JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

Bedömning av musbedömningsbias genom en luktgrävningsuppgift

Published: March 04, 2022
doi:
10.3791/63426
, , ,
1Department of Integrative Biology,University of Guelph, 2Institute of Cell Biology and Neurosciences,National Scientific and Technical Research Council-University of Buenos Aires, 3Laboratory of Experimental Animals, Faculty of Veterinary Sciences,National University of La Plata, 4Department of Animal Biosciences,University of Guelph

Summary

Den här artikeln ger en detaljerad beskrivning av ett nytt protokoll för musbedömningsbias. Bevis för denna luktgrävningsuppgifts känslighet för affektivt tillstånd demonstreras också och dess användbarhet inom olika forskningsområden diskuteras.

Abstract

Bedömningsbias (JB) är skillnader i hur individer i positiva och negativa affektiva /emotionella tillstånd tolkar tvetydig information. Detta fenomen har länge observerats hos människor, med individer i positiva tillstånd som svarar på tvetydighet “optimistiskt” och de i negativa tillstånd istället visar “pessimism”. Forskare som syftar till att bedöma djurpåverkan har utnyttjat dessa differentiella svar och utvecklat uppgifter för att bedöma bedömningsbias som en indikator på affektivt tillstånd. Dessa uppgifter blir alltmer populära inom olika arter och forskningsområden. Men för laboratoriemöss, de mest använda ryggradsdjuren i forskning och en art som är starkt beroende av att modellera affektiva störningar, har endast en JB-uppgift framgångsrikt validerats som känslig för förändringar i affektivt tillstånd. Här ger vi en detaljerad beskrivning av denna nya murina JB-uppgift och bevis på dess känslighet för muspåverkan. Även om förbättringar fortfarande är nödvändiga, öppnar bedömning av mus JB dörren för att svara på både praktiska frågor om musvälfärd och grundläggande frågor om effekterna av affektivt tillstånd i translationell forskning.

Introduction

Att mäta affektivt modulerad bedömningsbias (hädanefter JB) har visat sig vara ett användbart verktyg för att studera djurens känslomässiga tillstånd. Detta innovativa tillvägagångssätt lånar från mänsklig psykologi eftersom människor som upplever positiva eller negativa affektiva tillstånd (känslor och långsiktiga stämningar) på ett tillförlitligt sätt visar skillnader i hur de bearbetar information 1,2,3. Till exempel kan människor som upplever ångest eller depression tolka neutrala ansiktsuttryck som negativa eller neutrala meningar som hotande 4,5. Det är troligt att dessa fördomar har ett adaptivt värde och därför bevaras över art 6,7. Forskare som syftar till att bedöma djurpåverkan har smart utnyttjat detta fenomen och operationaliserat optimism som den ökade förväntan på belöning som svar på neutrala eller tvetydiga ledtrådar och pessimism som den ökade förväntan på straff eller belöningsfrånvaro 8,9. Således kan optimistiska och pessimistiska svar på tvetydiga stimuli i en experimentell miljö tolkas som indikatorer på positiv respektive negativpåverkan 10,11.

Jämfört med andra indikatorer på djurpåverkan har JB-uppgifter potential att vara särskilt värdefulla verktyg eftersom de kan upptäcka både valens och intensitet hos affektiva tillstånd10,11. JB-uppgifternas förmåga att upptäcka positiva tillstånd (t.ex. Rygula et al.12) är särskilt användbar eftersom de flesta indikatorer på djurpåverkan är begränsade till detektion av negativa tillstånd13. Under JB-uppgifter tränas djur vanligtvis att svara på en positiv diskriminativ cue som förutsäger belöning (t.ex. högfrekvent ton) och en negativ diskriminerande cue som förutsäger straff (t.ex. lågfrekvent ton), innan de presenteras med en tvetydig ledtråd (t.ex. mellanton)8. Om ett djur som svar på tvetydiga ledtrådar “optimistiskt” utför det tränade svaret för den positiva ledtråden (som om man förväntar sig belöning), indikerar detta en positiv bedömningsbias. Alternativt, om djur visar det negativa tränade svaret för att undvika straff, är detta ett tecken på “pessimism” eller negativ bedömningsbias.

Sedan Harding och kollegor8 tog fram den första framgångsrika JB-uppgiften för djur har flera JB-uppgifter utvecklats för ett brett spektrum av arter inom olika forskningsområden7. Men trots deras ökande popularitet är djur JB-uppgifter ofta arbetsintensiva. Dessutom, kanske för att de metodologiskt skiljer sig från de mänskliga uppgifter som inspirerade dem, ger de ibland noll eller kontraintuitiva resultat14 och ger vanligtvis endast små behandlingseffektstorlekar15. Som ett resultat kan JB-uppgifter vara utmanande att utveckla och implementera. Faktum är att för laboratoriemöss, de mest använda ryggradsdjuren i forskning16,17 och en art som är starkt beroende av för att modellera affektiva störningar18, har endast en JB-uppgift framgångsrikt validerats som känslig för förändringar i affektivt tillstånd19 trots många försök under det senaste decenniet (se kompletterande material från Resasco et al.19  för en sammanfattning). Den här artikeln beskriver den nyligen validerade murina JB-uppgiften, beskriver dess biologiskt relevanta design och belyser hur denna humana uppgift kan tillämpas för att testa viktiga hypoteser som är relevanta för muspåverkan. Sammantaget kan protokollet implementeras för att undersöka de affektiva effekterna av alla variabler av intresse på JB hos möss. Detta skulle inkludera kategoriska behandlingsvariabler som beskrivs här (läkemedels- eller sjukdomseffekter, miljöförhållanden, genetisk bakgrund etc.) eller relationer med kontinuerliga variabler (fysiologiska förändringar, hemburbeteenden etc.).

Protocol

Experiment godkändes av University of Guelphs djurvårdskommitté (AUP #3700), genomfördes i enlighet med Canadian Council on Animal Care-riktlinjerna och rapporterades i enlighet med ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments)20 krav. 1. Förberedelse av experiment Experimentell design (se Tabell 1).OBS: Detta beteendetest är en doftbaserad Go /Go-grävningsuppgift, där möss måste gräva efte…

Representative Results

Resultaten som presenteras här återspeglar relevanta resultat från experiment 1 i Resasco et al.19. Försökspersonerna i detta experiment var 18 kvinnliga C57BL/6NCrl (‘C57’) och 18 Balb/cAnNCrl (‘Balb’) möss. Djur anlände till anläggningen vid 3-4 veckors ålder och lottades till miljöberikade eller konventionella inhysningsbehandlingar (EH respektive CH) i blandade stamkvartetter25. Varje bur innehöll en C57 och en Balb, förutom att två DBA/2NCrl-möss använde…

Discussion

Det doftbaserade grävprotokollet och resultaten som beskrivs här visar förmågan hos denna nya JB-uppgift att upptäcka förändringar i musens affektiva tillstånd. Uppgiften utgör därmed ett värdefullt verktyg för olika forskningsområden. I likhet med alla JB-uppgifter är det viktigt att djur först lär sig att skilja mellan ledtrådar (steg 4.7.3) och att den tvetydiga stimulansen tolkas som mellanliggande (steg 5.3). Även om det är enkelt kan det vara utmanande att uppfylla dessa krav, särskilt hos labor…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Författarna är tacksamma mot Miguel Ayala, Lindsey Kitchenham, Dr Michelle Edwards, Sylvia Lam och Stephanie Dejardin för deras bidrag till Reseasco et al.19 valideringsarbete som detta protokoll bygger på. Vi vill också tacka mössen och våra underbara djurvårdstekniker, Michaela Randall och Michelle Cieplak.

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.
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive vulnerability to emotional disorders. Annual Review of Clinical Psychology. 1, 167-195 (2005).
  2. Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive approaches to emotions. Anual Review of Psychology. 45 (1), 25-50 (1994).
  3. 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).
  4. MacLeod, C., Cohen, I. L. Anxiety and the interpretation of ambiguity: A text comprehension study. Journal of Abnormal Psychology. 102 (2), 238-247 (1993).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Mendl, M., Paul, E. Getting to the heart of animal welfare. The study of animal emotion. Stichting Animales. , (2017).
  8. Harding, E. J., Paul, E. S., Mendl, M. Cognitive bias and affective state. Nature. 427 (6972), 312 (2004).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Rygula, R., Pluta, H., Popik, P. Laughing rats are optimistic. PLoS ONE. 7 (12), 51959 (2012).
  13. Boissy, A., et al. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiology and Behavior. 92 (3), 375-397 (2007).
  14. 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).
  15. 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).
  16. . Canadian Council on Animal Care CCAC Animal Data Report 2019 Available from: https://ccac.ca/Documents/AUD/2019-Animal-Data-Report.pdf (2019)
  17. 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)
  18. 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).
  19. Resasco, A., et al. Cancer blues? A promising judgment bias task indicates pessimism in nude mice with tumors. Physiology and Behavior. 238, 113465 (2021).
  20. 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).
  21. 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).
  22. Gygax, L. The A to Z of statistics for testing cognitive judgement bias. Animal Behaviour. 95, 59-69 (2014).
  23. 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).
  24. MacLellan, A., Adcock, A., Mason, G. Behavioral biology of mice. Behavioral Biology of Lab Animals. , 89-111 (2021).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Nip, E. . The long-term effects of environmental enrichment on agonism in female C57BL/6, BALB/c, and DBA/2 mice. Thesis Dissertation. , (2018).
  31. 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).
  32. Ruxton, G. D., Neuhäuser, M. When should we use one-tailed hypothesis testing. Methods in Ecology and Evolution. 1 (2), 114-117 (2010).
  33. Young, J. W., et al. The odour span task: A novel paradigm for assessing working memory in mice. Neuropharmacology. 52 (2), 634-645 (2007).
  34. 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).
  35. 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).
  36. 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).
  37. 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).
  38. Krakenberg, V., et al. Technology or ecology? New tools to assess cognitive judgement bias in mice. Behavioural Brain Research. 362, 279-287 (2019).
  39. Krakenberg, V., et al. Effects of different social experiences on emotional state in mice. Scientific Reports. 10, 15255 (2020).
  40. Bračić, M., Bohn, L., Krakenberg, V., Schielzeth, H., Kaiser, S. Once an optimist, always an optimist? Studying cognitive judgment bias in mice. EcoEvoRxiv. , (2021).
  41. 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).
  42. 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).
  43. 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).
  44. Deacon, R. M. J. Burrowing: A sensitive behavioural assay, tested in five species of laboratory rodents. Behavioural Brain Research. 200 (1), 128-133 (2009).
  45. 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).

Tags

Mouse Judgment Bias TaskOlfactory Digging TaskAffective StateMoodEmotionAnimal WelfareBehavioral TestScent-based Go-go Digging TaskFood RewardsDiscriminative Stimulus OdorAmbiguous OdorNon-aversive Handling
check_url/63426?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
MacLellan, A., Resasco, A., Young, L., Mason, G. Assessment of Mouse Judgment Bias through an Olfactory Digging Task. J. Vis. Exp. (181), e63426, doi:10.3791/63426 (2022).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image