Un complesso compito subacqueo per il cibo per indagare l'organizzazione sociale e le interazioni nei ratti

Summary

Questo protocollo descrive un metodo per esaminare la gerarchia sociale in un modello di ratto. I ratti svolgono un complesso compito di immersione per cibo in cui formano una gerarchia distinta in base alla loro volontà di immergersi sott’acqua e nuotare per ottenere un pellet alimentare. Questo metodo viene utilizzato per comprendere il processo decisionale e le relazioni sociali tra animali altamente sociali in piccoli gruppi.

Abstract

Per molte specie, dove lo stato è un motivatore vitale che può influenzare la salute, le gerarchie sociali influenzano il comportamento. Le gerarchie sociali che includono relazioni dominanti-sottomessi sono comuni sia nelle società animali che in quella umane. Queste relazioni possono essere influenzate dalle interazioni con gli altri e con il loro ambiente, rendendoli difficili da analizzare in uno studio controllato. Piuttosto che una semplice gerarchia di dominanza, questa formazione ha una presentazione complicata che consente ai ratti di evitare l’aggressività. Lo stato può essere stagnante o mutevole e si traduce in complesse stratificazioni sociali. Qui descriviamo un complesso compito diving-for-food per indagare la gerarchia sociale dei roditori e le interazioni comportamentali. Questo modello animale può permetterci di valutare la relazione tra una vasta gamma di malattie mentali e organizzazione sociale, nonché di studiare l’efficacia della terapia sulla disfunzione sociale.

Introduction

I ratti sono animali altamente sociali, rendendoli un modello ideale per comprendere il comportamento sociale e il modo in cui si relaziona al processo decisionale. I ratti si dividono in gruppi gerarchici basati su relazioni dominanti e sottomessi. I ratti possono essere addestrati per compiti che esprimono cooperazione, gestione del rischio, comportamento ingannevole e comportamenti che cambiano a seconda delle decisioni di altri ratti^1,2. Gli studi con modelli di ratti che esprimono questi comportamenti si rivelano utili per comprendere la struttura sociale e la sua relazione con il processo decisionale con rilevanza per la psicologia umana.

Come risorsa necessaria, l’accesso al cibo è una delle principali ragioni dell’organizzazione sociale tra i ratti³. Ratti ingenui sono stati osservati impegnati nell’interazione sociale e nella differenziazione in situazioni in cui l’accesso al cibo era^{limitato 1,2,4,5,6,7,8}. In uno studio, ai ratti adulti è stato richiesto di attraversare un tunnel sott’acqua per accedere al cibo e quindi riportare il cibo attraverso il tunnel fino alla gabbia⁹. I singoli ratti all’interno di ciascun gruppo hanno potuto essere classificati in base al loro metodo di ottenimento del cibo. Sono emersi due profili comportamentali: i primi sono i “portatori”, che si tuffano e nuotano sott’acqua fino all’alimentatore, ottengono un pellet e tengono il pellet in bocca mentre nuotano di nuovo nella gabbia. Il secondo gruppo sono i “non portatori”, che non si tuffano e ottengono cibo solo rubando ai vettori. In gruppi di sei ratti, circa la metà erano portatori e l’altra metà non^9. Tutti i ratti sono stati osservati essere portatori quando sono stati addestrati individualmente nell’apparato subacqueo¹⁰.

Compiti comportamentali simili degli animali comportano la competizione per cibo o spazio e sono stati^{impiegati con polli 11,roditori 12,13,14,15}e maiali¹⁶. Nella prova a tubo, due topi vengono inviati attraverso un tubo stretto dalle estremità opposte, con un topo che necessariamente ce la trasli va dall’altro. Questo test aiuta a misurare la dominanza^{sociale 17,18,19}. Un test comportamentale indicato come test del punto caldo fa competere i topi per una posizione in un piccolo punto caldo in una gabbia altrimenti fredda^19,20.

Un successivo compito di immersione per cibo che è più complesso consente ai ratti portatori di avere accesso a una seconda gabbia, lontano dai non portatori, dove potrebbero consumare il loro cibo^{separatamente 4}. In questo protocollo, presentiamo un compito diving-for-food come modello alternativo per la gerarchia sociale e il comportamento nei ratti. Questo compito di immersione per cibo fornisce un metodo per i ratti per evitare i gruppi sociali della gabbia principale e quindi sfuggire all’aggressività e alle interazioni sociali di altri ratti. Questo compito introduce l’opzione di comportamenti sociali evitanti nei ratti che possono chiarire la nostra comprensione dell’aggressione sociale.

Il funzionamento sociale, che descrive la capacità di impegnarsi in normali ruoli sociali, può essere influenzato da condizioni come la depressione³. Gli individui depressi spesso lottano con la disoccupazione, hanno pochi contatti sociali e difficilmente si impegnano in attività ricreative³. Un trattamento efficace della depressione è spesso misurato dal miglioramento della funzione sociale e^{interpersonale 21}. I trattamenti antidepressivi, tuttavia, variano nella loro efficacia nel trattamento delle menomazioni nel funzionamento sociale legate alla depressione³.

In questa metodologia, abbiamo indotto una condizione depressiva nei ratti attraverso la prova di stress cronico e valutato il livello di anedonia dei ratti, una delle caratteristiche di uno stato simile alla depressione, con un test di preferenza al saccarosio. I ratti anedonici, così come i ratti anedonici ai quali venivano somministrati antidepressivi, sono stati monitorati attraverso il compito diving-for-food rispetto a un gruppo di controllo.

Le attività subacquee per alimenti precedentemente menzionate assomigliano a test di competizione alimentare che spesso usano una sola coppia di animali o una dicotomia come punto di confronto, come vettori e non portatori e una singola analisi che confronta la sottomissione al dominio^15,17,22. Il nostro metodo definisce interazioni più complesse tra ratti attraverso divisioni in molteplici tipi di comportamento, tra cui: portatori e non portatori, coloro che combattono per il cibo e coloro che non lo fanno, e ratti che condividono cibo o vanno in gabbie separate. Crediamo che questo protocollo sia l’unico tipo che utilizza una gerarchia per valutare una complessa struttura di interazione sociale in un gruppo di animali, piuttosto che in coppia. Sarà utile per studi che testano il dominio basato sulla preferenza alimentare, così come studi che mirano a chiarire relazioni più gerarchiche che non si limitano a un modello dominante-sottomesso.

In questo protocollo, descriviamo in dettaglio il complesso compito diving-for-food per indagare l’organizzazione sociale e le interazioni nei ratti con cambiamenti nel comportamento individuale, in particolare dopo lo sviluppo dell’anedonia. Questo modello animale può anche essere utilizzato per studiare altre condizioni psichiatriche associate a cambiamenti nel comportamento sociale e nella gerarchia.

Protocol

Gli esperimenti sono stati condotti conformemente alle raccomandazioni delle dichiarazioni di Helsinki e di Tokyo e agli orientamenti per l’impiego di animali da esperimento della Comunità europea. Gli esperimenti sono stati approvati dal Comitato per la cura degli animali dell’Università Ben-Gurion del Negev. Il codice di autorizzazione per questo esperimento era IL-55-8-12. 1. Preparazione del ratto Ottenere l’approvazione per gli esperimenti dal Comitato istituzionale per la cur…

Representative Results

Cambiamenti del peso corporeoUn ANOVA uni-way non ha mostrato alcuna differenza nei cambiamenti nel peso corporeo tra i gruppi sperimentali per i 21 giorni del compito diving-for-food. Dai giorni da 2 a 21, si sono letete il peso corporeo per tutti e 3 i gruppi (p<0.01, Tabella 1). Prova di preferenza del saccarosioAll’inizio dell’esperimento (giorno 0), non vi era alcuna differenza nella percentuale di preferenza per il saccarosio tra…

Discussion

Le gerarchie sociali determinano il comportamento di molte specie, compresi gli esseri umani, e sono spesso definite da relazioni basate sull’aggressività e sulla sottomissione. Queste relazioni spesso dipendono da fattori ambientali in più delle strutture sociali³⁵. Le formazioni sociali basate sul predominio e sulla sottomissione sono^{sfaccettate 36,37}. Tra gli esseri umani, l’aggressione è descritta come costituita da comportamenti ch…

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