- Jones, S., et al. Assessing animal affect: an automated and self-initiated judgement bias task based on natural investigative behaviour. Scientific Reports. 8 (1), 12400 (2018).
- Novak, J., et al. Effects of stereotypic behaviour and chronic mild stress on judgement bias in laboratory mice. Applied Animal Behaviour Science. 174, 162-172 (2016).
- Krakenberg, V., von Kortzfleisch, V. T., Kaiser, S., Sachser, N., Richter, S. H. Differential effects of serotonin transporter genotype on anxiety-like behavior and cognitive judgment bias in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 13, 263 (2019).
- Krakenberg, V., et al. Technology or ecology? New tools to assess cognitive judgement bias in mice. Behavioural Brain Research. 362, 279-287 (2019).
- Krakenberg, V., et al. Effects of different social experiences on emotional state in mice. Scientific Reports. 10, 15255 (2020).
- Bračić, M., Bohn, L., Krakenberg, V., Schielzeth, H., Kaiser, S. Once an optimist, always an optimist? Studying cognitive judgment bias in mice. EcoEvoRxiv. , (2021).
- Jones, S., Paul, E. S., Dayan, P., Robinson, E. S. J., Mendl, M. Pavlovian influences on learning differ between rats and mice in a counter-balanced Go/NoGo judgement bias task. Behavioural Brain Research. 331, 214-224 (2017).
- Roelofs, S., Boleij, H., Nordquist, R. E., vander Staay, F. J. Making decisions under ambiguity: Judgment bias tasks for assessing emotional state in animals. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 10 (119), 1-16 (2016).
- Sherwin, C. M., Haug, E., Terkelsen, N., Vadgama, M. Studies on the motivation for burrowing by laboratory mice. Applied Animal Behaviour Science. 88 (3-4), 343-358 (2004).
- Deacon, R. M. J. Burrowing: A sensitive behavioural assay, tested in five species of laboratory rodents. Behavioural Brain Research. 200 (1), 128-133 (2009).
- MacDougall-Shackleton, S. A., Bonier, F., Romero, L. M., Moore, I. T. Glucocorticoids and "stress" are not synonymous. Integrative Organismal Biology. 1 (1), 1-8 (2019).
