Eine Aufgabe zur Bewertung der Auswirkungen eines Partners auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Motorleistung in Ratten

Zusammenfassung

Ein Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit und Genauigkeit der Motorleistung von Ratten in einem sozialen Zustand wird beschrieben. Das Protokoll ermöglicht es uns, die Auswirkungen der bloßen Anwesenheit anderer auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Motorleistung in einem Experiment zu untersuchen.

Zusammenfassung

Unserer Kenntnis nach hat keine Studie die Auswirkungen der bloßen Anwesenheit auf die Genauigkeit der Leistung bei Tieren untersucht. Daher haben wir eine experimentelle Aufgabe entwickelt, um die motorische Leistung von Ratten (Geschwindigkeit und Genauigkeit) in einem sozialen Zustand zu messen. Ratten wurden trainiert, auf einer Landebahn zu laufen und einen Hebel am Ende der Start- und Landebahn herunterzuziehen. In Tests führten Ratten die Aufgabe solitär (einzeln) oder in Gegenwart einer konföderierten Ratte jenseits des Hebels (Paar oder soziale Bedingung) aus. Als Indizes der Performance-Geschwindigkeit haben wir die Zeit gemessen, die benötigt wird, um mit dem Laufen zu beginnen, durch die Start- und Landebahn zu laufen und den Hebel herunterzuziehen. Als Index der Leistungsgenauigkeit zählten wir die Anzahl der Versuche, bei denen Ratten beim ersten Versuch den Hebel herunterziehen konnten. Zur Analyse der Daten wurden einweg- und zweiwegswiederholte Varianzanalysen verwendet. Diese Lauf-und-Pull-Aufgabe ermöglichte es uns, die Auswirkungen des Vorhandenseins eines anderen Konspezifischen auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Motorleistung in einem Experiment zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass Ratten die Aufgabe schneller, aber weniger genau in Paarsitzungen als in einzelnen Sitzungen ausführten. Dieses Protokoll wäre ein gültiges Tiermodell, um die Auswirkungen der bloßen Anwesenheit auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Motorleistung bei Ratten zu untersuchen.

Einleitung

Die Auswirkungen sozialer Bedingungen auf die Leistung werden bei Mensch und Tier seit langem untersucht, da Allport¹ von "sozialer Erleichterung" als "eine Zunahme der Reaktion nur aus dem Anblick oder dem Klang anderer, die dieselbe Bewegung machen" bezeichnet wurde. ². Obwohl Allport¹ die soziale Situation (Ko-Aktion oder bloße Anwesenheit eines anderen) nicht unterscheidet, hat sich gezeigt, dass die bloße Anwesenheit anderer Personen die Leistungsgeschwindigkeit oder Frequenz^{3,4 ,5,6}. Darüber hinaus führt das bloße Vorhandensein anderer konspezifischer Tiere bei Tieren zu einer höheren Ansprechrate oder einer höheren Ansprechgeschwindigkeit während einer Hebelpresseaufgabe bei Ratten^7,8 und einer höheren Ansprechrate bei Rhesusaffen während einer einfachen kognitive Aufgabe⁹.

Beim Menschen hat sich gezeigt, dass soziale Situationen nicht nur die Ansprechfrequenz oder Geschwindigkeit, sondern auch die Genauigkeit der Leistung¹⁰beeinflussen. Basierend auf einer Metaanalyse von Bond und Titus¹¹argumentierte Strauss^12, dass Situationen, die in Studien über soziale Erleichterungen verwendet werden, je nach den Merkmalen der verwendeten Aufgabe eine andere Wirkung haben würden. Insbesondere würde eine Dekremente in der Leistung erwartet, wenn die Studie eine Aufgabe ansetzte, die hohe Anforderungen an die Fähigkeit stellte, seinen Körper genau zu kontrollieren und mit einem gewissen Maß an Geschwindigkeit zu arbeiten, was tendenziell durch seine qualitativen Aspekte (z. B. Genauigkeit der Leistung)¹³.

Mit Ausnahme einiger Studien^14,15, jedoch haben sich die meisten Studien über soziale Erleichterungen bei Tieren nicht auf die Genauigkeit der Leistung konzentriert. Zum Beispiel untersuchten Takano und Ukezono¹⁶ die Wirkung der bloßen Anwesenheit bei Ratten mit einer geschickten Aufgabe¹⁷. Sie verlangten von Ratten, sich umzudrehen und dann ein Belohnungspellet auf einem Regal zu greifen, indem sie ihr Vorderglied benutzten. Die Autoren berichteten nur über die Leistungsgeschwindigkeit, obwohl die Aufgabe einen Index der Leistungsgenauigkeit liefern konnte. Umgekehrt untersuchten Ogura und Matsushima¹⁴ die Auswirkungen von Co-Action auf die Hackgenauigkeit sowie die Laufgeschwindigkeit bei Küken. Das Ergebnis zeigte, dass die Hackgenauigkeit geringer war und die Laufgeschwindigkeit in der Co-Action-Situation höher war als in der Einzelsituation.

Obwohl sich Ogura und Matsushima¹⁴ zum ersten Mal auf den qualitativen Aspekt einer Aktion konzentrierten, ging es in ihrer Studie um die Wirkung von Co-Action. Die meisten sozialen Bedingungen, einschließlich Desko-Aktionen, implizieren unweigerlich die Anwesenheit eines anderen. Um den für das Mithandeln einzigartigen Effekt zu untersuchen, ist es unerlässlich, die Wirkung der bloßen Anwesenheit von der des Mithandelns auf die Leistung eines Individuums zu trennen. Die Studie untersuchte jedoch nicht die Wirkung der bloßen Anwesenheit. Unserer Kenntnis nach hat keine Studie die Auswirkungen der bloßen Anwesenheit auf die Genauigkeit der Leistung bei Tieren untersucht.

Wir haben die Aufgabe in Takano und Ukezonos Studie¹⁶ modifiziert, um die Auswirkungen der bloßen Anwesenheit sowohl auf die Leistungsgeschwindigkeit als auch auf die Genauigkeit zu bewerten. Diese Methode ermöglicht es uns, die Auswirkungen sozialer Bedingungen, insbesondere das bloße Vorhandensein eines Konspezifen, auf die Leistungsgenauigkeit und Leistungsgeschwindigkeit bei Ratten in einem Experiment zu untersuchen.

Protokoll

Dieses experimentelle Protokoll wurde vom Doshisha Committee of Animal Experiment genehmigt.

HINWEIS: Führen Sie alle experimentellen Sitzungen während der Lichtperiode durch.

1. Tiere

1. Verwenden Sie 15 experimentell naive männliche Albino-Wistar-Ratten, die 300 bis 350 g wiegen. Beherbergen Sie sie in einzelnen Käfigen eines kontrollierten Brutraums mit der entsprechenden Temperatur und Luftfeuchtigkeit (23 x 2 °C, 70%) und ad libitum Zugang zum Wasser. Halten Sie den Licht-Dunkel-Zyklus bei 12 h/12 h (die Lichtperiode beginnt um 8:00 Uhr).
2. Weisen Sie 10 Ratten als Subjekte zu, und die übrigen als konföderierte Ratten mit Randomisierung.
3. Halten Sie das Gewicht der Ratten während des gesamten Experiments durch Nahrungsentzug bei 85 bis 90 % ihres frei fütterungsfreien Gewichts.
   HINWEIS: Die Aufgabe der Eidgenossen besteht darin, die Anzahl der benötigten Tiere und die Zeit für eine Studie zu reduzieren.

2. Apparat

HINWEIS: Die Übersicht des Geräts ist in Abbildung 1dargestellt. Das Gerät wurde in Anlehnung an frühere Studien entwickelt und modifiziert^16,17.

1. Konstruieren Sie eine klare Acrylbox (19 cm x 110 cm x 20 cm) mit einer zentralen Trennwand (5 cm breit) und legen Sie zwei Guillotine-Türen ein. Legen Sie die Guillotinetüren 15 cm von jedem Ende der Box entfernt. Montieren Sie einen Summer (400 Hz, 75 dB) auf der Trennwand und richten Sie einen Pelletspender ein, um ein Belohnungspellet (45 mg) in einen Lebensmittelbehälter auf der Seite des Themas zu servieren.
2. Richten Sie einen Metallhebel (Griffstange: 3 mm, 5 cm hoch) auf einem Regal innerhalb der Mittelwand, der einen Schlitz (1,5 cm breit) an jeder Wand mit Blick auf die Start- und Landebahn hat (Abbildung 2), damit die Subjektratte mit ihren Vorderbeinen auf den Hebel zugreifen kann. Auf der Seite des Konföderierten sollte jedoch eine transparente Wand vor der Wand der Trennwand eingefügt werden, die es dem Konföderierten verbietet, auf den Hebel zuzugreifen.
3. Legen Sie einen Schalter zur Aktivierung des Spenders unter den Hebel, der durch die Hebel-Pull-Bewegung von Ratten gedrückt wird. Binden Sie die richtige Länge des Darms an den Hebel, der benötigt wird, damit der Experimentator den Hebel hochziehen kann.
4. Verwenden Sie Arduino Mega 2560 REV3, um die Guillotinetüren, den Summer und den Pelletspender zu steuern und den Wert von den Infrarotsensoren und dem Schalter des Spenders zu erhalten. Bereiten Sie einen Luftkompressor (25 L) vor, um den Luftzylinder zu bedienen und die Guillotinetür zu öffnen.
5. Platzieren Sie eine Videokamera in der Nähe der Trennwand der Außenseite des Geräts, um die Hebel-Pull-Leistung der Ratten aus einer seitlichen Ansicht aufzuzeichnen (60 Bilder pro Sekunde [fps]). Verwenden Sie eine geeignete Videowiedergabesoftware, um Frame-für-Frame-Analysen der Videoaufzeichnung durchzuführen.

Abbildung 1: Ein Schaltplan des in diesem Protokoll verwendeten Geräts. Eine zentrale Partition teilt den Kasten in zwei Felder. Auf jeder Seite des Kastens befindet sich eine Guillotinetür, und die Tür teilt das Feld in den Startbereich und die Startbahn. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Die zentrale Teilung des Geräts. Ratten können einen Balken greifen und den Hebel durch einen Schlitz der Trennwand ziehen. Ein Schalter des Pelletspenders wird unter dem Hebel gesetzt, und eine Hebel-Pull-Aktion führt zu einer Pelletabgabe. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

3. Verfahren

1. Handhabung und Gewöhnung für die Belohnungpellets
   1. Behandeln Sie vor den Trainingsverfahren alle Ratten für 10 min/Tag für 3 Tage durch den Experimentator.
   2. Als Gewöhnung für die BelohnungPellets, geben Sie jeder Ratte 3 g Belohnung Pellets für 3 Tage nach der Handhabung.
2. Gewöhnung an das Gerät
   1. Thema Ratten
      1. Am dritten Tag der Gewöhnung für die Belohnungpellets, bevor der Experimentator gibt täglich Pellets, legen Sie jede Ratte in der Start- und Landebahn des Subjekts Seite des Geräts für 15 min für die Gewöhnung, mit der Guillotine Tür geschlossen.
   2. Konföderierte Ratten
      HINWEIS: Es gibt zwei Gewöhnungssitzungen.
      1. Legen Sie bei der ersten Gewöhnung jede Ratte während des gleichen Zeitraums wie Schritt 3.2.1.1 1 15 min auf die Start- und Landebahn der Konföderiertenseite.
      2. Folgen Sie bei der zweiten Gewöhnung der Methode in Schritt 3.2.2.1 am Tag nach dem Training der Versuchsratten für die Lauf-und-Pull-Sequenz (wie in Abschnitt 3.6 erwähnt).
         HINWEIS: Durchführung von Gewöhnungssitzungen für konföderierte Ratten und Subjektratten getrennt, d. h. eine Ratte nach der anderen. Lassen Sie eine Ratte nicht auf eine andere Ratte im Gerät treffen, bis die Testphase beginnt.
3. Magazintraining
   HINWEIS: Für das Thema Ratten, führen Sie eine Zeitschrift Training Sitzung am nächsten Tag der Gewöhnung an den Apparat wie folgt. Wenn Ratten nicht alle Futterpellets essen, dann führen Sie am nächsten Tag das Magazintraining erneut durch.
   1. Legen Sie ein Belohnungspellet auf die Nahrungsaufnahme auf der Seite des Konföderierten, um die Wirkung der geruchsbefangenen Eigenschaft des Pellets auszuschließen, die der Konföderierte in der Testphase isst (siehe Abschnitt 3.7).
   2. Legen Sie eine Subjektratte auf die Start- und Landebahn der Seite des Subjekts, mit der Guillotine Tür geschlossen.
   3. Liefern Sie ein Belohnungpellet 60 Mal mit dem Pelletspender nach einem variablen Zeitplan von 30 s in die Futteraufnahme. Stellen Sie sicher, dass die Subjektratte alle gelieferten Pellets isst.
4. Formgebung für die Hebel-Pull-Aktion
   HINWEIS: Abbildung 3 ist ein Flussdiagramm des Experiments.
   1. Legen Sie ein Belohnungpellet auf die Nahrungsaufnahme auf der Seite jedes Subjekts und der Konföderiertenseite. Platzieren Sie die konföderierte Ratte nicht in formierieren Sitzungen.
   2. Platzieren Sie das Thema Ratte auf der Start- und Landebahn der Seite des Subjekts mit der Guillotine Tür geschlossen. Dann trainieren Sie die Ratten, um den Hebel nach unten zu ziehen. Gestalten Sie das Hebel-Pull-Verhalten schrittweise mit folgenden fünf Verstärkungskriterien (A-E): (A) Nähern Sie sich dem Schlitz. (B) Berühren Sie den Griffbalken an der Schnauze oder den Vorderbeinen der Ratte, wobei der Hebel zuvor zur Seite des Motivs gezogen wird. (C) Berühren Sie den Griffbalken mit dem Zur Seite der Ratte geneigten Hebel (in einem Winkel von 60 °C). (D) Greifen und ziehen Sie die Stange zur Seite der Ratte mit dem gleichen Zustand wie in Kriterium C. (E) Greifen und ziehen Sie die Stange nach unten zur Seite der Ratte mit dem Hebel aufrecht stehend.
   3. Beenden Sie tägliche Sitzungen, wenn 60 Belohnungen gegeben werden, oder 30 min ist vergangen. Wenn eine Ratte das Kriterium E 40 Mal in einer Sitzung abschließt, ist die Hebel-Pull-Formphase an diesem Tag beendet.
      HINWEIS: Fast alle Ratten beenden die tägliche Formgebung innerhalb von 20 min. Wistar Ratten benötigen etwa 3 Tage, um Kriterium E zu erreichen.

Abbildung 3: Ein Flussdiagramm des experimentellen Verfahrens. Die Probandenratten durchlaufen in dieser Reihenfolge die Trainingsphasen und Testphasen. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

5. Training für die Hebel-Pull-Aktion
   1. Platzieren Sie die Betreffratte auf dem Startbereich. Stellen Sie die konföderierte Ratte nicht in die Trainingseinheiten. Präsentieren Sie den Summer-Ton für 5 s, und öffnen Sie dann die Tür. Wenn die Subjektratte den Hebel herunterzieht, liefern Sie ein Futterpellet und ziehen Sie den Hebel mit einem an den Hebel gebundenen Darm nach oben.
   2. Nachdem Ratten den Hebel 10 Mal (erste 3 Tage der Phase) oder 6 Mal (letzte 3 Tage der Phase) herunterziehen und alle Belohnungspellets verbrauchen, schließen Sie die Tür und bewegen Sie sie mit der Hand des Experimentators in den Startbereich.
   3. Wiederholen Sie nach einem Inter-Trial-Intervall (ITI) von 20 s die Schritte 3.5.1 und 3.5.2. Beenden Sie die täglichen Sitzungen, wenn jede Ratte 60 Pellets verdient hat.
      HINWEIS: Dieses Training zielt auch darauf ab, Ratten an den Summerton und türöffne, weil Wistar Ratten normalerweise gefrierendes Verhalten zunächst als Reaktion auf Türbewegung zeigen. Eine tägliche Sitzung für jede Ratte dauert ca. 15 min. Sechs Tage sind für diese Trainingsphase erforderlich.
6. Trainingsphase für die Lauf-und-Pull-Sequenz
   1. Führen Sie das gleiche Verfahren in Schritt 3.5.1 durch.
   2. Wenn Ratten einmal den Hebel herunterziehen und ein Belohnungspellet verbrauchen, schließen Sie die Tür und bewegen Sie sie mit der Hand des Experimentators in den Startbereich.
   3. Starten Sie nach einem ITI von 20 s die nächste Testversion (Schritte 3.6.1 und 3.6.2). Beenden Sie die tägliche Sitzung, wenn jede Ratte 30 Pellets verdient hat.
      HINWEIS: Eine tägliche Sitzung für jede Ratte erfordert ca. 20 min. Etwa 10 Tage sind erforderlich, damit die Rattenwerte Asymptote erreichen können.
7. Testphasen

Abbildung 4: Beschreibung jeder Testbedingung. In einzelnen Phasen führte die Subjektratte die Aufgabe solitär aus. Legen Sie in den Paarphasen die konföderierte Ratte auf der gegenüberliegenden Seite zur Subjektratte. Eine transparente Wand vor der Trennwand hindert die konföderierte Ratte daran, auf den Hebel zuzugreifen. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

HINWEIS: Testphasen umfassen Sitzungen unter zwei Bedingungen, Einzel- oder Paarungen (Abbildung 4). In der einzigen Bedingung, Ratten führen die Aufgabe solitär; D. h., die Versuche sind identisch mit der Sitzung des Trainings für die Lauf-und-Pull-Sequenz (Abschnitt 3.6). In der Paarbedingung ist die konföderierte Ratte auf der gegenüberliegenden Seite des Kastens vorhanden. Die konföderierte Ratte kann wegen der klaren Acrylwand vor der Trennwand nicht auf den Hebel zugreifen.

1. Führen Sie eine einzelne Sitzung durch, die mit den Sitzungen in der Trainingsphase für die Run-and-Pull-Sequenz identisch ist (Abschnitt 3.6). Beenden Sie die tägliche Sitzung, wenn jede Ratte 30 Pellets verdient hat. Legen Sie ein Belohnungpellet auf die Nahrungsaufnahme auf der Seite des Konföderierten, vor allem während Sitzungen in der einzigen Bedingung.
2. Geben Sie der konföderierten Ratte in Paarsitzungen während der ITI des Subjekts Ratte ein Belohnungspellet, um die konföderierte Ratte in der Nähe der Teilung zu halten.

4. Datenanalyse

1. Index der Leistungsgenauigkeit
   1. Nehmen Sie Videos von Ratten Hebel-Pull-Bewegung mit der Videokamera in der Nähe der Trennwand der Außenseite des Geräts. Nachdem alle Sitzungen abgeschlossen sind, bestätigen Sie die Auswertung durch Frame-by-Frame-Analyse der Videoaufzeichnungen mit einer geeigneten Videowiedergabesoftware.
   2. Bewerten Sie, ob die Zugbewegung der Ratte eines Versuchs der erste Treffer war oder nicht durch visuelle Beobachtung des Experimentators während des Experiments.
      HINWEIS: Der Erste-Treffer-Prozess ist definiert als der Versuch, bei dem Ratten beim ersten Versuch den Hebel greifen und herunterziehen konnten.
   3. Berechnen Sie die First-Hit-Raten für jedes Probanden als Anteil der First-Hit-Tests an allen Versuchen in jeder Sitzung (für die Lauf-und-Pull-Trainingsphase) oder in jeder Phase (für Testphasen), die in der Analyse verwendet werden.
2. Indizes der Performance-Geschwindigkeit
   1. Berechnen Sie die Zeit, die benötigt wird, um eine Prüfung abzuschließen, aus dem Wert des Schalters des Pelletspenders: die Zeit, die benötigt wird, um eine Probe zu absolvieren = (die Zeit, zu der der Schalter gedrückt wird) - (die Zeit, zu der die Tür geöffnet wird). Teilen Sie dann die zeitfürstige Zeit für den Abschluss einer Studie in drei Abschnitte unter Verwendung von Werten der Infrarotsensoren auf (Abbildung 5).
      HINWEIS: Startlatenz (Abbildung 5a) ist definiert als die Zeit von der Türöffnung bis zur Ankunft der Ratte am ersten Sensor. In ähnlicher Weise ist die Laufzeit (Abbildung 5b) die Zeit von der Ankunft beim ersten Sensor bis zur Ankunft am zweiten Sensor. Die Hebel-Pull-Latenz (Abbildung 5c) ist die Zeit von der Ankunft am zweiten Sensor bis zum Zeitpunkt, an dem der Schalter des Spenders gedrückt wird.
   2. Verwenden Sie nur die Dauern aus den First-Hit-Tests für die Analyse. Berechnen Sie die Medianwerte jedes Themas für jede Sitzung (der Trainingseinheiten) und jede Phase (der Testphasen) für die Analyse.

Abbildung 5: Messung der Indizes der Performance-Geschwindigkeit. (a) Latenz beginnen: die Dauer von der Türöffnung bis zur Ankunft der Ratte am ersten Sensor. (b) Laufzeit: die Dauer von der Ankunft der Ratte beim ersten Sensor bis zur Ankunft beim zweiten Sensor. (c) Hebel-Pull-Latenz: die Dauer vom Eintreffen der Ratte am zweiten Sensor bis zum Abschluss einer Hebel-Pull-Reaktion. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

3. Statistische Auswertung
   1. Führen Sie für die Indizes in der Trainingsphase der Run-and-Pull-Sequenz eine einseitige Wiederholungsmessungsanalyse der Varianz (ANOVA) mit der Anzahl der Sitzungen als Innerhalb-Subjekt-Faktor für jeden Index durch.
   2. Führen Sie für die Indizes in der Testphase eine zweiseitig wiederholte ANOVA mit der Anzahl der Phase (Phase 1 oder 2) und der Bedingung (Paar oder Einzel) als Einzelfaktoren für jeden Index in den Testphasen durch. Die statistische Signifikanz wurde auf 0,05 festgelegt.

Ergebnisse

Trainingsphase für die Lauf-und-Pull-Sequenz

Abbildung 6 zeigt den mittleren Standardfehler der Mittleren (SEM) Punkte aus der Trainingsphase für die Lauf-und-Pull-Sequenz. Die mittlere Ersttrefferquote (Abbildung 6A) stieg in der ersten Hälfte der Trainingsphase allmählich an und blieb dann bei etwa 85 % liegen. Die ANOVA-Ergebnisse zeigten, dass der Haupteffekt der Anzahl der Sitzungen signifikant war (F(7,63) = 3,74, p = 0,002, 2_G = 0,211). Mehrere Vergleiche ergaben, dass es keine signifikanten Unterschiede zwischen den letzten vier Sitzungen gab (alle p-Werte > 0,60).

Abbildung 6: Mittelwert von SEM-Scores aus Sitzungen in der Trainingsphase für die Lauf-und-Pull-Sequenz. (A) Index der Leistungsgenauigkeit. (B) Indizes der Leistungsgeschwindigkeit. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

In ähnlicher Weise verringerten sich die Indizes der Leistungsgeschwindigkeit(Abbildung 6B; Startlatenz, Laufzeit und Hebel-Pull-Latenz) während der ersten vier Sitzungen kontinuierlich, und alle Werte stabilisierten sich bei etwa 600 ms unter den letzten vier Sitzungen. Für alle Indizes zeigte ANOVA, dass die Haupteffekte der Anzahl der Sitzungen signifikant waren (Startlatenz: (F(7,63) = 6,21, p < 0,001, 2_G = 0,279; Laufzeit: (F(7,63) = 3,98, p = 0,001, 2_G = 0,170; Hebel-Pull-Latenz: (F(7,63) = 11,85, p < 0,001, 2_G = 0,350). Mehrere Vergleiche nach Sitzungen ergaben keinen signifikanten Unterschied zwischen den letzten vier Sitzungen für alle Measures (alle p-Werte > 0,12).

Abbildung 7 zeigt den Mittelwert von SEM-Scores aus Sitzungen in der Testphase. In Bezug auf den Index der Leistungsgenauigkeit war die Ersttrefferrate (Abbildung 7A) in Paarphasen niedriger als in den einzelnen Phasen. Zudem war die Ersttrefferquote in der zweiten Phase höher als in der ersten Phase der beiden Bedingungen. Die Ergebnisse von ANOVA zeigten signifikante Haupteffekte der Erkrankung (F(1,9) = 6,25, p = 0,034, ²_G = 0,114) und Phasen (F(1,9) = 14,1, p = 0,005, 2_G = 0,147), aber die Wechselwirkung war nicht signifikant (F(1,9) = 0,15, p = 0,703, 2_G = 0,002).

Abbildung 7: Mittelwert von SEM-Scores aus Sitzungen in der Testphase. Index der Leistungsgenauigkeit (A: First-Hit-Rate) und Indizes der Performance-Geschwindigkeit (B: Startlatenz, C: Laufzeit und D: Hebel-Pull-Latenz). p < 0,001, ** p < 0,01, * p < 0,05. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Hinsichtlich der Indizes der Leistungsgeschwindigkeit war die Startlatenz in Paarphasen (Abbildung 7B) kürzer als in einzelnen Phasen. Die ANOVA-Ergebnisse zeigten, dass für die Anfangslatenz nur der Haupteffekt der Erkrankung signifikant war (F(1,9) = 23,1, p = 0,001, 2_G = 0,065), während der Haupteffekt der Phasen und der Wechselwirkung nicht signifikant war ( Phasen: F(1,9) = 0,03, p = 0,878, 2_G < 0,001; Wechselwirkung: F(1,9) = 0,002, p = 0,970, 2_G < 0,001). In ähnlicher Weise wurde ein Unterschied zwischen den Bedingungen für die Hebel-Pull-Latenz beobachtet (Abbildung 7D). Wie bei der Startlatenz zeigte ANOVA für die Hebel-Pull-Latenz einen signifikanten Haupteffekt der Bedingung (F(1,9) = 23,3, p = 0,001, 2_G = 0,183). Es gab keinen signifikanten Haupteffekt von Phasen (F(1,9) = 2,72, p = 0,133, ²_G = 0,028) und der Wechselwirkung (F(1,9) = 1,07, p = 0,327, 2_G = 0.002). Für die Laufzeit gab es keinen signifikanten Effekt(Abbildung 7C, Zustand: F(1,9) = 3,03, p = 0,116, 2_G = 0,004; Phasen: F(1,9) = 4,46, p = 0,063, 2_G = 0,010; Wechselwirkung: F(1,9) = 0,29, p = 0,602, 2_G < 0,001).

Abbildung 1: Ein Schaltplan des in diesem Protokoll verwendeten Geräts. Eine zentrale Partition teilt den Kasten in zwei Felder. Auf jeder Seite des Kastens befindet sich eine Guillotinetür, und die Tür teilt das Feld in den Startbereich und die Startbahn. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Die zentrale Teilung des Geräts. Ratten können einen Balken greifen und den Hebel durch einen Schlitz der Trennwand ziehen. Ein Schalter des Pelletspenders wird unter dem Hebel gesetzt, und eine Hebel-Pull-Aktion führt zu einer Pelletabgabe. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Ein Flussdiagramm des experimentellen Verfahrens. Die Probandenratten durchlaufen in dieser Reihenfolge die Trainingsphasen und Testphasen. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4: Beschreibung jeder Testbedingung. In einzelnen Phasen führte die Subjektratte die Aufgabe solitär aus. Legen Sie in den Paarphasen die konföderierte Ratte auf der gegenüberliegenden Seite zur Subjektratte. Eine transparente Wand vor der Trennwand hindert die konföderierte Ratte daran, auf den Hebel zuzugreifen. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 5: Messung der Indizes der Performance-Geschwindigkeit. (a) Latenz beginnen: die Dauer von der Türöffnung bis zur Ankunft der Ratte am ersten Sensor. (b) Laufzeit: die Dauer von der Ankunft der Ratte beim ersten Sensor bis zur Ankunft beim zweiten Sensor. (c) Hebel-Pull-Latenz: die Dauer vom Eintreffen der Ratte am zweiten Sensor bis zum Abschluss einer Hebel-Pull-Reaktion. Diese Zahl wurde von Sekiguchi und Hata¹²geändert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Diskussion

Diese Aufgabe ermöglicht es uns, die Auswirkungen der bloßen Anwesenheit anderer auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Motorleistung zu bewerten. Die hier in diesem Bericht gemeldeten Effektgrößen wären groß genug. Wir berechneten 2 (in diesem Experiment gab es keinen großen Unterschied zwischen² und²_G), und diese Effektgrößen werden als mittel (2 > 0,06) oder groß( ² > 0,14) nach dem von Cohen¹⁸dargestellten Kriterium . Aus diesem Grund waren wir der Ansicht, dass die in dieser Studie beobachteten Unterschiede aussagekräftig und zuverlässig sind. Die Ergebnisse des Experiments entsprachen fast denen aus Studien am Menschen^4,10, und das Ergebnis der Studie von Ogura und Matsushima¹⁴, die die Wirkung von Co-Action auf die Geschwindigkeit und Genauigkeit des Laufens untersuchte. und Hackverhalten bei Küken. Obwohl Studien über soziale Erleichterung beim Menschen die Auswirkungen sozialer Bedingungen auf Geschwindigkeit und Genauigkeit des Verhaltens untersuchten, haben die meisten früheren Studien an Tieren den bloßen Anwesenheitseffekt auf die Leistungsgenauigkeit nicht untersucht. Das hier vorgestellte Protokoll bietet ein besseres Tiermodell zur Untersuchung der Auswirkungen der bloßen Anwesenheit auf die Motorleistung.

Als Einschränkung könnte der Unterschied zwischen der Erstschlagsrate in Paar- und Einzelbedingungen als Wirkung der Praxis interpretiert werden. Trotz vermutlich ausreichender Ausbildung könnte es Raum für Verbesserungen in der Leistung von Ratten geben. In den letzten vier Sitzungen der Trainingsphase für die Lauf-und-Pull-Sequenz gab es keine Änderungen mehr in den Indizes der Leistungsgenauigkeit und Leistungsgeschwindigkeit. In den Testphasen stieg die Erstschlagquote jedoch kontinuierlich an. Diese Erhöhung könnte als die Wirkung der Praxis interpretiert werden. Darüber hinaus kann dieses experimentelle Design (A-B-A-B-Design) die Wirkung der Praxis nicht von der Wirkung von Bedingungen ausschließen. Zukünftige Experimente sollten (1) das A-B-B-A-Design oder ein anderes geeignetes Versuchsdesign verwenden, um die Wirkung der Praxis auszuschließen, und (2) erwägen, die Trainingsphase für die Lauf-und-Pull-Sequenz zu verlängern.

Dieses Protokoll kann in einer Studie mit einem Zwischen-Themen-Design verwendet werden, obwohl die Antwort auf die Fragen "Welches Design ist geeignet? Innerhalb des Subjekts oder zwischen dem Thema?" wäre von Fall zu Fall. Im Allgemeinen kann eine Studie, die das Zwischen-Themen-Design verwendet, den Praxiseffekt ausschließen, der in dieser Studie beobachtet werden könnte. Die Zwischenkonstruktion erfordert jedoch mehr Tiere und mehr Zeit für eine Studie (d. h., wenn das Protokoll in diesem Artikel verwendet wird, wären 7-8 h pro Tag erforderlich, um alle Ratten an einem Tag mit einem Gerät zu testen). Eine Studie, die das einzelspezifische Design verwendet, kann die Anzahl der benötigten Tiere und die Zeit für eine Studie reduzieren, aber der Experimentator muss die Wirkung der Praxis kontrollieren. Zeit und Kosten sollten sorgfältig abgewogen werden, bevor der Experimentator das experimentelle Design wählt.

Mit geringfügigen Änderungen kann diese Aufgabe angewendet werden, um die Wirkung von Co-Action oder sozialer Erleichterung durch Spiegel¹⁰ und andere soziale Situationen zu untersuchen, die beim Menschen auf die Leistungsgeschwindigkeit und Leistungsgenauigkeit von Ratten untersucht wurden. Um die Wirkung des Co-Action zu untersuchen, trennen Sie den Hebel in der zentralen Trennwand in zwei Hebel und richten Sie die Hebel so an, dass jeder Hebel an einer Seite des Kastens gezogen werden kann. Um die Wirkung der Verwendung eines Spiegels zu untersuchen, ändern Sie die acrylklare Wand auf der Seite des Konföderierten in den Spiegel. Auf die gleiche Weise könnte die Wirkung eines unsichtbaren Konföderierten hinter der undurchsichtigen Wand untersucht werden. Zukünftige Studien, die diese Modifikationen verwenden, werden durch einen facettenreichen Vergleich der motorischen Leistung zwischen Arten zu einem umfassenden Verständnis der sozialen Erleichterung beitragen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
45 mg staubfreie Präzisionspellets Nagetiere, gereinigt	Bio-Serv.	F0021
Arduino Mega 2560 REV3	Arduino S.r.l.	Keine
Pellets Dispenser mit Feeder (Ratten)	Harvard Apparatus	76-0353
Power DVD 14	CyberLink	None Verwenden	Sie ein geeignetes Videowiedergabeprogramm, das eine Bild-für-Bild-Wiedergabe ermöglicht.
Run-and-Pull-Einsatzgerät	Bio Medica Corp.	Sonderanfertigung	Ein Set aus einem Gerät (Box), einem Luftkompressor und einem Steuergerät für Luftzylinder, das Eingaben von Arduino erhält.
Videokamera	JVC	GZ-R300