Denne protokol beskriver en rottemodel af væskepercussion-induceret traumatisk hjerneskade efterfulgt af en række adfærdsmæssige tests for at forstå udviklingen af dominerende og underdanig adfærd. Brug af denne model af traumatisk hjerneskade i forbindelse med specifikke adfærdsmæssige tests muliggør undersøgelse af sociale svækkelser efter hjerneskade.
Konkurrence om ressourcer som mad, territorium og mage påvirker væsentligt forhold inden for dyrearter og formidles gennem sociale hierarkier, der ofte er baseret på dominerende-underdanige forhold. Det dominerende-underdanige forhold er et normalt adfærdsmønster blandt individerne af en art. Traumatisk hjerneskade er en hyppig årsag til svækkelse af social interaktion og omorganisering af dominerende-underdanige forhold i dyrepar. Denne protokol beskriver underdanig adfærd hos voksne mandlige Sprague-Dawley-rotter efter induktion af traumatisk hjerneskade ved hjælp af en væske-percussion model sammenlignet med naive rotter gennem en række dominerende-underdanige tests udført mellem 29 dage og 33 dage efter induktion. Den dominerende-underdanige adfærdstest viser, hvordan hjerneskade kan fremkalde underdanig adfærd hos dyr, der konkurrerer om mad. Efter traumatisk hjerneskade var gnavere mere underdanige, hvilket indikeres ved, at de bruger mindre tid på foderautomaten og er mindre tilbøjelige til at ankomme først til truget sammenlignet med kontroldyrene. Ifølge denne protokol udvikler underdanig adfærd efter traumatisk hjerneskade hos voksne hanrotter.
Konkurrence inden for arter opstår, når medlemmer af samme art konkurrerer om en begrænset ressource på samme tid1. I modsætning hertil opstår der konkurrence mellem arter mellem medlemmer af to forskellige arter2. Konkurrence inden for arter er opdelt i to typer, herunder interferens (tilpasset) og udnyttelse (konkurrence), og opstår afhængigt af den type ressource, der er omstridt, såsom mad og territorium3.
Eksistensen af sociale hierarkier er umulig uden dominerende-underdanige relationer (DSR’er). Dominans præsenterer sig som “vindende” og underordnelse som “taber” inden for dyrepar4. DSR’er vises dog ikke kun parvis, men også i grupper på tre eller flere. I 1922 beskrev Thorleif Schjelderup-Ebbe dominanshierarkiet hos tamkyllinger. De vigtigste kendetegn mellem de dominerende og underordnede dyr var tid brugt ved foderautomaten og aggressiv adfærd. Dominanshierarkiet er opdelt i to former: lineær og ikke-lineær5. Lineær dominans involverer to grupper, A og B. I dette paradigme af transitive relationer6 dominerer gruppe A gruppe B, eller gruppe B dominerer gruppe A. Ikke-lineær dominans opstår, når der er mindst et cirkulært forhold: A dominerer B, B dominerer C og C dominerer A7.
Der findes modeller til vurdering af dominerende-underdanig adfærd for forskellige arter, herunder gnavere, fugle8, ikke-menneskelige primater 9,10,11 og mennesker 12. Den dominerende-underdanige metode er godt repræsenteret i litteraturen og er blevet anvendt som model til vurdering af mani og depression13 samt antidepressiv lægemiddelaktivitet14. Denne model er blevet brugt til at undersøge stress tidligt i livet efter moderens adskillelse hos voksne rotter15. DSR-paradigmerne kan opdeles i tre modeller: reduktionen af dominerende adfærdsmodel 13,16, reduktionen af underdanig adfærd model14 og klonidin-vending af dominansmodel17.
Denne undersøgelse viser en undersøgelse af DSR gennem opgaver baseret på fødevarekonkurrence. Fordelene ved denne metode er dens lette reproducerbarhed og evnen til at observere og nøjagtigt analysere dominerende-underdanig adfærd. Derudover er den dominerende-underdanige adfærdsmæssige opgave afhængig af mad snarere end territorium, i modsætning til sammenlignelige adfærdsmæssige opgaver, hvilket gør denne adfærdsmæssige opgave lavere omkostninger og enklere, og forskere behøver ikke at gennemgå kompliceret træning for at udføre opgaven og behandle dataene.
Det overordnede mål med det aktuelle studie er at demonstrere udviklingen af DSR efter traumatisk hjerneskade (TBI). TBI er forbundet med sociale svækkelser, depression og angst. Modellen til at inducere TBI er en enkel og effektiv standardmodel, der involverer inducering af traumatisk hjerneskade med en fluid percussion enhed18,19.
Kliniske undersøgelser tyder på, at hjerneskade kan øge risikoen for psykiatriske lidelser26,27. Desuden påvirker TBI udviklingen af social adfærd28,29. I denne protokol havde TBI-modellen en effekt på præsentationen af dominerende-underdanig adfærd. Dominant-underdanig adfærd manifesterede sig med hensyn til tid brugt på føderen og hvem kom først til føderen.
Ud o…
The authors have nothing to disclose.
Det udførte arbejde er en del af Dmitry Franks ph.d.-afhandling.
2% chlorhexidine in 70% alcohol solution | SIGMA – ALDRICH | 500 cc | For general antisepsis of the skin in the operatory field |
4 boards of different thicknesses (1.5 cm, 2.5 cm, 5 cm and 8.5 cm) | This is to evaluate neurological defect | ||
4-0 Nylon suture | 4-00 | ||
Bottles | Techniplast | ACBT0262SU | |
Bupivacaine 0.1 % | |||
Diamond Hole Saw Drill 3 mm diameter | Glass Hole Saw Kit | Optional. | |
Digital Weighing Scale | SIGMA – ALDRICH | Rs 4,000 | |
Dissecting scissors | SIGMA – ALDRICH | Z265969 | |
Ethanol 99.9 % | Pharmacy | 5%-10% solution used to clean equipment and remove odors | |
Fluid-percussion device | custom-made at the university workshop | No specific brand is recommended. | |
Gauze Sponges | Fisher | ||
Gloves (thin laboratory gloves) | Optional. | ||
Heater with thermometer | Heatingpad-1 | Model: HEATINGPAD-1/2 | No specific brand is recommended. |
Horizon-XL | Mennen Medical Ltd | ||
Isofluran, USP 100% | Piramamal Critical Care, Inc | NDC 66794-017 | Anesthetic liquid for inhalation |
Logitech Webcam Software | Logitech | 2.51 | Software for video camera |
Operating forceps | SIGMA – ALDRICH | ||
Operating Scissors | SIGMA – ALDRICH | ||
PC Computer for USV recording and data analyses | Intel | Intel core i5-6500 CPU @ 3.2GHz, 16 GB RAM, 64-bit operating system | |
Plexiglass boxes linked by a narrow passage | Two transparent 30 cm × 20 cm × 20 cm plexiglass boxes linked by a narrow 15 cm × 15 cm × 60 cm passage | ||
Purina Chow | Purina | 5001 | Rodent laboratory chow given to rats, is a lifecycle nutrition that has been used in biomedical research |
Rat cages (rat home cage or another enclosure) | Techniplast | 2000P | No specific brand is recommended |
Scalpel blades 11 | SIGMA – ALDRICH | S2771 | |
SPSS | SPSS Inc., Chicago, IL, USA | A 20 package | |
Stereotaxic Instrument | custom-made at the university workshop | No specific brand is recommended | |
Timing device | Interval Timer:Timing for recording USV's | Optional. Any timer will do, although it is convenient to use an interval timer if you are tickling multiple rats | |
Video camera | Logitech | C920 HD PRO WEBCAM | Digital video camera for high definition recording of rat behavior under dominant submissive test |