窥视到社会相互作用的动力学测量打打架的影响
January 18th, 2013
播放战斗在大鼠的攻击和防御的脖子颈背，如果接触的吻，轻轻地蹭着。因为一个动物的变动所抵消其合作伙伴的行动，打打架是一个复杂的，动态的互动。这种动态的复杂性提出了什么分数实验研究方法上的问题。我们提出了一个得分架构执行的动作的相关性质是敏感的。两个实验说明了如何将这些测量结果可以用来玩格斗检测的脑损伤的影响，即使当没有影响整体嬉闹。也就是说，这里提出的模式被设计为检测和评估变化内容
该程序的目的是创建一个受控的环境，最大限度地发生顽皮行为，并分析由此产生的顽皮行为的组织。这是通过首先为游戏打架创造一个自然的环境来实现的。这包括在黑暗中进行的行为，以及提供带有床上用品的测试场地以提供舒适的环境。
第二步是让成对的动物连续三天适应测试设备，持续 30 分钟。接下来，在进行游戏格斗测试之前，应将动物隔离 24 小时。最后一步是在游戏场上测试每对 10 分钟。
最终，使用这些简单的步骤创造了一个促进游戏的背景，并可用于揭示由于实验作而产生的差异。与记录、自然发生的行为等其他一些技术相比，这种技术的主要优点是可以在短时间内收集大量数据，并且可以标准化游戏伙伴。虽然这种方法可以提供对有趣交互的见解，但它也可以应用于其他系统，例如其他模型物种或菌株。
用于测试的动物在出生后第 21 至 23 天之间断奶，根据实验设计，断奶后可以将动物以所需的雄性和雌性组合分为 2 至 4 人一组饲养在一起。在测试开始之前，同住的配对也要一起进行三次 30 分钟的训练。为此，动物被运送到黑暗的测试室。
游戏习惯化和测试发生在动物的光周期期间。虽然测试是在暗室中进行的 当他们测试大鼠日常周期的亮相或暗相时，我们的经验是，与白光条件相比，在红光条件下测试了游戏增加。虽然这里我们选择在完全黑暗中进行测试，但动物被放置在游戏盒中供居住。
游戏盒装置是一个透明的有机玻璃盒，尺寸为 50 厘米 x 50 厘米，带有 1 到 2 厘米的标准玉米棒床上用品。在第一次适应会议之后，受试者从游戏盒中取出并一起放入他们的家笼中。然后丢弃床上用品，并使用消毒剂 vercon 或同等产品彻底清洁游乐设备。
这是清除前一对老鼠气味的优质剂，因为它不会留下强烈而持久的酒精湿巾或喷雾剂的气味。然后添加新的床上用品，开始下一对的居住会议。重复此过程，直到所有对都习惯了三个 30 分钟的会话。
以下习惯对在测试前 24 小时单独隔离，以最大限度地进行有趣的互动。短暂的社交孤立会增加参与社交游戏的动机，同时对其他社交行为（如社交调查）没有类似的影响。尽管任何隔离都有这种影响，但隔离对游戏的影响在 24 小时左右达到渐近线。
在测试当天，习惯的大鼠被运送到黑暗的测试室。然后将分离的对放在播放盒中时重新组合，确保三脚架上的摄录一体机以 45 度角正确放置，朝向剧本，并且盒的所有四个角在镜头中都可见，以获得设备的完整视图，以夜间拍摄模式开始拍摄并测试对 10 分钟。虽然试验是 5 分钟可以检测到孤立引起的行为变化，但它们太短了，无法检测到由于天花板效应引起的细微差异。
到 15 分钟时，动物似乎因剧烈的玩耍而感到疲劳，因此，持续 10 分钟的试验似乎是协议经济性和检测实验效果的能力之间的一个很好的折衷方案。10 分钟过后，取出动物，然后在之前清洁游戏盒并测试下一对。该视频显示了一只被攻击的老鼠采用规避防御。
在这里，防守者可以走、跑、跳或躲避，这样做不仅可以将内裤从攻击者身上移开，而且最终背对着攻击者。当最左边的老鼠靠近时，对方的午睡，接收者向前跳跃并远离攻击者。老鼠转身面对攻击者的防御动作可以发生在两种类型的旋转 AE 中。
在第一个中，它围绕身体的长轴旋转。所以这是鼻子，这是身体，它使身体旋转。在这个平面上，在另一种形式中，老鼠转向面对，但围绕垂直轴保持身体水平，因为它转向面对另一只动物。
现在同样在这个纵轴旋转中，这个特定动作有两种不同的形式。围绕纵轴的完全旋转涉及大鼠从站立姿势转向完全仰卧。当左边的老鼠攻击颈背时，接受者通过绕身体的纵轴滚动来将午睡移开，并以完全仰卧的姿势结束。
请注意，向后滚动是一个持续 3 到 4 帧的连续运动。绕纵轴部分旋转涉及老鼠转动它的四个季度，但让一个或两个后爪与地面接触。当前面的攻击者伸手去拿棉布时，接球者会将其四分之四卷开，但后爪将放在地上。
当攻击者继续伸手去拿 nappe 时，这种方向会保持不变。围绕垂直轴的水平旋转要求防守方将臀部远离攻击者，同时将头部移向攻击者。在这里，当后方的攻击者伸手去拿后颈时，接收者绕垂直轴旋转以面对攻击者，同时保持其背部面向天空木。
在垂直旋转防御或部分纵向旋转防御之后，防御动物可以立即向对手后仰，而攻击动物可以简单地后仰面对它，这样它们最终会聚集在这个直立的位置上，这告诉我们，无论开始防御的初始动作在哪里， 他们可以在相同的结果上趋同。关注结果而不是初始运动可能产生的混淆更加夸张，我们将完全旋转的情况与围绕纵轴的部分旋转的情况进行比较。在此视频中，当攻击者伸手去拿颈背时，接受者会翻身到其背上，从而保护尿布，如上所示。
这种机动的视图强调了持续两到三帧的流畅而快速的防御行动。围绕纵向的部分旋转有时也会导致防御动物最终仰卧，就像它完全旋转一样。但是，与完全旋转相比，它到达那里的方式非常不同，在完全旋转中，当一只动物攻击午睡或另一只动物时，这只动物平稳而连续地翻身到它的背上，在它进行部分旋转的情况下，所以将午睡移开，这只动物攻击午睡，然后不再旋转。
但是，攻击的动物可以不断伸手，边走边推，导致正在防御的动物逐渐滚动得越来越远，直到它躺在背上。所以在这种情况下，即使它从部分旋转中仰面着地，也是攻击动物的压迫动作和持续攻击导致它到达那个位置，而不是因为动物实际上选择翻身到它的背上。该视频显示了 Defender 被迫进入仰卧位的示例。
当攻击者伸手去拿颈背时，接球者会旋转。它的四个季度都在移动。它的后颈远离攻击者。
然后攻击者继续向前推进，伸向后颈，而防御者继续保持接触，至少有一个后倾倒在地上 21 到 22 帧，然后以完全仰卧姿势结束。由于大多数研究都对特定作对受试者的影响感兴趣，因此根据受试者尝试的防御策略而不是最终结果对行为进行评分。可以通过检查防守方在防守行动开始的前两到三帧内的移动来做出这种判断。
当一只老鼠的鼻子接触或接近其伴侣的颈背 1 到 2 厘米时，可以测量顽皮攻击。当右边的老鼠嗅到另一只老鼠时，它会逐渐将鼻子接触从臀部向上移动到肩膀。一旦靠近颈背，接受者就会转身面对阻止进一步的接触。
请注意，右边的动物永远不会有针对性地向另一只老鼠的午睡移动，因此不被视为攻击。如上所述，接收者的防御策略可以归类为攻击后的前几帧。此视频演示了长时间的游戏会话。
攻击者伸手去拿后颈。受害者翻滚到它的背上，攻击继续向颈背移动。与颈背的接触一再中断，但攻防运动没有中断，导致颈背接触的恢复。
该视频显示了单独的顽皮攻击，左边的老鼠攻击颈背，接受者部分向一侧滚动。攻击者跟随后颈，但随后面对打破接触。然后它向前跳跃，再次转向面对并发起新的攻击。
在所有情况下，新的评分序列都从新的攻击开始。老鼠一旦成功保护自己，就会进行反击，如图所示，最靠近摄像头的老鼠靠近另一只老鼠。接收者转身攻击 nappe。
然后，防守队员挡住了进攻，重新站稳脚跟，并发起了自己的进攻。但是，由于 CounterTack 与发起攻击的频率高度相关，因此除非有充分的理由，否则这些交互的复杂阶段不需要评分。在对比赛进行评分时，有一个顺序分析。
主体发起了多少次攻击？防御了多少次攻击以及何时防御？使用不同的防御策略的可能性有多大？
完全去除皮层会导致成年大鼠在实验室环境中功能相对正常。然而，更微妙的行为影响可能会被忽视。该视频中概述的协议用于测试玩家在没有皮层的大鼠中是否减少。
将出生时皮质化的幼年和成年大鼠的游戏战斗与假处理的对照进行比较。可以看出，完整动物和去皮动物的针数、部分旋转和完全旋转不同。将三只成年大鼠、两只雄性和一只不育雌性放在一起两周。
然后对动物进行受损试验测试，以确定每个三联征中的哪只雄性是次级的。一些三联征中的从属被切除了他们的眼眶额叶皮层，而在其他三联征中，从属被假治疗。该图显示了与优势群体雄性大鼠相比，从属雄性大鼠在与优势群体雄性玩耍时所表现出的不对称性的变化。
该度量显示在与这两种类型的合作伙伴互动时使用完整轮换的百分比差异。眼眶额叶皮层的病变消除了从属与其笼中伴侣进行差异化游戏的能力，假治疗，从属雄性在手术后继续表现出强烈的不对称性一旦掌握。这种技术可以在每次电影会话的一到两个小时内完成。
如果正确完成 在尝试此过程时，请务必记住与您的编码方法保持一致。
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概述
本研究调查了大鼠的嬉戏打斗行为，重点关注这种动态活动中的伙伴之间的互动。引入了一种评分方案来评估这些互动的复杂性，并检测大脑损伤导致的变化。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 行为研究
- 动物模型
背景
- 嬉戏打斗涉及协调的攻击和防御行为。
- 互动特点是对伙伴行为的动态响应。
- 评分这些复杂行为时存在方法学挑战。
- 理解嬉戏打斗可以提供关于脑损伤后行为变化的洞察。
研究目的
- 创建一个研究嬉戏行为的受控环境。
- 分析嬉戏打斗互动的组织。
- 开发一个对嬉戏打斗动态敏感的评分方案。
使用的方法
- 在黑暗的竞技场中创建一个自然的嬉戏打斗环境。
- 让动物对测试装置进行为期三天的适应。
- 在测试前24小时隔离动物。
- 在准备好的竞技场中进行10分钟的嬉戏打斗测试。
主要结果
- 评分方案有效地捕捉了嬉戏打斗的动态。
- 大脑损伤影响了嬉戏打斗的特定方面，但没有改变整体的嬉戏水平。
- 结果表明该方案在实验研究中的实用性。
- 研究结果有助于理解伤后行为变化。
结论
- 开发的评分方案是评估嬉戏行为的宝贵工具。
- 它允许检测实验处理导致的嬉戏打斗的细微变化。
- 未来的研究可以利用这种方法来探索进一步的行为动态。
常见问题
Executive Industry Relevance
This method provides a quantitative framework for assessing complex social behaviors in rodent models, enabling detection of subtle neural circuit alterations that may not affect overall activity levels. By measuring contingent defensive responses and tactic selection, it offers mechanistic insight into brain regions governing social decision-making. This supports target validation in neuropsychiatric drug discovery where nuanced behavioral phenotypes predict clinical relevance.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by quantifying changes in social behavior content following experimental manipulations.
- Operational Value: Provides a standardized, reproducible assay for detecting effects of genetic or pharmacological interventions on dynamic social interactions.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantitative, contingent metrics (e.g., defense percentage, tactic distribution) suitable for high-throughput behavioral screening.
- Operational Value: Supports assay standardization through clearly defined scoring parameters and environmental controls (dark arena, bedding, habituation).
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Facilitates preclinical modeling of social dysfunction by isolating specific behavioral components affected by brain lesions or drug treatments.
- Operational Value: Enables cross-study comparability through standardized measurement of attack frequency, defense success, and tactical choice.
Pipeline & Workflow Integration
The assay fits within early discovery workflows, particularly for target validation in CNS disorders where social behavior is a key translational endpoint, bridging phenotypic screening to mechanistic de-risking.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by isolating the contribution of specific neural circuits to dynamic social interactions through contingent response measurement.
- Screening: Delivers assay readiness via standardized 10-minute test sessions in controlled environments with high data yield per subject.
- Analytics: Produces quantifiable outputs including attack rate (attacks/unit time), defense percentage, and tactical distribution, enabling statistical comparison across conditions.
- Translational Research: Aligns with preclinical validation by detecting dissociation between overall social engagement and specific behavioral content, mirroring clinical symptom profiles.
- Enterprise Reuse: Represents a scalable, reusable behavioral platform applicable across strains, species, and experimental models of social function.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by revealing mechanism-specific effects on social behavior that global activity measures miss.
- Operational Value: Enhances reproducibility through environmental standardization (darkness, bedding, habituation) and objective scoring criteria.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by identifying compounds that selectively modulate social behavior domains without sedative or stimulant confounds.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of candidates based on effects on nuanced social phenotypes predictive of clinical outcomes.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent behavior and video-based scoring methodologies.
- Dependent on controlled environmental setup including dark arena, standardized bedding, and consistent lighting.
- Necessitates cross-team alignment on scoring definitions for attack, defense, and tactical classification.
- Involves adaptation considerations when translating across species or strains with differing social repertoires.
- Limited to measurable social interactions; may not capture internal affective states without complementary physiological measures.
