Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

طريقة مختبرية لقياس التثاؤب المعدي في الجرذان

Published: June 14, 2019 doi: 10.3791/59289

Summary

تهدف الطريقة الموصوفة هنا إلى الحصول على منحنيات عدوى التثاؤب في أزواج من الفئران الذكور المألوفة أو غير المألوفة. أقفاص مع ثقوب مفصولة إما أقسام واضحة أو مبهمة مع (أو بدون) وتستخدم الثقوب للكشف عما إذا كانت البصرية, الشم, أو كلا النوعين من العظة الحسية يمكن أن تحفز العدوى التثاؤب.

Abstract

الاتصال هو جانب أساسي من الحياة الاجتماعية الحيوانية. قد تؤثر الحيوانات على بعضها البعض وتجتمع في المدارس، والقطعان، والقطعان. كما أن الاتصال هو الطريقة التي يتفاعل بها الجنسين أثناء الخطوبة وكيف يقوم المنافسون بتسوية النزاعات دون قتال. ومع ذلك، هناك بعض الأنماط السلوكية التي من الصعب اختبار وجود وظيفة التواصل، لأن عدة أنواع من الطرائق الحسية من المرجح أن تشارك. على سبيل المثال، التثاؤب المعدي هو عمل التواصل في الثدييات التي يحتمل أن تحدث من خلال البصر، والسمع، والرائحة، أو مزيج من هذه الحواس اعتمادا على ما إذا كانت الحيوانات مألوفة لبعضها البعض. لذلك، لاختبار الفرضيات حول الدور الممكن التواصل من مثل هذه السلوكيات، طريقة مناسبة ضرورية لتحديد الطرائق الحسية المشاركة.

تهدف الطريقة المقترحة هنا إلى الحصول على منحنيات عدوى التثاؤب للفئران المألوفة وغير المألوفة وتقييم المشاركة النسبية لطرائق الحسية البصرية والشمية. تستخدم هذه الطريقة مواد غير مكلفة، ومع بعض التغييرات الطفيفة، يمكن أيضا أن تستخدم مع أنواع القوارض الأخرى مثل الفئران. وعموما، تنطوي الطريقة على استبدال فواصل واضحة (مع أو بدون ثقوب) مع فواصل مبهمة (مع أو بدون ثقوب) التي تسمح أو تمنع الاتصال بين الفئران وضعت في أقفاص مجاورة مع ثقوب في الجانبين المجاورين. وبناء على ذلك، يمكن اختبار أربعة شروط: التواصل الشمي، والاتصالات البصرية، والاتصالات البصرية والشمية على حد سواء، ولا الاتصالات البصرية أو الشمية. كما يحدث التفاعل الاجتماعي بين الفئران، وهذه الظروف اختبار محاكاة ما قد يحدث في بيئة طبيعية. وفي هذا الصدد، فإن الطريقة المقترحة هنا أكثر فعالية من الأساليب التقليدية التي تعتمد على عروض الفيديو التي يمكن أن تثير صحتها البيولوجية شواغل. ومع ذلك، فإنه لا يميز بين الدور المحتمل للسمع وأدوار الرائحة والرؤية في عدوى التثاؤب.

Introduction

تقليديا، تم دراسة السلوك التواصلي من منظورين. من منظور واحد، علم الأحياء ومراقبة وتسجيل سلوك الحيوانات في البيئات الطبيعية ومحاولة التعرف على قيمته التكيفية1. ولم يكن المعنى أو الحواس الخاصة المعنية هو الاهتمام الرئيسي لهذه الدراسات. من منظور آخر، علماء وظائف الأعضاء أكثر اهتماما في كشف الآليات التي الحيوانات التواصل1؛ ومن ثم، وفرت الدراسات المختبرية أساليب لمعالجة الدور الذيتلعبه الطرائق الحسية في الاتصال 2،3. وهذان المنظوران متكاملان بالفعل، لأن المعرفة بالقيمة التكيفية والآليات الفورية ضرورية للحصول على فهم شامل لسلوكيات التواصل في الحياة الاجتماعية للأحياء.

السلوك التثاؤب هو عنصر واضح من ذخيرة السلوكية في العديد من الأنواع من الفقاريات4، بدءا من الأسماك إلى الرئيسيات5. ويمكن وصفها بأنها فتح بطيء للفم والحفاظ على موقفها المفتوح، تليها إغلاق أكثر سرعة من الفم5. مدة التسلسل كله يعتمد على الأنواع; على سبيل المثال، تتثاءب الرئيسيات لفترات أطول من الأنواع غير الرئيسية6. في كثير نوع, مع أناس يكون الاستثناء, يميل ذكران أن يتثاءب أكثر غالبا من أناثى7. هذه الميزة قد تدعم وظيفة التواصل المحتملة من التثاؤب، على الرغم من أن أنماط منتظمة من التثاؤب وتواتره اليومي قد تشير أيضا إلى وظيفة فسيولوجية. في الفئران، التثاؤب التلقائي يتبع إيقاع circadian، مع قمم عالية التردد التي تحدث في الصباح وبعد الظهر8،9.

واحدة سمة ممتعة من يتثاءب تصرف أنّ هو يستطيع كنت عمل معدّة (عندما ال يطلق حافز من تصرف يحدث أن يكون آخر [أنيمل] يتصرّف [إين ث سم وي]10)في عدّة نوع الفقاريات11,12, 13,14,15,16, بما في ذلك الطيور17 والقوارض18. وعلاوة على ذلك، أشارت الأدلة الأخيرة إلى أن التثاؤب المعدي قد يعكس دور التواصل، لأن التثاؤب من فأر واحد يمكن أن يؤثر على الحالة الفسيولوجية للآخر عندما يتعرض لإشارات الشم19. ومع ذلك، سواء كان التثاؤب له دور التواصل أم لا لا يزال قيد المناقشة20،21، وتحليل التثاؤب المعدية هو الخطوة الأولى الأساسية لحل هذه المسألة.

ومن ناحية أخرى، تم ربط التثاؤب المعدي بقدرة الحيوان على التعاطف مع وجهات نظر الحيوانات الأخرى؛ وبالتالي، الأفراد وثيقة الصلة هي أكثر عرضة لإظهار العدوى4. وقد تم اختبار هذه الفرضية في كثير من الأحيان في الظروف المختبرية التي يتم فيها عرض الحيوانات مع المحفزات التثاؤب على الفيديو12,13; وبالتالي، يمكن أن تحدث العدوى فقط من خلال الإشارات البصرية. وقد قيمت تحقيقات أخرى عدوى التثاؤب في ظروف أكثر طبيعية باستخدام مجموعات من الحيوانات14,15. وتتمثل إحدى المشاكل الرئيسية في ذلك في أن الحيوانات التي تتفاعل اجتماعياً كثيراً ما تستجيب للإشارات وإشارات التبادل التي تنقل من خلال مجموعات من الطرائق الحسية. فصل الحواس الفعلية التي تنطوي عليها في سلوك معين من آثارها مجتمعة ليست دائما مهمة سهلة. عادة، الباحثين الدوائية أو جراحيا تعيق استخدام الحيوان من معنى معين، ثم يستنتج دور هذا المعنى في السلوك ذات الصلة2،3،18،22. لحسن الحظ، هناك طرق أخرى تستخدم فيها الحواجز المادية فقط للسماح أو إعاقة الاتصال بين الحيوانات23،24،25،وبالتالي تحقيق صحة بيولوجية أكبر.

وقد تم تصميم الطريقة المقترحة هنا خصيصا لدراسة التثاؤب المعدية في الفئران مألوفة وغير مألوفة في بيئة اجتماعية. ووفقاً للفرضية المتعاطفة، ينبغي أن تكون المجموعة السابقة أكثر عرضة للتثاؤب المعدي. لا تتطلب هذه الطريقة أن تكون الحيوانات محرومة جراحياً أو دوائية من أي حواس. وبدلاً من ذلك، يعمل عن طريق وضع الجرذان في أقفاص مجاورة مع ثقوب وعرقلة اتصالاتها جسدياً باستخدام فواصل واضحة أو مبهمة مع أو بدون ثقوب. وهكذا، يمكن فحص أربعة شروط اختبار: (1) الاتصال الشم (OC، مفرق غير شفاف مثقب)، (2) الاتصال البصري (VC، مقسم واضح غير مثقب)، (3) الاتصالات البصرية والشمية (VOC، مثقب فاصل واضح)، و (4) لا الاتصال البصري أو الشمي (NVOC، مقسم غير مثقب غير شفاف). لذلك، يمكن للباحثين مقارنة المساهمات النسبية للالشم، البصرية، وإلى حد ما، الإشارات السمعية في عدوى التثاؤب. هذا النهج ليس جديدا، كما تم استخدام أساليب مماثلة لعزل الحواس المشاركة في بعض السلوكيات التواصلية في الحيوانات مثل السحالي23 والفئران26. في الواقع، استخدمت غالوب وزملاؤه27 طريقة مماثلة لإظهار دور الإشارات البصرية في التثاؤب المعدية في budgerigars. وتتمثل السمات الرئيسية لهذه الأساليب في محاكاة السياق الاجتماعي والحد الأدنى من الضغط الذي تتعرض له الحيوانات. وعلاوة على ذلك، فإن استخدام الحيوانات المتفاعلة يزيد من الصحة البيولوجية للاستنتاجات.

هناك عدة طرق لقياس التثاؤب المعدية25,28. الدكتور ستيفن E. G. ليا (الاتصالات الشخصية, 2015) ساعدنا رقميا تكييف طريقة استخدمت سابقا من قبل علماء الثدييات13,14 لتحليل سابق للبيانات المستخدمة هنا18. يتم عرضها في هذا البروتوكول نسخة محسنة من هذا الأسلوب مع نطاق أوسع من التطبيقات. وهو يتألف من ترجيح العدد الإجمالي للتثاؤب للفئران، داخل وخارج نافذة زمنية معينة، بنسبة وقت المراقبة المقابلة للتثاؤب داخل الإطار الزمني وخارجه.

على سبيل المثال، إذا كان من المفترض أن الفئران A و B لوحظ لمدة 12 دقيقة، يتم تسجيل التثاؤب إلى أقرب دقيقة، ويتم تعيين إطار زمني 3 دقيقة لقياس التثاؤب المعدية. بعد ذلك، يتم النظر في تسلسل التثاؤب التالية لكل من تلك الفئران: الفئران A (0,0,0,0,0,0,0,2,0,0,0,2,1) والفئران B (0,1,1,0,1,1,0,0,0,0,0,0,0,3). وتجدر الإشارة إلى أن كل رقم (0-3) يتوافق مع عدد التثاؤب الذي يسجل في كل دقيقة. للجرذ A، خلال الدقائق 1 و 10 و 11 (الأرقام بخط غامق)، لا تثاءب الجرذ B في غضون 3 دقائق السابقة (نافذة الوقت المختار) أو في غضون تلك اللحظة. في تلك الدقائق، الفئران أ يتثاءب ما مجموعه 2 مرات. لذلك، فإن معدل التثاؤب من الفئران A دون أي تحفيز التثاؤب (غير معدل التثاؤب بعد التثاؤب) هو 2/3 (أي، 0.67 التثاؤب / دقيقة). في الدقيقة 9 المتبقية، يتثاءب الجرذ B مرة واحدة على الأقل في نفس اللحظة أو الدقائق الـ 3 السابقة. الجرذ A يتثاءب ما مجموعه أربع مرات في تلك 9 دقائق. لذلك، فإن معدل التثاؤب من الفئران A ردا على التحفيز التثاؤب (معدل ما بعد التثاؤب) هو 4/9 (أي، 0.44 التثاؤب / دقيقة). وينتج عن تطبيق نفس الإجراء على الجرذان باء معدل تثاؤب غير مبتثافي بعد التثاؤب قدره 2/3 (أي 0.66) ومعدل ما بعد التثاؤب البالغ 5/9 (0.55).

من ناحية أخرى، إذا تم تسجيل التثاؤب إلى أقرب عشرية من دقيقة، سوف يؤدي عدوى التثاؤب في وقت ما بعد التثاؤب المعدلة. فعلى سبيل المثال، إذا سجلت أوقات التثاؤب التالية خلال فترة رصد مدتها 12 دقيقة بالنسبة للفئران ألف وباء: الجرذان ألف (2.3، 5-1، 5.8، 10.4، 10.8، 11.1)وجرذ باء (1.2، 2.4، 4.5، 5-1، 11-2، 11.6، 11-8). أما بالنسبة للجرذ ألف، فإن الفترات الزمنية التي لا يتثاءب فيها الجرذ باء في غضون الـ 3 دقائق الماضية تتراوح بين صفر و1.2 دقيقة ومن 8.1 إلى 11.2 دقيقة (أي 3.1 دقيقة)، مما ينتج عنه ما مجموعه 4.3 دقيقة من الوقت غير اللاحق. عدد المرات التي يتثاءب فيها الجرذان A خلال تلك الأوقات هو ثلاثة (أرقام بالخط العريض)، وبالتالي فإن معدل التثاؤب غير التثاؤب هو 3/4.3 (أي 0.69)، في حين أن معدل التثاؤب بعد التثاؤب هو 3/7.7 (أي 0.38؛ المقام من 12-4.3 دقيقة). وبالمثل، بالنسبة للجرذ باء، تتراوح الفترات الزمنية التي لا يتثاءب فيها الجرذ ألف في غضون الـ 3 دقائق الماضية من 0 إلى 2.3 دقيقة ومن 8.8 إلى 10.4 دقيقة، مما ينتج عنه ما مجموعه 3.9 دقيقة. عدد المرات الفئران B التثاؤب في تلك الفترات هو واحد، وبالتالي فإن معدل غير التثاؤب بعد التثاؤب هو 1/3.9 (أي 0.25). وبناء على ذلك، فإن معدل ما بعد التثاؤب هو 6/8.1 (أي 0.74).

في حين أن تطابق شبه معاصر في السلوك هو معيار مثالي لإثبات وجود عدوى، جوانب مثل القيود على ما يحضر للفرد، وقت رد الفعل على التحفيز، وتوزيع السلوك مع مرور الوقت (على سبيل المثال، التثاؤب قد تحدث في الحلقات)، والوقت للتكيف مع الإعداد التجريبي جميع تؤدي إلى اختلافات الأنواع، مما يجعل من الصعب استخدام نافذة زمنية فريدة من نوعها. قد يكون هذا هو السبب في أن الباحثين قد استخدموا نوافذ زمنية تختلف من ثانية5 إلى عدة دقائق11، مما يخلق مشاكل عند مقارنة النتائج28. وبسبب هذا، يقترح تكرار الإجراء المذكور أعلاه لمجموعة من النوافذ الزمنية للحصول على منحنيات عدوى التثاؤب ومقارنة منحنيات عدوى التثاؤب بين الأنواع.

ويمكن مقارنة منحنيات عدوى التثاؤب المكافئة بتوزيع عدد التثاؤب الذي لوحظ على كل جرذ على مدى فترة المراقبة توزيعا عشوائيا. وهكذا، فإن الطريقة المقترحة لقياس عدوى التثاؤب تقدم نوعين من الضوابط: (1) معدل التثاؤب الذي يحدث خارج الإطار الزمني (غير وقت التثاؤب) و (2) منحنى عدوى التثاؤب الاصطناعي الذي تم الحصول عليه من التوزيع العشوائي لعدد التثاؤب. ولذلك، فإن هذا النهج لتحليل العدوى التثاؤب هو خطوة إلى الأمام من الإجراءات الأخرى، مثل تلك التي تقارن النسبة المئوية أو تواتر التثاؤب في غضون فترة زمنية واحدة إلى تلك التي تحدث خارج هذه النافذة25،دون أن تأخذ في الاعتبار إطارات الأوقات الفعلية. وتكمل هذه الطريقة من خلال برنامج R القائم على29 لحساب مريح وموضوعي ة احتمال التثاؤب المعدية لواحد أو أكثر من الوقت النوافذ.

ولتوضيح فائدة هذه الطريقة ومزايا البرنامج القائم على R، تستخدم مجموعة بيانات من دراسة نشرت سابقاً18. وتألفت الحالة التجريبية من 144 جرذا ذكرا مخصصة إما لحالة مألوفة أو غير مألوفة. وقد قسمت الجرذان في كل حالة تجريبية إلى أربع مجموعات فرعية من تسعة أزواج وتعرضت لأي من حالات الاختبار الأربع الموصوفة أعلاه. ثم تم تسجيل السلوكيات التثاؤب من الفئران في كل حالة تجريبية وحالة الاختبار على مدى فترة 60 دقيقة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

وقد أجريت البروتوكولات التجريبية وتربية الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية.

1- المواد

  1. العثور على قائمة كاملة من المواد المستخدمة لتنفيذ الأسلوب في جدول المواد. استخدم الشكل 1 واطلب مشورة الخبراء لبناء طاولة مقلوبة على شكل حرف T وأقفاص مراقبة وفواصل قفص. اتبع مؤشرات السلامة لاستخدام أدوات حادة والمواد التي يحتمل أن تكون خطرة.
  2. جعل مقلوب على شكل حرف T الجدول عن طريق الإلتصاق اثنين من قضبان خشبية مثل السكك الحديدية (45 سم طول، فصل 0.6 سم من بعضها البعض) على الجزء العلوي وفي منتصف قطعة من الخشب (100 سم × 45 سم × 1.5 سم). ثم ضع قطعة ثانية من الخشب (50 سم × 45 سم × 0.6 سم) عمودياً بين القضبان الشبيهة بالسكك الحديدية. تأكد من أن هذه القطعة الثانية من الخشب يمنع زوج من الفئران على جانب واحد من رؤية الزوج الآخر على الجانب الآخر (الشكل 1).
  3. استخدام الزجاج والاكريليك لإنشاء ثمانية أقفاص المراقبة. تأكد من أن كل قفص (19 سم، 19 سم، 10 سم، 3 مم سميك) لديه 24 حفرة متساوية البعد (5 مم قطر) مرتبة في ثلاثة صفوف في منتصف أحد جانبيه. جعل هذا الجانب من الاكريليك (3 مم سميكة) وتقصير ارتفاع الجانب الآخر من 0.7 سم للسماح للفأر للتنفس.
    1. تأكد من أن كل قفص مراقبة لديه غطاء منزلق مصنوع من الاكريليك لمنع الفئران من تربية وتشتيت نفسها خلال فترة المراقبة 60 دقيقة.
  4. جعل أربعة فواصل من الاكريليك (19 سم واسعة، 30 سم عالية، 3 مم سميكة). حفر 24 حفرة (5 مم قطر) التي تتطابق مع تلك الموجودة في أقفاص المراقبة، كل في مقسم واحد واضح ومقسم واحد مبهمة.
  5. إعداد أوراق البيانات مسبقاً لتسجيل حدوث التثاؤب. تدرج في عنوان كل ورقة بيانات اسم المراقب، والحالة التجريبية (أي الفئران المألوفة أو غير المألوفة)، وحالة الاختبار ذات الصلة (OC، VC، VOC، NVOC)، والتاريخ، والأوقات الأولية والأخيرة للملاحظة. تقسيم بقية ورقة البيانات إلى عمودين، كل مع عدد من الفئران مكتوبة في الجزء العلوي، لتسجيل السلوك التثاؤب من الفئران.

2- الإجراء

  1. منزل 144 الفئران الذكور في مجموعات من أربعة في أقفاص بلاستيكية (أقفاص المنزل) من فالعمر حتى تصل إلى 2.5 أشهر في العمر. لا تستخدم الفئران الإناث ، لأنها تميل إلى إظهار اختلاف أكبر في السلوك بسبب الدورات الهرمونية ، والتي قد تكون الخلط مع آثار حالة الاختبار. تأكد من أن الفئران في كل قفص ليست الأشقاء.
    ملاحظة: قد يكون من الصعب الحصول على جميع الفئران معا. في هذه الحالة، إنشاء كتل من ما لا يقل عن 8 الفئران مألوفة و 8 الفئران غير مألوفة بحيث يتم تمثيل كل حالة اختبار مرة واحدة في كل حالة تجريبية30.
  2. للتعرف على الجرذان، ضع علامة عليها بأرقام رمزية على ذيولها باستخدام علامة تجارية. على سبيل المثال، تمثل الأرقام 1 إلى 4 عن طريق الجمع بين النقاط والخطوط (على سبيل المثال، نقطة واحدة للرقم 1 وسطر واحد للرقم 4). تحديد الفئران مألوفة وغير مألوفة باستخدام ألوان مختلفة.
    ملاحظة: التعامل مع الفئران باتباع توجيهات السلامة التي يقدمها موظفو مرفق الحيوان، والامتثال للتوصيات المتعلقة بالاستخدام الصحيح لحيواناتهم المختبرية في المؤسسة التي سيتم فيها إجراء التجارب.
  3. اختيار عشوائيا التي أقفاص المنزل سوف تؤوي مجموعة من الفئران مألوفة والتي سوف تؤوي مجموعة غير مألوفة. على سبيل المثال، لنفترض أن هناك 16 الفئران المتاحة الذين يعيشون في أربعة أقفاص المنزل: عدد أقفاص المنزل 1 إلى 4، ثم استخدام R (تحميل في http://cran.r-project.org/) على النحو التالي [بعد موجه (>):
    > عينة (4,4)
    [1] 4 3 2 1
    1. تجميع الفئران مألوفة (أو غير مألوفة) في أقفاص المنزل 4 و 3، وتجميع الفئران غير مألوفة (أو مألوفة) في أقفاص المنزل 2 و 1. تأكد من أن موظفي مرفق الحيوان يحافظون على هوية كل قفص ويعالج الفئران بنفس الطريقة التي تحتفظ بها جميع الجرذان الأخرى في منشأة الحيوانات.
    2. استخدام برنامج R مرة أخرى واختيار عشوائيا الفئران لتشكيل كل زوج في كل حالة تجريبية. تأكد من أن الجرذان في كل زوج من الفئران المألوفة تنشأ من نفس القفص المنزلي، وضمان أن العكس صحيح بالنسبة للأزواج في مجموعة غير مألوفة. اختيار عشوائيا أزواج من الفئران لكل حالة اختبار في كل حالة تجريبية.
  4. قم بإجراء جلستين اختبار في اليوم مع اثنين من الحالات الثمانية الممكنة للاختبار (أربع لكل جرذان مألوفة وغير مألوفة) لكل جلسة اختبار (أي فترة مراقبة لمدة 60 دقيقة). إجراء جلستي الاختبار على التوالي في غضون 3 ح.
    ملاحظة: تأكد من إجراء جميع جلسات الاختبار (أربعة أزواج من الفئران في اليوم) إما في الصباح أو بعد الظهر لتجنب أي عوامل ملتبسة. تشغيل نسخة كاملة (ثمانية حالات اختبار) من التجربة على مدى يومين متتاليين.
    1. تأكد من استخدام حالات الاختبار في تسلسل عشوائي لكل نسخة متماثلة من التجربة. على سبيل المثال، استخدم الأرقام من 1 إلى 8 لتعريف كل حالة اختبار، ثم استخدم R كما يلي:
      > عينة (8,8)
      [1] 8 7 4 6 5 1 2 3
    2. تخصيص حالات اختبار 8 و 7 إلى جلسة اختبار 1، اختبار الحالات 4 و 6 لاختبار الجلسة 2، وهكذا. ثم، عشوائياً اختيار الجانب من الجدول على شكل حرف T المقلوب حيث سيتم وضع كل زوج من الفئران (حالة الاختبار).
  5. كرر نفس الإجراء (الخطوات من 2.3 إلى 2.4.2) للنسخ المتماثل الثاني (أي.
    ملاحظة: إذا كان الهدف من الدراسة هو اختبار آثار حالة اجتماعية (أي اثنين من الفئران المتفاعلة) على تردد التثاؤب، استخدم جرذ واحد يوضع في قفص مراقبة بجوار قفص مراقبة فارغ كمراقبة لكل حالة من حالات الاختبار الأربع. تنفيذ هذه التجربة 2X لكل حالة اختبار لمجموعة مراقبة من ثمانية الفئران.
  6. إعداد جلسة الاختبار عن طريق نقل أول أربعة فئران من منشأة الحيوان إلى غرفة المراقبة، حيث أنها ستبقى لمدة 15 دقيقة للتكيف مع البيئة الجديدة. نقل الفئران في أقفاص فردية وإبقائها منفصلة عن بعضها البعض أثناء النقل وفي غرفة المراقبة.
    ملاحظة: اتبع توجيهات السلامة لنقل الحيوانات التي يقدمها موظفو مرفق الحيوان واستخدام الملابس المشار إليها للعمل مع الحيوانات في المختبر. ولن يكون لدى الجرذان إمكانية الحصول على الغذاء والماء أثناء وجودهم في غرفة المراقبة.
  7. بعد مرور فترة التأقلم، ضع الطاولة المقلوبة على شكل حرف T على طاولة مستطيلة أكبر. تأكد من وجود مصباح السقف الذي يضيء الغرفة بما فيه الكفاية عند إجراء الملاحظات.
  8. وضع ورقة تصفية على الجزء السفلي من كل قفص المراقبة ووضع الأقفاص في أزواج على كل جانب من الجدول على شكل حرف T مقلوب. وضع الفاصل المقابلة في بين كل زوج من الأقفاص.
    ملاحظة: ورقة الفلتر يجعل من السهل لتنظيف الأقفاص ويوفر سطح خشن الذي الفئران يمكن أن تتحرك دون الانزلاق.
  9. وضع استراتيجيا اثنين من كاميرات الفيديو الرقمية بحيث كل يسجل السلوك التثاؤب من كل زوج من الفئران. تأكد من أن كاميرات الفيديو يتم تثبيتها بأمان إلى حوامل وموجهة بشكل صحيح إلى أقفاص المراقبة. قم بتوصيل كاميرات الفيديو بكمبيوتر مكتبي لمراقبة سلوك الفئران في نفس الوقت.
    ملاحظة: تخزين المعلومات الرقمية على محركات أقراص فلاش لأرشفة جلسات التجريبية بشكل دائم. استخدم محركات أقراص فلاش ذات سعة تخزين عالية.
  10. بعد فترة التأقلم، ضع الجرذان في أقفاص المراقبة وفقا للتخصيص الذي سبق تحديده. تعيين التركيز التلقائي لكاميرا الفيديو وبدء تسجيل الفيديو في وقت واحد مع ساعة توقيت. إيقاف تسجيل الفيديو في نهاية فترة المراقبة 60 دقيقة.
    ملاحظة: في حين أن التجريب قد يكون خارج الغرفة أثناء جلسة الاختبار ومراقبة عن بعد، فمن المستحسن أن شخص واحد في غرفة المراقبة (بعيدا قدر الإمكان عن الإعداد التجريبي) أثناء مراقبة سلوك الفئران إلى التأكد من أن دورة الاختبار تمضي دون انقطاع.
  11. عندما تكون الملاحظة قد انتهت، اعيد الجرذان إلى أقفاصها المنزلية في منشأة الحيوانات. اطلب من موظفي مرفق الحيوان التأكد من أن الفئران يمكن هات ة من الغذاء والماء مرة أخرى. تنظيف تماما أقفاص المراقبة باستخدام المنظفات غير سامة وإعداد الإعداد التجريبي لأداء جلسات الاختبار الثاني والأخير من اليوم.
    ملاحظة: تنظيف الخشب لإزالة أي الروائح التي تركتها الفئران عند وضعها في أقفاص المراقبة، والتي يمكن أن تؤثر على سلوك الزوج التالي من الفئران اختبارها.
  12. تدريب متطوع أو اثنين من المتطوعين أعمى جزئيا ً عن العلاجات المخصصة لتحديد وتسجيل التثاؤب باستخدام طريقة أخذ العينات الشاملة. تأكد من أن المراقبين يستخدمون تعريف التثاؤب الموصوف في قسم المقدمة.
  13. تشغيل مرة أخرى وعرض كل فيديو على شاشة الكمبيوتر باستخدام أي نظام تشغيل قياسي. اطلب من المراقب أن يعرض كل فيديو ويراقب ويسجل سلوك التثاؤب باستخدام أوراق البيانات المعدة سابقاً، ثم اسمح له بمراجعة مقاطع الفيديو بسرعات أبطأ لتعزيز القدرة على مراقبة وقياس التثاؤب.
    1. اطلب من المراقبين تسجيل التثاؤب باستخدام نظام تدوين مشابه لما يلي: استخدم الخطوط العمودية مع الدقيقة المكتوبة كوصف فائق لتمثيل حدوث التثاؤب (على سبيلالمثال، | 3 || 6 | 9، مما يدل على تثاؤب واحد في الدقيقة 3، واثنين من التثاؤب في الدقيقة 6، وتثاءب واحد في الدقيقة 9). درجة التثاؤب كتسلسل (على سبيل المثال، 1.2، 2.2، 3.2، 5.0، 5.8) لتسجيله بدقة أكبر (دقائق تقريب إلى مكان عشري واحد).
    2. بدلاً من ذلك، مباشرة إدخال البيانات من أشرطة الفيديو إلى جهاز كمبيوتر باستخدام برامج جمع البيانات القياسية. تأكد من أن يكون المراقب على دراية بهذه البرامج.
      ملاحظة: إذا لزم الأمر، السماح للمراقب لعرض كل فيديو في أكثر من جلسة عمل واحدة. تأكد من أن أحد المراقبين ينظر إلى جميع مقاطع الفيديو المطابقة لكتلة واحدة من التجارب. إذا شاهد مراقبان مختلفان مقاطع الفيديو هذه، فقد يكون هناك خطر من أن الاختلافات في قدراتهم على الملاحظة وتسجيل التثاؤب سوف تخلط بين آثار حالات الاختبار. من المهم تسجيل الموثوقية داخل المراقب بين المراقبين المختلفين على 10% - 20 % من مقاطع الفيديو لضمان أن التثاؤب مشروح بنفس الطريقة.

3 - تجهيز البيانات

  1. نسخ التسلسل الزمني للتثاؤب في كل فأر من أوراق البيانات إلى جدول البيانات. تأكد من وجود عمود واحد لكل فأر له عنوان قصير (على سبيل المثال، fr1.l و fr1.r للإشارة إلى أول زوج من الفئران المألوفة على الجانبين الأيسر والأيمن، على التوالي). تأكد من أن جميع الأعمدة هي نفس الطول عن طريق ملء الخلايا الفارغة مع إما 0 أو NA (انظر أدناه).
    ملاحظة: استخدام الدليل العام المقدم كمستند تكميلي لفهم الخطوات التالية تماما لمعالجة البيانات، وقياس التثاؤب المعدية، والحصول على منحنيات التثاؤب المعدية.
    1. إذا تم تسجيل التثاؤب إلى أقرب دقيقة، اكتب عدد التثاؤب في كل دقيقة ذات صلة واستخدم 0 (لا تثاؤب) لملء الخلايا عندما لم يحدث التثاؤب في دقيقة معينة. حفظ ورقة العمل كملف نصي (.txt).
    2. إذا تم تسجيل التثاؤب إلى أقرب عشرية من دقيقة، اكتب في التسلسل أعلى لأسفل واستخدام "NA" لملء الفراغات الفارغة من الأعمدة (الفئران) التي تكون فيها أعداد التثاؤب (الصفوف) أقل من أرقام العمود مع الحد الأقصى لعدد (الصفوف) من التثاؤب المسجلة لـ r في. حفظ ورقة العمل كملف نصي (.txt).
      ملاحظة: كما R لديه القدرة على العمل مع الخلايا الفارغة، ورقة العمل يمكن حفظها مع أعمدة من أطوال مختلفة. استخدم خيارات التعليمات التي يوفرها R لمعالجة البيانات المفقودة.
  2. بدء R. استيراد البيانات من الملف الذي تم تحديد موقعها مسبقاً.
  3. حفظ رموز البرنامج مع التمديد ". R" (المقدمة كمواد تكميلية)، ثم قم بتحميل رمز البرنامج المحدد (انظر الدليل العام) اعتمادا على ما إذا كان تم تسجيل التثاؤب كأعداد صحيحة أو أرقام كسور. قم بتشغيل البرنامج لكل زوج من الفئران وعدد المطلوب من الأطر الزمنية.
    1. تشغيل البرنامج مرة أخرى، والآن باستخدام توزيع عشوائي لعدد التثاؤب من كل الفئران (انظر الدليل العام). اتبع الخطوات نفسها (الخطوات 3.3 إلى 3-3-1) لجميع الظروف التجريبية (أي الفئران المألوفة وغير المألوفة) و/أو جميع حالات الاختبار. تابع كما هو موضح في الدليل العام وتصدير النتائج إلى Excel.
      ملاحظة: بدلاً من استيراد برنامج تم حفظه مسبقاً، كما اقترح أعلاه باستخدام محرر نص، نسخ ولصق البرنامج مباشرة في مساحة عمل R.
  4. لإنشاء منحنيات عدوى التثاؤب، استخدم البيانات التي تم حفظها مسبقًا في جدول بيانات. طرح معدلات عدم العدوى من معدلات العدوى لكل زوج من الفئران، ونافذة الوقت، وحالة الاختبار. فصل التحليلات للبيانات الملاحظة والبيانات الاصطناعية (الموزعة عشوائيا).
    1. بعد ذلك، حساب فترات الثقة (CI) لكل إطار الوقت وحالة الاختبار باستخدام إجراء التمهيد (راجع الدليل العام). فصل التحليلات للفئران المألوفة وغير المألوفة. ثم، ضم البيانات الاصطناعية من حالات الاختبار الأربعة لكل حالة تجريبية وحساب CI لكل إطار زمني باستخدام إجراء التمهيد.
    2. بعد ذلك، إنشاء قطع أرض لكل حالة اختبار وحالة تجريبية (انظر الشكل 2 والشكل 3). وأخيراً، قم بإجراء تحليل انحدار يُعدّ ليقارن شدة العدوى بالتثاؤب بين حالات الاختبار (انظر أدناه).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

تم اختيار الفئران من خط فرعي تم إنتاجه سابقا ً من جرذان سبراغ-دولي التي تم اختيارها للتثاؤب المتكرر (حوالي 22 تثاؤب في الساعة31). ومع ذلك، فإن أزواج تسعة من غير مألوفة وتسعة أزواج من الفئران الذكور مألوفة (بين 2.5 و 3 أشهر من العمر) المستخدمة في حالة الاختبار تثاءب ما يقرب من 12 مرة في الساعة، في المتوسط18. لذلك، فإن حالات الاختبار لقياس العدوى التثاؤب تمنع جزئيا سلوك التثاؤب.

وقد تم قياس عدوى التثاؤب على مدى مجموعة من النوافذ الزمنية التي تراوحت بين 1 و10 دقائق. هذه المنحنيات العدوى التثاؤب تشير إلى أن فقط OC الفئران (في أقفاص مع مفرق مثقب، مبهمة) أظهرت العدوى التثاؤب، وهو ما يتضح من نافذة الوقت 4 وما بعده، لأن CI من المتوسطات لا تتداخل مع CI من الأرقام المخصصة عشوائيا لل التثاؤب على مدى فترة 60 دقيقة. وأشار النطاق، كما هو متوقع، إلى أن توزيعا عشوائيا لعدد التثاؤب في كل جرذ في فترة المراقبة أدى إلى معدلات تثاؤب تذبذبت عند الصفر تقريبا، دون أن تظهر أي نمط واضح.

وأشار نموذج الانحدار الخطي المتعدد المعتَبَد إلى البيانات إلى أنالمنحنيات المأخوذة من حالات الاختبار الأربع كانت مختلفة اختلافاً كبيراً (F1,3 = 11.5, p < 0.0001). وعلى وجه التحديد، كانت عدوى التثاؤب أقوى في فئران OC من: فئران VC (الجرذان في أقفاص ذات فاصل واضح غير مثقب؛ والفئران في أقفاص ذات حاجز واضح غير مثقب؛ والفئران في أقفاص ذات حاجز واضح غير مثقب؛ ونسبة الجرذان في الأقفاص التي تحتوي على فاصل واضح غير مُزفر؛ والفئران التي تُؤكَر في الأقفاص التي تحتوي على فاصل واضح غير مُزفر؛ ونسبة t = -3.8، p < 0.001)، فئران المركبات العضوية المتطايرة (الفئران في أقفاص مع مفرق مثقب وواضح؛ t = -5.74، p < 0.0001)، وجرذان NVOC (الفئران في أقفاص مع مقسم غير مثقب، غير شفاف؛ t = -2.64، p < 0.01). وفي جميع الحالات، كانت درجات الحرية 695 درجة، لأن التحليل لم يأخذ في الاعتبار حالات الاختبار الأربع فحسب، بل أيضا النوافذ الزمنية العشر. بما أنّ هذا شروط يلد [أوتوكرّر] قياسات, أضفت [أوتوونأيشن] عبارة كان ([أرما], [أوغرسّيكتيف] يتحرّك معدل) إلى النموذج إحصائيّة. كما اختلفت الاتجاهات العامة على مدى 10 إطارات زمنيةإحصائياً من منحدر 0 (F1,1 = 11.99, p < 0.0001). ويبين الشكل 3 نفس التحليل الذي تم في الشكل2، ويطبق على الجرذان الذكورية المألوفة. في هذه الحالة، لم تحفز أي من حالات الاختبار الأربع عدوى التثاؤب لأن CI تداخلت مع الفرقة CI ولدت عشوائيا. لم تكن هناك فروق بين حالات الاختبار الأربع (F1,3 = p = 0.14)؛ على الرغم من أن الزيادة الإجمالية في العدوى التثاؤبعلى النوافذ 10 الوقت تختلف من منحدر 0 (F1,1 = 9، P < 0.01).

قد يكون دور olfaction في الحياة الاجتماعية للثدييات السبب في أن فقط الفئران OC أظهرت العدوى التثاؤب والتثاؤب في كثير من الأحيان من الفئران VC18. قد لا يكون العظة البصرية قد يسرت التثاؤب، لأن الفئران ألبينو لا نرى وكذلك الفئران غير ألبينو. ومع ذلك، تثاءبت الفئران VC ضعف ما مجموعة من الفئران وضعت بشكل فردي في قفص المراقبة بجوار قفص فارغ18. هذا الاستنتاج يدعم بشكل قاطع الطبيعة الاجتماعية للتثاؤب ويشير إلى أن عدوى التثاؤب في الفئران تعتمد على العظة الشم. ومع ذلك، فإن هذا الأخير يدعم فقط درجة الألفة بين أزواج من الفئران كما تشارك في عدوى التثاؤب، والعظة السمعية هي القناة المحتملة التي تحدث عدوى التثاؤب18.

وعموما، هذه هي نتائج غير متوقعة وفقا للتنبؤ بأن الفئران مألوفة بدلا من غير مألوفة سوف تظهر التثاؤب المعدية. على الرغم من أن النتائج المقدمة لا تستخدم السيطرة الإيجابية (ليس لدينا بيانات التي لوحظ التثاؤب المعدية في الأفراد وثيقة الصلة)، ويعتقد أن هذه الطريقة غير متحيزة للتثاؤب المعدية في الفئران غير مألوفة. وهناك عناصر عديدة تؤيد هذه المطالبة. أولا، لم الفئران مألوفة وغير مألوفة لا تختلف في الترددات المتوسطة من التثاؤب18؛ وهكذا، فإن الاختلافات في العدوى التثاؤب الكشف هنا لا يبدو أن تعتمد على مدى تواتر تثاءب. ثانياً، إن تخصيص نفس أعداد التثاؤب لكل جرذ عشوائياً لفترة المراقبة وأن ذلك لم يسفر عن عدوى التثاؤب في أي مجموعة يجعل اكتشاف التثاؤب المعدي في الجرذان غير المألوفة أكثر قوة. وأخيراً، تم تطبيق تحليل الترابط المتبادل (للكشف عن مطابقة متزامنة من السلوك) سابقا18 إلى نفس مجموعة البيانات المستخدمة هنا، وتزامنت النتيجة مع ما تم العثور عليه. ولذلك، فإن هذه الطريقة حساسة بما فيه الكفاية للكشف عن وقياس التغيرات في التثاؤب المعدية.

وبدلاً من ذلك، يمكن التساؤل عما إذا كان ما تم العثور عليه هنا هو التثاؤب المعدي. وهذا الشاغل لا يقتصر على هذه الدراسة. وهناك منظوران أثار التثاؤب المعدي وسببيتها مخاوف. أولاً، لا يبدو أن التعاطف هو العامل الوحيد الكامن وراء التثاؤب المعدي18،حيث أن الأنواع التي لا يتوقع أن تظهر التعاطف و/أو مهارات الإسناد الذهنية مثل الأغنام والجرذان لا تزال تظهر التثاؤب المعدي. ثانياً، هناك قلق متزايد من أن ما يسمى بالتثاؤب المعدي قد لا يكون كذلك. وعلى مدى عقود عديدة (ثورب، 1956؛ استشهد بها سابقاً10)،اعتُبر أنماط السلوك المعدية والقوالب النمطية والتثاؤب المعدي على وجه الخصوص تعبيراً عن التيسير الاجتماعي. وفي الآونة الأخيرة، اقترح كابيتني ونيلسن25 من خلال استخدام بيانات محاكاة أن ما هو خطأ الإدراك التعرف على النمط قد يسمى بشكل غير صحيح التثاؤب المعدية. ولذلك، قد لا تكمن المشكلة في الطريقة التي يتم بها قياس التثاؤب المعدي، بل في كيفية تعريفه.

وباختصار، فإن الطريقة المقترحة هنا مفيدة للكشف عن عدوى التثاؤب. وبالإضافة إلى ذلك، فمن المفيد لتجاهل بعض الإشارات الحسية، وبالتالي تقليل عدد الإشارات الحسية إلى واحد أو اثنين فقط. ومن الضروري إجراء تجارب أخرى لاختبار تنبؤات محددة للتمييز بين آثار أحد الحواس والأخرى.

Figure 1
الشكل 1 التخطيطية للمراقبة انشاء لقياس التثاؤب المعدية. تم ترتيب أربعة أقفاص فردية في أزواج على كل جانب من الجدول على شكل حرف T مقلوب. في كل زوج، كانت الأقفاص تواجه بعضها البعض مع فواصل الاكريليك في ما بين. ويحدد وضع الاختبار المحدد ما إذا كان الفاصل بين الأقفاص يحتوي على ثقوب وما إذا كان واضحاً أو مبهماً. كاميرات الفيديو كانت في وضع استراتيجي لتسجيل أي مثيل من السلوك التثاؤب. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2 المنحنيات العدوى التثاؤب لتسعة أزواج من الفئران الذكور غير مألوف ة يتعرض إلى (A) العظة الشمية، (ب) العظة البصرية، (ج) العظة الشمية والبصرية، و (D) لا البصرية ولا العظة الشمية. كل دائرة تمثل الفرق المتوسط في معدل التثاؤب مع 95% فترات الثقة (CI) من الفئران التي تثاءب في نفس الدقيقة أو في الدقيقة (نافذة الوقت) قبل التثاؤب من الفئران الأخرى وعندما لم تثاءب. وتشير قيم معدل التثاؤب فوق الخط المتقطع إلى عدوى التثاؤب، في حين تشير القيم تحت الخط المتقطع إلى عدم وجود عدوى غير تثاؤب. الخط الصلب الانضمام إلى النقاط في كل نافذة زمنية يستخدم للإشارة إلى متوسط الفرق في معدلات التثاؤب في كل نافذة وقت عندما تم تخصيص عدد التثاؤب من كل الفئران عشوائيا إلى فترة المراقبة 60 دقيقة. يشير الشريط الرمادي الداكن إلى وجود فاصل بيانات 95% تم الحصول عليه من خلال الجمع بين مجموعة البيانات العشوائية من حالات الاختبار الأربع في كل نافذة زمنية (يتم استخدام الظل المستمر لتسهيل تفسير الشكل). تمت إزالة زوج واحد من الفئران المعرضة للإشارات الشمية من التحليل لأن أيا من الفئران تثاءب. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3 المنحنيات العدوى التثاؤب لتسعة أزواج من الفئران الذكور مألوفة يتعرض ل (A) العظة الشمية، (ب) العظة البصرية، (ج) العظة الشمية والبصرية، و (D) لا البصرية ولا العظة الشمية. كل دائرة تمثل الفرق المتوسط في معدل التثاؤب مع 95% فترات الثقة (CI) من الفئران التي تثاءب في نفس الدقيقة أو في الدقيقة (نافذة الوقت) قبل التثاؤب من الفئران الأخرى وعندما لم تثاءب. وتشير قيم معدل التثاؤب فوق الخط المتقطع إلى عدوى التثاؤب، في حين تشير القيم تحت الخط المتقطع إلى عدم وجود عدوى غير تثاؤب. يشير الخط الصلب إلى متوسط الفرق في معدلات التثاؤب في كل نافذة زمنية عندما تم تخصيص عدد التثاؤب لكل فأر عشوائياً لفترة المراقبة التي تبلغ 60 دقيقة. يشير الشريط الرمادي الداكن إلى CI 95% تم الحصول عليها عن طريق تجميع مجموعة البيانات العشوائية من حالات الاختبار الأربعة في كل إطار وقت. تمت إزالة زوج واحد من الفئران المعرضة للإشارات البصرية من التحليل لأن أحد الفئران لم تثاءب. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

وهناك خطوات حاسمة في الطريقة التي ينبغي أخذها في الاعتبار للحصول على نتائج ناجحة. يجب على الجرذان المألوفة مشاركة الأقفاص المنزلية لمدة 1.5 شهر على الأقل بعد فتمت وقبل إجراء التجارب. ومع ذلك، يجب أن الفئران غير مألوفة تعيش في أقفاص منزل منفصلة. في كلتا الحالتين ، يجب أن تأتي أزواج الفئران من القمامة المختلفة ولكن تكون مماثلة في العمر قدر الإمكان. وفيما يتعلق أقفاص المراقبة، يجب أن الثقوب مطابقة لتلك الموجودة في فواصل، لأن هذا هو السبيل الوحيد لضمان اتصال الشم بين الفئران. ومن ناحية أخرى، ينبغي أن تكون الفواصل واضحة بما فيه الكفاية لضمان الاتصال البصري أو التعتيم بما فيه الكفاية لضمان عدم وجود اتصال بصري. القسم الخشبي بين زوج واحد من الفئران والآخر يجب أن تكون كافية لمنع الفئران على جانب واحد من رؤية تلك على الجانب الآخر. وثمة جانب حاسم آخر هو التصميم المناسب للتجربة. وعندما يكون هناك شك في أن عملية ما قد تكون متحيزة، ينبغي تنفيذ إجراء عشوائي30.

يجب أن لا يمثل الأسلوب مشاكل خطيرة للمستخدمين. جعل الثقوب في الزجاج كان المشكلة التقنية الرئيسية التي تواجهها، وبسبب ذلك، تم استخدام الاكريليك بدلا من ذلك. ومع ذلك، يمكن استخدام الزجاج لصنع أقفاص المراقبة بأكملها، شريطة الحصول على المشورة المهنية. وينبغي التأكد من أن حواف الثقوب يتم إيداعها لتجنب شظايا الزجاج التي قد تجرح الفئران. ومع ذلك، لا ينصح بتعديل الطريقة الرئيسية (على سبيل المثال، جعل الثقوب أكبر). بالإضافة إلى ذلك، قد يجعل استخدام مجموعة مختلطة من الذكور والإناث من الصعب الكشف عن عدوى التثاؤب.

قد تكون الفواصل المستخدمة هنا غير كافية لمنع الفئران من استخدام الإشارات السمعية، لأن الفئران قادرة على إنتاج وإدراك الأصوات في الترددات التي من المرجح أن المواد من أقفاص المراقبة وفواصل لا تمنع على الأرجح. ومع ذلك، فإن هذا الوضع في حد ذاته يجعل من الممكن أن نستنتج أن العظة السمعية تسببت في عدوى التثاؤب18 وأن العظة الشمية لم تسهل سوى الاعتراف بدرجة الألفة لدى الشريك. ولذلك، فإن الطريقة المقترحة هنا لا تزال توفر أدلة معقولة لتحديد الحواس التي تنطوي على التثاؤب المعدي وشدة استخدامها.

وقد تم تصميم أساليب سابقة لدراسة التثاؤب المعدي في الظروف المختبرية أساسا عن طريق تقديم أشرطة الفيديو للأفراد التجريبية12,13, ولكن هذه كانت النهج مشكوك فيها من حيث الصحة البيولوجية. الطريقة المعروضة هنا يحل هذا القلق باستخدام الحيوانات التفاعل اجتماعيا في ظروف أكثر مماثلة لما يحدث في العالم الحقيقي. وعلاوة على ذلك، يمكن أن تستكشف في وقت واحد مشاركة عدة طرائق حسية في مجموعة تجريبية واحدة. ومن المسلم به أن هذه الطريقة لا تميز تماما بين آثار الإشارات السمعية وغيرها من الإشارات الحسية. ومع ذلك، قد تسمح تجربة أخرى مصممة تصميما جيدا للباحثين باستنتاج الطريقة الحسية الأكثر احتمالا التي تنطوي على18. أحد الحلول غير الغازية المحتملة هو استخدام الضوضاء البيضاء لإخفاء الأصوات والقضاء على العظة السمعية. وبالمثل، قد يعرض الباحثون الفئران السذاجة إلى الفراش من الفئران OC لتحديد دور العظة الشم، وهو إجراء ثبت في دراسات التيسير الاجتماعي32.

ويمكن توسيع نطاق استخدام هذه الطريقة لدراسة عدوى التثاؤب في الأنواع الأخرى. على سبيل المثال، يمكن استخدام هذا الإعداد بعد تعديلات بسيطة مع الحيوانات مثل الفئران والهمستر لمقارنة منحنيات عدوى التثاؤب. وقد تكشف المقارنات بين الأنواع المختلفة عن أنماط غير متوقعة. الخطة التجريبية الأساسية يمكن أن تعمل مع الحيوانات الكبيرة مثل خنازير غينيا والقطط والأرانب. وبالمثل، يمكن استخدام هذه الطريقة لدراسة السلوكيات الأخرى التي يحتمل أن تكون معدية مثل الاستمالة والخدش. يمكن للبرنامج القائم على R تقليل الوقت الذي يقضيه في حساب عدوى التثاؤب لعدة نوافذ مرة ويمكن استخدامه لقياس عدوى التثاؤب في الأنواع الفقارية الأخرى، شريطة أن يكون المستخدم قد جمع سابقا البيانات ذات الصلة.

وخلاصة القول إن المزايا الرئيسية لهذه الطريقة هي التمكن من اكتساب منحنيات العدوى التثاؤب والمساعدة في التمييز بين الأدوار النسبية للطرائق الحسية المعنية. والحصول على منحنيات عدوى التثاؤب هو، على حد علمنا، نهج جديد قد يكون مفيدا لقياس قوة العدوى ومراقبة كيفية اختلاف هذه الكثافة بين الأنواع. وفقا لذلك، يمكن أيضا أن تستخدم هذه الطريقة مع بعض التعديلات في الأنواع الحيوانية الأخرى مثل الأغنام16، الذئاب15، الكلاب33، الثعابين34، والأسماك5. في كل هذه الأنواع باستثناء الثعابين، وقد تم توثيق التثاؤب سابقا. في الواقع، تم استخدام طريقة مماثلة لتلك المعروضة هنا بنجاح في budgerigars27. ويمكن استخدام هذه الطريقة أيضا لدراسة أنواع أخرى من السلوك التي هي معدية. على سبيل المثال، قد تكون السلوكيات مثل التفاعل العاطفي، والاستمالة، والخدش في القوارض معدية. في الواقع، أظهرت الطريقة المقترحة هنا التفاعل العاطفي المعدية في الفئران مألوفة18.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ولم يعلن أصحاب البلاغ عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgments

ومولت جزئيا ً أ. م. نائب رئيس الجامعة في جامعة بويبلا. نحن مدينون بشكل خاص لموظفي منشأة الحيوانات "كلود برنارد" لاستخدام الفئران لاطلاق النار. نشكر الحكام المجهولين على تعليقاتهم على الإصدارات المبكرة من هذه المخطوطة. العرض التقديمي أقل صرامة وأكثر توازنا بسبب تعليقاتهم مدروس

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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.  

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cézilly, F. A. History of Behavioural Ecology. Behavioural Ecology. Danchin, E., Giraldeau, L. A., Cézilly, F. , Oxford University Press. 3-27 (2008).
  2. Medina, L. M., Garcia, C. M., Urbina, A. F., Manjarrez, J., Moyaho, A. Female vibration discourages male courtship behaviour in the Amarillo fish (Girardinichthys multiradiatus). Behavioural Processes. 100, 163-168 (2013).
  3. Mekdara, P. J., Schwalbe, M. A., Coughlin, L. L., Tytell, E. D. The effects of lateral line ablation and regeneration in schooling giant danios. Journal of Experimental Biology. 221 (8), 175166 (2018).
  4. Walusinski, O. Contagious Yawning. Encyclopedia of Animal Cognition. Vonk, J., Shackelford, T. K. , Springer Nature. Switzerland. 1-5 (2018).
  5. Baenninger, R. Some comparative aspects of yawning in Bettasplendens, Homosapiens, Pantheraleo, and Papio sphinx. Journal of Comparative Psychology. 101 (4), 349-354 (1987).
  6. Gallup, A. C., Church, A. M., Pelegrino, A. J. Yawn duration predicts brain weight and cortical neuron number in mammals. Biology Letters. 12, 20160545 (2016).
  7. Baenninger, R. On yawning and its functions. Psychonomic Bulletin and Review. 4 (2), 198-207 (1997).
  8. Anías, J., Holmgren, B., Urbá-Holmgren, R., Eguíbar, J. R. Circadian variation of yawning behavior. Acta Neurobiologiae Experimentalis. 44 (4), 179-186 (1984).
  9. Holmgren, B., et al. Food anticipatory yawning rhythm in the rat. Acta Neurobiologiae Experimentalis. 51 (3-4), 97-105 (1991).
  10. Byrne, R. W. The evolution of intelligence. Behaviour and Evolution. Slater, P. J. B., Halliday, T. R. , Cambridge University Press. Cambridge. 223-265 (1994).
  11. Provine, R. R. Yawning as a stereotyped action pattern and releasing stimulus. Ethology. 72 (2), 109-122 (1986).
  12. Provine, R. R. Faces as releasers of contagious yawning: An approach to face detection using normal human subjects. Bulletin of the Psychonomic Society. 27 (3), 211-214 (1989).
  13. Anderson, J. R., Myowa-Yamakoshi, M., Matsuzawa, T. Contagious yawning in chimpanzees. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 271 (Suppl 6), S468-S470 (2004).
  14. Palagi, E., Leone, A., Mancini, G., Ferrari, P. F. Contagious yawning in gelada baboons as a possible expression of empathy. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (46), 19262-19267 (2009).
  15. Romero, T., Ito, M., Saito, A., Hasegawa, T. Social modulation of contagious yawning in wolves. PLoS One. 9 (8), e105963 (2014).
  16. Yonezawa, T., Sato, K., Uchida, M., Matsuki, N., Yamazaki, A. Presence of contagious yawning in sheep. Animal Science Journal. 88 (1), 195-200 (2017).
  17. Miller, M. L., Gallup, A. C., Vogel, A. R., Vicario, S. M., Clark, A. B. Evidence for contagious behaviors in budgerigars (Melopsittacus undulatus): an observational study of yawning and stretching. Behavioral Process. 89 (3), 264-270 (2012).
  18. Moyaho, A., Rivas-Zamudio, X., Ugarte, A., Eguíbar, J. R., Valencia, J. Smell facilitates auditory contagious yawning in stranger rats. Animal Cognition. 18 (1), 279-290 (2015).
  19. Moyaho, A., Flores Urbina, A., Monjaraz Guzmán, E., Walusinski, O. Yawning: a cue and a signal. Heliyon. 3 (1), e00437 (2017).
  20. Gallup, A. C. Why do we yawn? Primitive versus derived features. Neuroscience&BiobehavioralReviews. 35, 765-769 (2011).
  21. Gallup, A. C., Clark, A. B. Commentary: Yawning, acute stressors, and arousal reduction in Nazca booby adults and nestlings. Frontiers in Psychology. 6, 1654 (2015).
  22. Fentress, J. C. Development of grooming in mice with amputated forelimbs. Science. 179 (4074), 704-705 (1973).
  23. Nicoletto, P. F. The roles of vision and the chemical senses in predatory behavior of the skink, Scincella lateralis. Journal of Herpetology. 19 (4), 487-491 (1985).
  24. Fehér, O., Wang, H., Saar, S., Mitra, P. P., Tchernichovski, O. De novo establishment of wild-type song culture in the zebra finch. Nature. 459 (7246), 564-568 (2009).
  25. Kapitány, R., Nielsen, M. Are yawns really contagious? A critique and quantification of yawn contagion. Adaptive Human Behavior Physiology. 3 (2), 134-155 (2017).
  26. Langford, D. J., et al. Social modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).
  27. Gallup, A. C., Swartwood, L., Militello, J., Sackett, S. Experimental evidence of contagious yawning in budgerigars (Melopsittacus undulatus). Animal Cognition. 18, 1051-1058 (2015).
  28. Campbell, M. W., de Waal, F. B. Methodological Problems in the Study of Contagious Yawning. The mystery of yawning in physiology and disease. Walusinski, O. , Karger Publishers. Basel. 120-127 (2010).
  29. R Development Core Team. R: A language and environment for statistical computing. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. http://www.R-project.org (2009).
  30. Moyaho, A., Beristain-Castillo, E. Experimental Design: Basic Concepts. Encyclopedia of Animal Behavior. Choe, J. C. 3, Second Edition, Academic Press. 471-479 (2019).
  31. Urbá-Holmgren, R., et al. Genotypic dependency of spontaneous yawning frequency in the rat. Behavioral Brain Research. 40 (1), 29-35 (1990).
  32. Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E. Social transfer of pain in mice. Science Advances. 2, e1600855 (2016).
  33. Joly-Mascheroni, R. M., Senju, A., Shepherd, A. J. Dogs catch human yawns. Biology Letters. 4 (5), 446-448 (2008).
  34. Barthalmus, G. T., Zielinski, W. J. Xenopus skin mucus induces oral dyskinesias that promote escape from snakes. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 30 (4), 957-959 (1988).

Tags

السلوك العدد 148 الطرائق الحسية التثاؤب المعدي الفئران غير مألوفة الفئران مألوفة العظة الشم العظة الحسية الاتصالات الحيوانية
طريقة مختبرية لقياس التثاؤب المعدي في الجرذان
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Moyaho, A., Díaz-Loyo, A. P.,More

Moyaho, A., Díaz-Loyo, A. P., Juárez-Mora, O. E., Beristain-Castillo, E. A Laboratory Method to Measure Contagious Yawning in Rats. J. Vis. Exp. (148), e59289, doi:10.3791/59289 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter