1.14: Modellierung von sozialem Stress

Die Untersuchung von Modellen für sozialen Stress ermöglicht es Wissenschaftlern, die zugrunde liegenden Mechanismen dieses häufig auftretenden Problems zu untersuchen. Sozialen Stress erfährt eine Person, wenn sie mit Veränderungen im sozialen Umfeld konfrontiert wird, mit denen sie nicht umgehen kann. Sozialer Stress kann zu Störungen wie Depressionen und Angstzuständen beitragen. Das Verständnis der biologischen Ereignisse, die während einer Verhaltensreaktion auf Stress auftreten, kann Wissenschaftlern helfen, neue Behandlungen zu entwickeln, die die physiologischen Auswirkungen von Stress reduzieren.

In diesem Video wird zunächst die Biologie von Stress diskutiert, und dann konzentrieren wir uns auf ein gut etabliertes Paradigma zur Modellierung von sozialem Stress bei Nagetieren, die Bewohner-Eindringling-Aufgabe. Zuletzt werden wir einige Beispielstudien besprechen, in denen die Auswirkungen von Stress gemessen werden.

Beginnen wir mit der Erörterung der derzeit bekannten physiologischen Reaktion auf Stressreize.

Stress kann als ein Zustand bedrohter Homöostase definiert werden. Sozialer Stress entsteht insbesondere durch die Interaktion mit Artgenossen oder Individuen der eigenen Spezies. Menschen können sozialen Stress erleben, wenn sie Präsentationen halten oder Vorstellungsgespräche führen.

Der Hauptweg, von dem vermutet wird, dass er an der Stressreaktion beteiligt ist, wird als HPA-Achse bezeichnet, wobei "H" für Hypothalamus, "P" für Hypophyse und "A" für Nebenniere steht, die sich über der Niere befindet. Wenn jemand auf einen Stressorreiz stößt, wird der Hypothalamus aktiviert und stimuliert die Hypophyse, die wiederum ein Hormon namens Nebennierenrindicotropes Hormon (ACTH) erzeugt, das die Nebenniere stimuliert.

Die Nebenniere produziert Cortisol, das wichtigste Stresshormon. Es ist Cortisol, das für die physiologischen Auswirkungen von Stress verantwortlich ist, zu denen auch ein erhöhter Blutdruck und eine erhöhte Körpertemperatur gehören. Daher neigen Menschen, die Stresssituationen erleben, dazu, einen hohen Cortisolspiegel in ihrem Blutkreislauf zu haben.

Da Sie nun die grundlegende Neuroanatomie und Physiologie von Stress verstehen, können wir uns ansehen, wie die Bewohner-Eindringling-Aufgabe Aspekte von sozialem Stress modellieren kann.

Diese Aufgabe nutzt eine naturalistische Verhaltensreaktion, um einen sozialen Stressor zu erzeugen. Erwachsene männliche Nagetiere zeigen von Natur aus aggressives Verhalten, wenn ihr Territorium von einem unbekannten Männchen bedroht wird. Das eindringende Männchen wird aufgrund des aggressiven Verhaltens des ansässigen Männchens Stress erleben. Da die Aufgabe des Bewohners und Eindringlings bei den Tieren Stress verursacht, ist es wichtig, dass die experimentellen Ergebnisse ihre Verwendung rechtfertigen.

Der erste Schritt besteht darin, ein Ethogramm zu entwickeln, bei dem es sich um eine Liste von Verhaltensweisen handelt, die aufgezeichnet werden sollen. Mindestens eine Woche vor dem geplanten Versuch sollte das Revier des ansässigen Männchens bestimmt werden, indem es mit einem Weibchen in seinem Heimkäfig verpaart wird. Am Tag des Experiments wird das Weibchen aus dem Käfig des ansässigen Männchens genommen.

Zu Beginn der Tests wird eine Videokamera vor dem Heimkäfig des ansässigen Männchens aufgestellt. Es kann am besten sein, nachts zu testen, wenn Nagetiere aktiver sind. Sobald die Kamera aufzeichnet, wird das neue Männchen in den Käfig des ansässigen Männchens eingeführt. Die Tiere dürfen etwa 10 Minuten lang miteinander interagieren, dann wird der männliche Eindringling aus dem Käfig des Bewohners entfernt. Die Interaktion sollte überwacht und der Versuch beendet werden, wenn die Aggression bis zur Verletzung eskaliert.

Nachdem wir gesehen haben, wie der Bewohner-Eindringling-Test durchgeführt wird, besprechen wir, wie die aufgezeichneten Interaktionen bewertet werden.

Die Videos werden analysiert, indem das Filmmaterial angesehen und mit einer speziellen Software bewertet wird. Die Häufigkeit und Dauer aggressiver Verhaltensweisen, die im Allgemeinen von dem ansässigen Männchen gezeigt werden, werden aufgezeichnet. Beispiele für solche Verhaltensweisen sind: Aufbäumen, Heranbewegen, seitliche Bedrohung, Clinch-Angriff, Verfolgung, "unten bleiben" und aufrechte Haltung. Die Häufigkeit und Dauer von unterwürfigem Verhalten, das der Eindringling in der Regel an den Tag legt, sollte ebenfalls aufgezeichnet werden. Beispiele für unterwürfige Verhaltensweisen sind: Wegbewegen, unterwürfige Haltung, Flucht und defensive aufrechte Haltung. Zusätzliche Kategorien von Verhaltensweisen, einschließlich sozialer Verhaltensweisen und allgemeiner explorativer Verhaltensweisen, können ebenfalls festgestellt werden. Sobald alle Videos bewertet wurden, können die Daten visualisiert werden, indem das Ausmaß des Verhaltens innerhalb jeder Kategorie bewertet wird, das vom Bewohner oder Eindringling initiiert wird.

Nachdem Sie nun gesehen haben, wie man ein Experiment mit sozialem Stress an Nagetieren durchführt, schauen wir uns einige neurobehaviorale Experimente an, bei denen Stress eingesetzt wird.

Eine Variation der Bewohner-Eindringling-Aufgabe kann verwendet werden, um postpartale Depressionen zu modellieren. In diesem Paradigma wird ein neuartiges Männchen in den Käfig eines Weibchens und ihres Wurfes eingeführt, was eine Quelle für sozialen Stress darstellt. Nach dieser Interaktion und nachdem das Männchen entfernt wurde, kann das mütterliche Verhalten des Weibchens beurteilt werden. Diese Wechselwirkungen führen in der Regel zu einer depressiven mütterlichen Versorgung.

Zusätzlich zu dem von Eindringlingen angestifteten Verhalten können auch andere Verhaltensweisen in Heimkäfigen beobachtet werden, wie z. B. Nisten und Marmorvergraben; Diese Verhaltensweisen können auf Anfälligkeit oder Widerstandsfähigkeit gegenüber Stress hinweisen. Mäuse, die stärker von Stress betroffen sind, können Nester mit geringerer Höhe bauen als nicht gestresste Tiere, oder sie können vermehrt zwanghafte Verhaltensweisen zeigen, wie z. B. mehr Murmeln zu vergraben.

Schließlich sind die Wissenschaftler auch daran interessiert, die Auswirkungen von sozialem Stress auf die physiologischen und neuroendokrinen Reaktionen beim Menschen zu untersuchen. Hier induzieren Forscher sozialen Stress, indem sie die Teilnehmer bitten, vor einem Publikum eine Rede im Vorstellungsgespräch zu halten oder eine Rechenaufgabe zu lösen. Die Wissenschaftler untersuchen dann die Herzfrequenz während des Tests und messen den Cortisolspiegel in Speichelproben, die vor und nach dem Test entnommen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass sozialer Stress diese beiden Parameter beeinflusst.

Sie haben gerade das Video von JoVE über die Modellierung von sozialem Stress gesehen. Wir haben überprüft, was derzeit über die physiologischen Veränderungen hinter der Reaktion auf Stressreize bekannt ist, und ein Schritt-für-Schritt-Protokoll für die Durchführung und Bewertung der Bewohner-Eindringling-Aufgabe erstellt. Wir haben uns auch einige Beispiele angesehen, wie die Modellierung von Stress heute in der Verhaltensforschung angewendet werden könnte. Wie immer vielen Dank fürs Zuschauen!