En kompleks dykker-for-mad opgave at undersøge social organisation og interaktioner hos rotter

Summary

Denne protokol beskriver en metode til at undersøge socialt hierarki i en rottemodel. Rotter udfører en kompleks dykker-for-mad opgave, hvor de danner et særskilt hierarki i henhold til deres vilje til at dykke under vandet og svømme for at få en fødevare pellet. Denne metode bruges til at forstå beslutningstagning og sociale relationer blandt meget sociale dyr i små grupper.

Abstract

For mange arter, hvor status er en vital motivationsfaktor, der kan påvirke sundheden, påvirker sociale hierarkier adfærd. Sociale hierarkier, der omfatter dominerende underdanige relationer, er almindelige i både dyre- og menneskelige samfund. Disse relationer kan påvirkes af interaktioner med andre og med deres miljø, hvilket gør dem vanskelige at analysere i en kontrolleret undersøgelse. Snarere end et simpelt dominanshierarki har denne formation en kompliceret præsentation, der gør det muligt for rotter at undgå aggression. Status kan være stagnerende eller foranderlig, og resulterer i komplekse samfundsmæssige lagdeling. Her beskriver vi en kompleks dykker-for-mad opgave at undersøge gnaver sociale hierarki og adfærdsmæssige interaktioner. Denne dyremodel kan give os mulighed for at vurdere forholdet mellem en bred vifte af psykiske sygdomme og social organisation samt at studere effektiviteten af terapi på social dysfunktion.

Introduction

Rotter er meget sociale dyr, hvilket gør dem til en ideel model for forståelse af social adfærd, og hvordan det relaterer til beslutningstagning. Rotter opdeler sig i hierarkiske grupper baseret på dominerende og underdanige relationer. Rotter kan trænes til opgaver, der udtrykker samarbejde, risikostyring, vildledende adfærd og adfærd, der ændres afhængigt af andre rotters beslutninger^1,2. Undersøgelser med rottemodeller, der udtrykker disse adfærdsmåder, viser sig nyttige til at forstå social struktur og dens forhold til beslutningstagning med relevans for menneskelig psykologi.

Som en nødvendig ressource er adgang til mad en væsentlig årsag til social organisation blandt rotter³. Naive rotter er blevet observeret engagere sig i social interaktion og differentiering i situationer, hvor adgangen til fødevarer var begrænset^{1,2,4,5,6,7,8}. I en undersøgelse var voksne rotter forpligtet til at krydse en tunnel under vandet for at få adgang til maden og derefter bringe maden tilbage gennem tunnelen til buret⁹. Individuelle rotter inden for hver gruppe var i stand til at kategoriseres efter deres metode til at opnå mad. To adfærdsmæssige profiler er opstået: den første er “bærere”, der dykker ned og svømmer under vandet til føderen, får en pellet og holder pelleten i munden, når de svømmer tilbage til buret. Den anden gruppe er de “ikke-luftfartsselskaber”, der ikke dykker og kun får mad ved at stjæle fra luftfartsselskaberne. I grupper på seks rotter var ca. halvdelen bærere, og den anden halvdel var ikke⁹. Alle rotterne blev observeret som bærere, da de blev trænet individuelt i dykkerapparatet¹⁰.

Lignende dyreadfærdsopgaver involverer konkurrence om mad eller plads og har været ansat med kyllinger¹¹, gnavere^12,13,14,15og grise¹⁶. I slangetesten sendes to mus gennem et smalt rør fra modsatte ender, hvor den ene mus nødvendigvis afstod vigepligt til den anden. Denne test hjælper med at måle social dominans^17,18,19. En adfærdsmæssig test benævnt den varme stedetest har mus konkurrere om en position i et lille varmt sted i et ellers koldt bur^19,20.

En efterfølgende dykker-for-mad opgave, der er mere kompleks, giver bærerrotter adgang til et andet bur, væk fra ikke-bærere, hvor de kunne forbruge deres mad separat⁴. I denne protokol præsenterer vi en dykker-for-mad opgave som en alternativ model for socialt hierarki og adfærd hos rotter. Denne dykker-for-mad opgave giver en metode til rotter for at undgå de sociale grupper i hovedburet og derfor undslippe aggression og de sociale interaktioner mellem andre rotter. Denne opgave introducerer muligheden for undgående social adfærd hos rotter, der kan belyse vores forståelse af social aggression.

Social funktion, som beskriver evnen til at engagere sig i normale sociale roller, kan påvirkes af tilstande som depression³. Deprimerede personer kæmper ofte med arbejdsløshed, har få sociale kontakter og deltager næppe i fritidsaktiviteter³. Effektiv behandling af depression måles ofte ved forbedring af den sociale og interpersonelle funktion²¹. Antidepressive behandlinger varierer imidlertid i deres effektivitet ved behandling af funktionsnedsættelser i social funktion relateret til depression³.

I denne metode inducerede vi en depressiv-lignende tilstand hos rotter gennem chronic stress-testen og evaluerede rotternes anhedonianiveau, et af funktionerne i en depressionslignende tilstand, med en saccharosepræferencetest. Anhedoniske rotter, såvel som anhedoniske rotter, der blev administreret antidepressiva, blev overvåget gennem dykker-for-mad-opgaven i forhold til en kontrolgruppe.

De tidligere nævnte dykker-for-mad opgaver ligner fødevarekonkurrence test, der ofte kun bruger et par dyr eller en dikotomi som et sammenligningspunkt, såsom bærere og ikke-luftfartsselskaber og en enkelt analyse, der sammenligner indsendelse til dominans^15,17,22. Vores metode definerer mere komplekse interaktioner mellem rotter gennem divisioner i flere typer adfærd, herunder: bærere og ikke-bærere, dem, der kæmper for mad, og dem, der ikke gør det, og rotter, der deler mad eller går til separate bure. Vi mener, at denne protokol er den eneste type, der bruger et hierarki til at vurdere en kompleks struktur af social interaktion i en gruppe dyr snarere end parvis. Det vil være nyttigt for undersøgelser, der tester dominans baseret på fødevarepræference, samt undersøgelser, der har til formål at afklare mere hierarkiske relationer, der ikke er begrænset til en dominerende-underdanig model.

I denne protokol beskriver vi i detaljer den komplekse dykker-for-mad-opgave at undersøge social organisation og interaktioner hos rotter med ændringer i individuel adfærd, især efter udviklingen af anhedonia. Denne dyremodel kan også bruges til at studere andre psykiatriske tilstande forbundet med ændringer i social adfærd og hierarki.

Protocol

Forsøgene blev udført i overensstemmelse med henstillingerne i Erklæringerne fra Helsinki og Tokyo og retningslinjerne for anvendelse af forsøgsdyr i Det Europæiske Fællesskab. Forsøgene blev godkendt af Animal Care Committee af Ben-Gurion University of the Negev. Tilladelseskoden for dette eksperiment var IL-55-8-12. 1. Rotteforberedelse Indhente godkendelse til forsøg fra Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). Vælg voksne Sprague Dawley rotter. Udel…

Representative Results

Ændringer i kropsvægtEn envejs ANOVA viste ingen forskelle i ændringer i kropsvægt mellem eksperimentelle grupper i de 21 dage af dykker-for-mad opgave. Fra dag 2 til 21 var der ændringer i kropsvægten for alle 3 grupper (p<0.01, Tabel 1). Test af saccharosepræferenceVed forsøgets begyndelse (dag 0) var der ingen forskel i procent af saccharosepræferencen mellem forsøgsgruppen af rotter induceret med anhedoni (85,6% ± 18,6),…

Discussion

Sociale hierarkier bestemmer adfærden hos mange arter, herunder mennesker, og er ofte defineret af relationer baseret på aggression og underkastelse. Disse relationer afhænger ofte af miljøfaktorer ud over de sociale strukturer³⁵. Sociale formationer baseret på dominans og underkastelse er mangefacetteret^36,37. Blandt mennesker beskrives aggression som bestående af adfærd lige fra ikke-fysisk mobning til krig og vold<sup class="xref…

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