Rats içinde bulaşıcı esneme ölçmek için bir laboratuar yöntemi

Summary

Burada açıklanan yöntem, tanıdık veya tanıdık olmayan erkek fareler çiftleri içinde esneme bulaşıcı eğrileri elde etmeyi amaçlamaktadır. Açık veya opak bölmeler (veya olmadan) delikleri ile ayrılmış delikler ile kafesler görsel, olfactory veya duyusal ipuçları her iki türde esneme bulaşıcı teşvik edebilir olup olmadığını algılamak için kullanılır.

Abstract

İletişim hayvan sosyal yaşamın temel bir yönüdür. Hayvanlar birbirlerini etkileyebilir ve okullarda, flocks ve Herds bir araya gelebilir. İletişim aynı zamanda cinsiyeler Kur sırasında etkileşime ve rakipler mücadele olmadan ihtilafları nasıl yerleşmek yoludur. Ancak, bir iletişim işlevinin varlığını test etmek zor olduğu bazı davranışsal desenler vardır, çünkü duyusal modalitelerin çeşitli türleri büyük olasılıkla yer almaktadır. Örneğin, bulaşıcı esneme muhtemelen görme, işitme, koku, ya da hayvanların birbirleriyle aşina olup olmadığına bağlı olarak bu duyular bir arada oluşur memeliler bir iletişmeli hareket. Bu nedenle, bu tür davranışların olası iletişim rolü hakkında hipotezler test etmek için, uygun bir yöntem katılan duyusal modalities belirlemek için gereklidir.

Burada önerilen yöntem, tanıdık ve tanıdık olmayan fareler için esneme bulaşıcı eğrileri elde etmek ve görsel ve koku duyusal modalities göreli katılımı değerlendirmek amaçlamaktadır. Yöntem, ucuz malzemeler kullanır ve bazı küçük değişiklikler ile, aynı zamanda fareler gibi diğer kemirgen türler ile kullanılabilir. Genel olarak, yöntem, bitişik taraflarda delikler olan komşu kafeslerde yer alan fareler arasındaki iletişimin önlenmesine izin veren (deliksiz veya delikler içermeyen) şeffaf bölücülerin (deliklerle veya delikler olmadan) değiştirilmesi içerir. Buna göre, dört koşul test edilebilir: koku iletişim, görsel iletişim, hem görsel hem de koku iletişim, ve ne görsel ne de koku iletişim. Fareler arasında sosyal etkileşim ortaya çıktığında, bu test koşulları doğal bir ortamda neler ortaya çıkabilir simüle. Bu bağlamda, burada önerilen yöntem, biyolojik geçerliliği endişeleri artırabilir video sunumları güveniyor geleneksel yöntemlerden daha etkilidir. Yine de, duyma ve koku ve vizyon roller bulaşıcı enfeksiyon olası rolü arasında ayrımcılık yapmaz.

Introduction

Geleneksel olarak, iletişim davranışı iki perspektiften incelenmiştir. Bir bakış açısıyla, etologlar hayvanların doğal ayarlarda davranışlarını gözlemlemek ve kaydetmek ve adaptif değeri¹‘ i tanımak için teşebbüs. Özel anlamda veya duyular bu çalışmaların birincil faiz olmamıştır. Başka bir açıdan bakıldığında, fizyologlar, hayvanların¹iletişim kuracağı mekanizmaları çözerek daha fazla ilgileniyor; Bu nedenle laboratuar çalışmaları, duyusal modalitelerin iletişim^2,3‘ te oynadığı rolü ele almak için yöntemler sağlamıştır. Bu iki perspektif gerçekten tamamlayıcı, çünkü her iki adaptif değer ve acil mekanizmalar bilgi hayvanların sosyal yaşamda iletişim davranışları kapsamlı bir anlayış elde etmek için gerekli olduğu.

Esneme davranışı omurgaları çeşitli türler davranışsal repertuar göze çarpan bir bileşenidir⁴, balık primatlar kadar⁵. Ağız ve açık konumunun Bakımı yavaş bir açılış olarak tarif edilebilir, ağız daha hızlı kapatılması takip⁵. Tüm dizinin süresi türe bağlıdır; Örneğin, primatlar, primat olmayan türler⁶‘ dan daha uzun süreler için esneme. Birçok tür, insanlarla istisna olmak, erkekler daha sık dişilerden daha esneme eğilimindedir⁷. Bu özellik, esneme olası iletişimli fonksiyonu, esneme ve günlük frekansı düzenli desenler de fizyolojik bir fonksiyon önerebilir rağmen alt olabilir. Fareler içinde, spontan esneme, sabah ve öğleden sonra^8,9meydana gelen yüksek frekans doruklarına sahip bir sirkadiyen ritim izler.

Esneme davranışının ilginç bir özelliği ise, bulaşıcı bir hareket olabilir (bir davranışın serbest bırakılması uyarıcı, aynı şekilde davranan başka bir hayvan olur¹⁰) omurates çeşitli türler^{11,12, 13},^14,15,16, kuşlar dahil¹⁷ ve kemirgenler¹⁸. Ayrıca, son kanıtlar bulaşıcı esneme bir iletişim rolü yansıtabilir göstermiştir, çünkü bir sıçan esneme başka bir fizyolojik durumunu etkileyebilir zaman koku ipuçları maruz¹⁹. Ancak, olup olmadığını esneme bir iletişim rolü hala tartışma altında^20,21, ve bulaşıcı esneme analiz bu sorunu çözmek için önemli bir ilk adımdır.

Öte yandan, bulaşıcı esneme diğer hayvanların Perspektifler ile empati bir hayvanın yeteneği ile bağlantılı olmuştur; Bu nedenle, yakından ilgili bireyler daha bulaşıcı hastalık göstermek için muhtemeldir⁴. Bu hipotez, hayvanların video^12,13üzerinde esneme uyaranlara sunuldukları laboratuar koşullarında sıklıkla test edilmiştir; Bu nedenle, bulaşıcı sadece görsel ipuçları aracılığıyla ortaya çıkabilir. Diğer araştırmalar, hayvan gruplarını kullanarak daha doğal koşullarda esneme bulaşma değerlendirmiştir^14,15. Bunun önemli bir sorunu, sosyal etkileşimler genellikle duyusal modalitelerin kombinasyonlarını kullanarak iletilmiş olan ipuçları ve değişim sinyallerine yanıt verimidir. Kendi kombine etkileri belirli bir davranış dahil gerçek duyu disentangling her zaman kolay bir görev değildir. Genellikle, araştırmacılar farmakolojik veya cerrahi olarak belirli bir anlamda bir hayvanın kullanımı engel, daha sonra ilgili davranış bu anlamda rolünü anlamak^2,3,18,22. Neyse ki, sadece fiziksel engelleri ya izin veya hayvanların^23,24,25, böylece daha fazla biyolojik geçerlilik elde arasında iletişimi engelleyen kullanılan başka yöntemler vardır.

Burada önerilen yöntem, sosyal bir ortamda tanıdık ve tanıdık olmayan fareler içinde bulaşıcı esneme çalışması için özel olarak tasarlanmıştır. Empatik hipotezi göre, eski grup bulaşıcı esneme daha duyarlı olmalıdır. Yöntem hayvanların cerrahi veya farmakolojik olarak herhangi bir duyu yoksun gerektirmez. Bunun yerine, çukurları bitişik kafeslerde fareler yerleştirerek ve fiziksel olarak veya delikler olmadan açık veya opak bölücüler kullanarak iletişim engelleme çalışır. Bu nedenle, dört test koşulu incelenebilir: (1) koku iletişimi (OC, delikli opak bölücü), (2) görsel iletişim (VC, perforasyonlu net bölücü), (3) görsel ve koku iletişimi (VOC, delikli açık bölücü), ve (4) ne görsel ya da koku iletişim (nvoc, perforasyonlu opak bölücü). Bu nedenle, araştırmacılar, olfactory, görsel ve bir ölçüde, esneme bulaşıcı işitsel ipuçlarını göreceli katkıları karşılaştırabilirsiniz. Bu yaklaşım yeni değildir, benzer yöntemler kertenkele²³ ve fareler²⁶gibi hayvanların belirli iletişim davranışlarında yer alan duyuları izole etmek için kullanılmıştır. Aslında, Gallup ve meslektaşları²⁷ budgerigars bulaşıcı esneme görsel ipuçlarının rolünü göstermek için benzer bir yöntem kullandık. Bu yöntemlerin başlıca özellikleri, sosyal bir bağlamda simülasyon ve hayvanların üzerine verilen minimal stres. Ayrıca, etkileşen hayvanların kullanımı sonuçların biyolojik geçerliliğini arttırır.

Bulaşıcı esneme^25,28ölçmek için çeşitli yolları vardır. Dr. Stephen E. G. Lea (kişisel iletişim, 2015) bize sayısal olarak daha önce Primatologlar tarafından istihdam bir yöntem adapte oldu^13,14 burada kullanılan verilerin daha önceki bir analiz için¹⁸. Bu protokolde sunulan daha geniş bir uygulama yelpazesi ile bu yöntemin gelişmiş bir sürümüdür. Bu bir sıçan ‘s esniyor toplam sayısını ağırlama oluşur, içinde ve belirli bir zaman penceresinin dışında, gözlem süresi içinde ve zaman penceresinin dışında esniyor karşılık gelen oranı ile.

Örneğin, bu fareler A ve B 12 dakika gözlemlenmiştir kabul edilir, onların esneme en yakın dakikada kaydedilir ve 3 dk zaman pencere bulaşıcı esneme ölçmek için ayarlanır. Sonra, bu fareler her biri için esniyor aşağıdaki sıraları kabul edilir: sıçan A (0, 0, 0, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 2, 1) ve sıçan B (0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0,0, 3). Her bir sayı (0-3) her min puan esniyor sayısına karşılık geldiğini unutulmamalıdır. Fare A için, dakika 1, 10 ve 11 (kalın tip sayılar) sırasında, sıçan B önceki 3 dakika içinde (seçilen zaman penceresi) veya o dakika içinde esneme değildir. O dakikalar içinde, sıçan A Toplam 2 kez esnyor. Bu nedenle, herhangi bir esneme uyarıcı olmadan sıçan A esneme oranı (non-Post-esneme esneme oranı) 2/3 (i.e., 0,67 yawns/min). Kalan 9 dakika içinde, sıçan B aynı dakika ya da 3 önceki dakika en az bir kez esneye. Rat a bu 9 dakika içinde dört kez toplam esniyor. Bu nedenle, bir esneme uyarıcı (Post-esneme esneme oranı) yanıt olarak sıçan a esneme oranı 4/9 (yani, 0,44 yawns/min). Sıçan B için aynı prosedürün uygulanması, 2/3 (örneğin, 0,66) ve sonrası esneme esneme oranı 5/9 (0,55) olmayan bir post-esneme esneme oranı verir.

Öte yandan, esneme bir dakika en yakın ondalık kaydedildiğinde, esneme bulaşıcı bir ayarlanabilir Post-esneme zaman neden olacaktır. Örneğin, aşağıdaki esneme süreleri, a ve b fareler için 12 dakika gözlem süresi üzerinden kaydedildiyse: sıçan a (2,3, 5,1, 5,8, 10,4, 10,8, 11,1) ve Rat B (1,2, 2,4, 4,5, 5,1, 11,2, 11,6, 11,8). Sıçan A için, hangi sıçan B son 3 dk aralığı içinde 0 ila 1,2 dk ve 8,1 ila 11,2 dk (yani, 3,1 dk), hangi toplam verir içinde esneme değil zaman dönemleri 4,3 dakika olmayan-Post-esneme zaman. Bu zaman sırasında sıçan A esniyor üç (kalın tip sayılar), bu yüzden non-Post-esneme esneme oranı 3/4.3 (i.e., 0,69) ise, post-esneme esneme oranı 3/7.7 (yani, 0,38; payda 12-4.3 dakika). Benzer şekilde, sıçan B için, hangi sıçan a son 3 dk aralığı içinde 0 ila 2,3 dk ve 8,8 dan 10,4 dakika içinde esneme değil zaman dönemleri, hangi toplam verir 3,9 dk. Bu dönemler içinde sıçan B esniyor sayısı bir, bu nedenle olmayan-sonrası-esneme esneme oranı 1/3.9 (i.e., 0,25). Buna göre, post-esneme esneme oranı 6/8.1 (örn., 0,74).

Davranışlardaki yakın bir maç, bir salgının varlığını göstermek için ideal bir ölçüt olmakla beraber, bir bireyin neye katılmaları, bir uyarıcıya reaksiyon zamanı, zaman içinde davranışların dağılımı (örneğin, esneme bölümler ortaya çıkabilir), ve zaman deneysel ayarı tüm türler farklılıkları yükselmesine boyunca uyum sağlamasına için, zor benzersiz bir zaman penceresi kullanmak için yapma. Bu nedenle, araştırmacılar, sonuçlar²⁸‘ i karşılaştırırken sorunlar yaratan saniye⁵ ‘ ten birkaç dakika¹¹‘ e kadar değişen zaman pencereleri kullanmış olabilir. Bu nedenle, bir dizi zaman pencereleri için yukarıda açıklanan prosedür tekrarlamak için önerilen esneme enfeksiyon eğrileri elde etmek ve türler arasında esneme bulaşıcı eğrileri karşılaştırmak.

Eşdeğer esneme bulaşıcı eğriler, gözlem döneminde her sıçan için gözlenen esniyor sayısını rasgele dağıtarak karşılaştırılabilir. Böylece, önerilen yöntem esneme bulaşma ölçmek için iki tür kontroller sunar: (1) zaman penceresinin dışında meydana gelen esneme oranı (non-Post-esneme zaman) ve (2) yapay esneme bulaşıcı eğrisi esneme sayısının rasgele dağılımı elde. Bu nedenle, bu yaklaşım esneme bulaşıcı analiz etmek için bu pencere²⁵dışında meydana gelen bir tek zaman penceresi içinde esneme yüzdesi veya sıklığı karşılaştırarak gibi diğer prosedürlerden ileri bir adımdır, dikkate almadan gerçek kez çerçeveleri. Yöntem bir R tabanlı program tarafından tamamlanır²⁹ uygun ve objektif bir veya daha fazla zaman pencereleri için bulaşıcı esneme olasılığını hesaplamak.

Bu yöntemin kullanışlılığını ve R tabanlı programın avantajlarını göstermek için, önceden yayımlanmış bir çalışmada¹⁸ ‘ den oluşan bir veri kümesi kullanılır. Deneysel durum, tanıdık veya tanıdık olmayan bir duruma ayrılan 144 erkek fareler oluşur. Her deneysel koşulda fareler dokuz çift dört alt gruba bölünmüştür ve yukarıda açıklanan dört test durumlarında herhangi maruz. Her deneysel durumda ve test durumunda fareler esneme davranışları daha sonra 60 dk bir süre içinde kaydedildi.

Protocol

Deneysel protokoller ve Hayvancılık kurumsal yönergelere uygun olarak yürütülmüştür. 1. malzemeler Malzeme tablosundayöntemi uygulamak için kullanılan malzemelerin tam bir listesini bulun. Şekil 1 ‘ i kullanın ve ters T şeklinde bir masa, gözlem kafesi ve kafes bölücüler oluşturmak için uzman tavsiyesi isteyin. Keskin aletler ve potansiyel olarak tehlikeli malzemelerin kullanımı için güvenlik göstergelerini taki…

Representative Results

Fareler, sık esneme için seçilmiş olan Sprague-Dawley fareler daha önce üretilen bir alt çizgi seçildi (yaklaşık 22 saat başına esniyor31). Ancak, dokuz çift aşina olmayan ve dokuz çift tanıdık erkek fareler (arasında 2,5 ve 3 ay yaş) test durumu başına yaklaşık olarak esneme 12 saat başına kez, ortalama18. Bu nedenle, test durumları esneme davranışı kısmen engellenmiş esneme bulaşıcı ölçmek için. <p …

Discussion

Başarılı sonuçlar elde etmek için dikkate alınmalıdır yönteminde kritik adımlar vardır. Tanıdık sıçanlar, en az 1,5 ay boyunca, ağladıktan sonra ve denemeleri çalıştırmadan önce ev kafeslerini paylaşmalıdır. Ancak, tanıdık olmayan fareler ayrı ev kafesleri içinde yaşamalıdır. Her iki durumda da, fareler çiftleri farklı litterlerden gelmelidir ama mümkün olduğunca yaşlarda benzer olmalıdır. Gözlem kafesleri ile ilgili olarak, onların delikler bölücülerde bu maç olmalıdır, ç…

Materials

Acrylic dividers	Handcrafted	Not available	Two dividers, one clear and one opaque, will have 24 holes each. The other two dividers, one clear and one opaque, will have no holes. See the main text for details of construction.
An R-based program	Benemérita Universidad Autónoma de Puebla	Not available	This is the program used to assess yawn contagion in rats. See the main text for information about the way the program is used.
Data sheets	The user can elaborate them	Not available	These forms will be used for the observer to record the frequency of yawning behaviour by viewing the video recordings. Alternatively, a notebook can be use provided you follow the suggestions given in the main text.
Desktop computer	Any maker	Not available	Make sure the computer has a video card capable of conveniently processing the video recordings of yawning behaviour.
Digital camcorders	Any maker	Not available	They will be used to video record yawning behaviour of each pair of rats; there will be 2 pairs of rats per experimental session.
Flash drive	Any maker	Not available	Each experimental session will last 60 min, and so you will require sufficient memory to store the video recording.
Glass cages	Handcrafted	Not available	Each cage (19 X 19 X 10 cm height) will have 24 holes (0.5 cm diameter) forming three rows in the middle of one of its sides. See the main text for more details about their construction. It is recommended to fabricate one extra cage in case one of them is accidentally broken.
Markers	Sharpie or any other maker	Not available	Permanent markers to number the rats. See the main text to see one way of using painting symbols on the rat's tail.
Pencils	Any maker	Not available	They are used by the observer to record the frequency of yawning. It is important that the observer has previously been trained to recognize yawning behaviour and operate the video player system.
R software	R Development Core Team	Not available	Download R at: http://cran.r-project.org/
Rail-like wooden bars	Handcrafted	Not available	They will be fixed in the middle of the rectangular wooden sheet  forming a track, where a second wooden sheet is placed. See the main text for additional instructions for construction.
Rectangular table	Any maker	Not available	This is the table (approximately 2 x 1 m) where the inverted T-shaped table will be placed for performing the observation of yawning behaviour.
Sprague-Dawley male rats	Any local supplier of laboratory animals	Not available	Nine pairs of male rats per test situation are necessary for each group, familiar and unfamiliar rats, because with this sample size the interindividual variation that might exist in yawning frequency will not severely affect the conclusions drawn from the statistical analysis performed to the data.
Spreadsheet software	Microsoft	Not available	Excel will be the software used to store the yawning recordings initially recorded on the data sheets. Revise the main text for instructions about the recommended way of doing the transcription.
Square filter papers	Any maker	Not available	They are used for covering the cage's bottom.
Tripods	Any maker	Not available	They will be used for fixing the camcorders in front of each pair of observation cages.
Wooden Inverted T-shaped table	Handcrafted	Not available	Read the instructions in the main text to see the way of constructing it. If preferred, a different material to wood can be used. Make sure any material is as resistant as possible to the transmission of ultrasounds, which the rats might use for communication.