Name: Der Einsatz traditioneller Angsttests zur Bewertung verschiedener emotionaler Schaltkreise bei Rindern (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-04-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 8 s
Description: Lernen Sie traditionelle Verhaltenstests bei Rindern zur Bewertung emotionaler Schaltkreise. Diese Methode nutzt Exit-Velocity, Chute-Score und Clusteranalyse für eine umfassende Temperamentseinschätzung.

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Wir danken den Studenten des Animal Behavior and Welfare Laboratory der Texas A&M University für ihre Unterstützung bei der Entschlüsselung von Videoaufzeichnungen von Rinderverhalten und dem Personal des Animal Science Teaching and Research Center für ihre Unterstützung bei diesem Projekt. Dieses Projekt wurde vom Texas A&M University Department of Animal Science Graduate Student Research Mini-Grant Programm unterstützt.

Alle hier beschriebenen Methoden wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der Texas A&M University (IACUC2016-0356) genehmigt.
1. Tier und Gehäuse
<ol><li>Hausjährig 1/4 Bos indicus x 3/4 Bos taurus lenkt (n = 32) aus der gleichen Herde in zwei Trockenloten (n = 16 Ochsen/Stift) für 7 Tage vor Testbeginn. Zu Beginn der Studie wogen die Ochsen 270,9 x 14,8 kg und wurden während der gesamten Studie mit der gleichen Standard-Anbauration gefüttert.</li>
	<li>Visuelle Bewertung von Steuerungen täglich als Teil der routinemäßigen Haltungspraktiken. Während der gesamten Dauer der Studie wurden keine Ochsen medizinisch behandelt.</li>
</ol>2. Beschreibung der Prüfungen
<ol><li>Test 1: Ausstiegsgeschwindigkeit<ol>
<li>Stellen Sie elektronische Timer vor eine Handling-Rutsche, so dass der Abstand zwischen Start- und Haltepunkt 1,8 m beträgt. Diese Timer sind so konzipiert, dass sie das Timing beginnen, wenn das Tier den ersten elektronischen Strahl bricht und anhält, wenn das Tier den zweiten elektronischen Strahl bricht.</li>
		<li>Bewegen Sie Rinder durch die Umschlagsanlage.</li>
		<li>Fangen Sie jedes Tier in der Kopfklappe der Rutsche und halten Sie es für 10 s zurückgehalten.</li>
		<li>Nach 10 s, lassen Sie das Tier aus der Kopfklappe.</li>
		<li>Zeichnen Sie mit dem elektronischen Timer die Zeit auf, die das Tier benötigt, um 1,8 m von der Rutsche zu durchqueren.</li>
		<li>Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Tieres, wenn es die Rutsche verlässt, indem Sie 1,8 m durch die Zeit dividieren, die es für das Tier brauchte, um die 1,8 m nach der Freisetzung von Kopftor und Rutsche zu durchqueren. HINWEIS: Andere Veröffentlichungen haben diese Datenerhebungsstrategie8,9,10,11verwendet.</li>
	</ol></li>
	<li>Test 2: Chute-Punktzahl<ol>
<li>Bewegen Sie das Vieh durch die Umschlagsanlage.</li>
		<li>Fangen Sie jedes Tier in der Kopfklappe der Rutsche für 10 s, ohne Druck auf seinen Körper.</li>
		<li>Lassen Sie jemanden das Vieh für die 10 s beobachten und jedem Tier eine Punktzahl gemäß den 2019 Beef Improvement Federation Guidelines for Uniform Beef Improvement Programs 9th Edition (Tabelle 2) basierend auf seinem Verhalten zuweisen, während es zurückhaltend ist.</li>
		<li>Nach 10 s, lassen Sie Tier aus der Kopfklappe und Rutsche. HINWEIS: Andere Veröffentlichungen haben diese Datenerhebungsstrategieverwendet 12,13,14.</li>
	</ol></li>
	<li>Test 3: Stiftpunktzahl<ol>
<li>Legen Sie eine Gruppe von fünf Rindern in einen Stift (7,3 m B x 7,3 m L x 2,4 m H).</li>
		<li>Lassen Sie einen einzigen menschlichen Beobachter, der dem Vieh unbekannt ist, den Stift zu Fuß betreten und das Tor schließen, nachdem Sie den Stift betreten haben.</li>
		<li>Lassen Sie den Beobachter zwei Schritte in Richtung der Rindergruppe machen.</li>
		<li>Beobachten Sie visuell das Verhalten jedes Tieres als Reaktion auf den Beobachter.</li>
		<li>Innerhalb von 30 s nach dem Betreten des Stifts, weisen Sie jedem Tier eine Punktzahl gemäß den 2019 Beef Improvement Federation Guidelines for Uniform Beef Improvement Programs 9th Edition (Tabelle 3).</li>
		<li>Reinigen Sie die Testarena von Urin und Kot zwischen Tiergruppen. HINWEIS: Andere Publikationen, die diese Datenerhebungsstrategie verwendet haben10,11.</li>
	</ol></li>
	<li>Test 4: Rinder-Null-Labyrinth<ol>
<li>Baue ein Bovine Zero Maze (BZM).<ol>
<li>Verwenden Sie Rinderpaneele, um eine 1,6 m breite Rundbahn mit innen- und außendurchmessern von 6,6 m bzw. 8,2 m zu erstellen (Abbildung 1).</li>
			<li>Teilen Sie das BZM in vier Gleichlängenquadranten mit zwei gegenüberliegenden offenen Quadranten und zwei gegenüberliegenden geschlossenen Quadranten auf, bei denen die Paneele mit Einem Schattentuch bedeckt sind und das Schattentuch über die inneren und äußeren Ringe des Labyrinths gespannt ist, um ein Dach über den geschlossenen Teilen des Labyrinths zu bilden.</li>
			<li>Wenn der Test im Freien durchgeführt wird, um Variationen durch Schatten zu minimieren, richten Sie das BZM so aus, dass die geschlossenen Abschnitte des Labyrinths nach Norden und Süden ausgerichtet sind, und führen Sie jeden Testtag um ca. 12 Uhr Tests durch.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Montieren Sie eine Videokamera,(n) , um die gesamte Arena zu erfassen. Schalten Sie die Kamera ein und beginnen Sie mit der Aufnahme.</li>
		<li>Mit Hilfe von Verfahren zur Handhabung mit geringem Stress, bewegen Sie ein einzelnes Tier in einen offenen Teil des Labyrinths und lassen Sie das Tier die Arena für 10 min erkunden.</li>
		<li>Am Ende der 10-min-Beobachtungszeit kehren Sie das Tier in seinen Heimatstall zurück.</li>
		<li>Reinigen Sie die Testarena von Urin und Kot zwischen den Tieren.</li>
		<li>Entschlüsseln Sie die Videoaufzeichnungen für Frequenz und Latenz von Schritten, Fluchtversuche, Tritte, Urinierungen, Defäkationen, Vokalisationen, Stehkämpfe, Dauer des Stehens, Dauer des Gehens, Latenz, um geschlossene Bereiche zu betreten, Anzahl der Male, die das Tier in geschlossene Bereiche eintritt, die Menge der Zeit in geschlossenen/offenen Abschnitten, die Anzahl der Übergänge zwischen offenen/geschlossenen Armen. Metriken wurden auf der Grundlage zuvor veröffentlichter Arbeiten15identifiziert.</li>
	</ol></li>
	<li>Test 5: Einzelstarttest und Gruppenstarttest<ol>
<li>Bauen Sie eine Arena (7,3 m B x 7,3 m L x 2,4 m H), die eine feste, gleichmäßige Bodenfläche frei von Vegetation oder Gülle hat, und zwei geschlossene Sonnenschirme an den gegenüberliegenden Enden der Arena(Abbildung 2). Die Schirme sollten so gestaltet sein, dass sie sich plötzlich auf Knopfdruck öffnen.<ol>
<li>Stellen Sie sicher, dass die Seiten der Arena fest oder mit Sperrholz oder Schattentuch bedeckt sind, um sicherzustellen, dass das Tier nicht außerhalb der Arena sehen kann.</li>
			<li>Schneiden Sie ein Loch in etwa Rinderkopfhöhe auf gegenüberliegenden Seiten der Arena für den Schirm durchdringen.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Montieren Sie eine Videokamera,(n) , um die gesamte Arena zu erfassen. Schalten Sie die Videokamera ein und beginnen Sie mit der Aufnahme.</li>
		<li>Mit Verfahren zur Handhabung mit geringem Stress können Sie ein einzelnes Tier in die Testarena bringen. Für die Gruppe Starttest stellen Sie eine kleine Gruppe von etwa vier Tieren.</li>
		<li>Nachdem die Tiere 60 s in der Arena waren, öffnen Sie die beiden Schirme gleichzeitig.</li>
		<li>Lassen Sie die Tiere in der Arena für 4 min, nachdem die Sonnenschirme geöffnet haben.</li>
		<li>Reinigen Sie die Testarena von Urin und Kot zwischen den Tests.</li>
		<li>Entschlüsseln Sie die Videoaufzeichnungen für die Frequenz und Latenz von Schritten, Fluchtversuche, Berühren der Regenschirme, Tritte, Urinierungen, Defäkationen, Vokalisationen, Stehende Kämpfe, Dauer des Stehens, Schritte in den ersten 60 s des Testens und Schritte in den 60er Jahren, nachdem die Schirme für jedes Tier geöffnet wurden. Metriken wurden auf der Grundlage zuvor veröffentlichter Arbeiten identifiziert16.</li>
	</ol></li>
	<li>Test 6: Offener Feldtest<ol>
<li>Bauen Sie eine quadratische Arena (7,3 m B x 7,3 m L x 2,4 m H), die eine feste, gleichmäßige Bodenfläche frei von Vegetation oder Gülle hat. Die Seiten der Arena sollten fest oder mit Sperrholz oder Schattentuch bedeckt sein, um sicherzustellen, dass das Tier nicht außerhalb der Arena sehen kann.</li>
		<li>Montieren Sie eine Videokamera,(n) , um die gesamte Arena zu erfassen. Schalten Sie die Videokamera(n) ein und beginnen Sie mit der Aufnahme.</li>
		<li>Mit Verfahren zur Handhabung mit geringer Belastung wird ein einzelnes Tier in die Mitte einer soliden offenen Feldtestarena gebracht.</li>
		<li>Lassen Sie das Tier für 10 min in der Arena.</li>
		<li>Nach 10 min, kehren Sie das Tier in seinen Heimatstall zurück.</li>
		<li>Reinigen Sie die Testarena von Urin und Kot zwischen den Tieren.</li>
		<li>Entschlüsseln Sie die Videoaufzeichnungen für die Frequenz und Latenz, um den ersten Schritt, Fluchtversuche, Tritte, Wasserlassen, Defäkation, Vocalisierung, Stehkämpfe, Dauer der Dauer des Stehens, Dauer des Gehens, Anzahl der Schritte während der ersten 60 s des Tests unternommen. Metriken wurden anhand der zuvor veröffentlichten Arbeiten17,18,19identifiziert.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Statistische Analyse
<ol><li>Bewerten Sie die Wiederholbarkeit von Zwischen- und Intratests anhand einer Pearson-Korrelation (PROC CORR) und Zuverlässigkeit, die mit Cronbachs Alpha (PROC CORR) berechnet wurde. Führen Sie eine Gültigkeit von Antwortvariablen im Verhältnis zum durchschnittlichen Tagesgewinn (ADG) mithilfe einer Regressionsanalyse (PROC REG) durch.</li>
	<li>Verwenden Sie nach der Standardisierung der Variablen (PROC STANDARD) eine Clusteranalyse (PROC VARCLUS), um Beziehungen zwischen Variablen von innen und zwischen verschiedenen Tests zu identifizieren. Viele dieser Variablen können anhand von Produktionsmetriken zurückgeführt werden, um produktionsrelevante Beziehungen zwischen Rinderverhalten während dieser Tests und Produktivität zu identifizieren.</li>
</ol>

<ol><li>Kurvers, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Personality+predicts+the+use+of+social+information%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology+Letters%22%5BJournal%5D)">Personality predicts the use of social information.</a> Ecology Letters. 13 (7), 829-837 (2010).</li>
<li>Stöwe, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+object+exploration+in+ravens+%28Corvus+corax%29%3A+effects+of+social+relationships%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+processes%22%5BJournal%5D)">Novel object exploration in ravens (Corvus corax): effects of social relationships.</a> Behavioural processes. 73 (1), 68-75 (2006).</li>
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<li>Curley, K. Jr, Paschal, J., Welsh, T. Jr, Randel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exit+velocity+as+a+measure+of+cattle+temperament+is+repeatable+and+associated+with+serum+concentration+of+cortisol+in+Brahman+bulls%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Exit velocity as a measure of cattle temperament is repeatable and associated with serum concentration of cortisol in Brahman bulls.</a> Journal of Animal Science. 84 (11), 3100-3103 (2006).</li>
<li>King, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+animal+temperament+and+stress+responsiveness+on+the+carcass+quality+and+beef+tenderness+of+feedlot+cattle%5BTitle%5D)+AND+%22Meat+Science%22%5BJournal%5D)">Influence of animal temperament and stress responsiveness on the carcass quality and beef tenderness of feedlot cattle.</a> Meat Science. 74 (3), 546-556 (2006).</li>
<li>Hall, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Working+chute+behavior+of+feedlot+cattle+can+be+an+indication+of+cattle+temperament+and+beef+carcass+composition+and+quality%5BTitle%5D)+AND+%22Meat+Science%22%5BJournal%5D)">Working chute behavior of feedlot cattle can be an indication of cattle temperament and beef carcass composition and quality.</a> Meat Science. 89 (1), 52-57 (2011).</li>
<li>MacKay, J., Turner, S., Hyslop, J., Deag, J., Haskell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-term+temperament+tests+in+beef+cattle+relate+to+long-term+measures+of+behavior+recorded+in+the+home+pen%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Short-term temperament tests in beef cattle relate to long-term measures of behavior recorded in the home pen.</a> Journal of Animal Science. 91 (10), 4917-4924 (2013).</li>
<li>Voisinet, B., Grandin, T., Tatum, J., O'Connor, S., Struthers, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feedlot+cattle+with+calm+temperaments+have+higher+average+daily+gains+than+cattle+with+excitable+temperaments%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Feedlot cattle with calm temperaments have higher average daily gains than cattle with excitable temperaments.</a> Journal of Animal Science. 75 (4), 892-896 (1997).</li>
<li>Shepherd, J. K., Grewal, S. S., Fletcher, A., Bill, D. J., Dourish, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioural+and+pharmacological+characterisation+of+the+elevated+%22zero-maze%22+as+an+animal+model+of+anxiety%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Behavioural and pharmacological characterisation of the elevated "zero-maze" as an animal model of anxiety.</a> Psychopharmacology. 116 (1), 56-64 (1994).</li>
<li>Forkman, B., Boissy, A., Meunier-Salaün, M. C., Canali, E., Jones, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+critical+review+of+fear+tests+used+on+cattle%2C+pigs%2C+sheep%2C+poultry+and+horses%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">A critical review of fear tests used on cattle, pigs, sheep, poultry and horses.</a> Physiology & Behavior. 92 (3), 340-374 (2007).</li>
<li>Boivin, X., Le Neindre, P., Chupin, J., Garel, J., Trillat, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+breed+and+early+management+on+ease+of+handling+and+open-field+behaviour+of+cattle%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Animal+Behaviour+Science%22%5BJournal%5D)">Influence of breed and early management on ease of handling and open-field behaviour of cattle.</a> Applied Animal Behaviour Science. 32 (4), 313-323 (1992).</li>
<li>Kilgour, R. J., Melville, G. J., Greenwood, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Individual+differences+in+the+reaction+of+beef+cattle+to+situations+involving+social+isolation%2C+close+proximity+of+humans%2C+restraint+and+novelty%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Animal+Behaviour+Science%22%5BJournal%5D)">Individual differences in the reaction of beef cattle to situations involving social isolation, close proximity of humans, restraint and novelty.</a> Applied Animal Behaviour Science. 99 (1-2), 21-40 (2006).</li>
<li>Redbo, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relations+between+oral+stereotypies%2C+open-field+behavior%2C+and+pituitary-adrenal+system+in+growing+dairy+cattle%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Relations between oral stereotypies, open-field behavior, and pituitary-adrenal system in growing dairy cattle.</a> Physiology & Behavior. 64 (3), 273-278 (1998).</li>
<li>Burdick, N., Randel, R., Carroll, J., Welsh, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+between+temperament%2C+stress%2C+and+immune+function+in+cattle%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Zoology%22%5BJournal%5D)">Interactions between temperament, stress, and immune function in cattle.</a> International Journal of Zoology. 2011, (2011).</li>
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<li>Mathias, A., Daigle, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+in+numbers%3A+Social+isolation+increases+behavioral+responses+of+cattle+during+startle+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Safety in numbers: Social isolation increases behavioral responses of cattle during startle tests.</a> Journal of Animal Science. 97, 18(2019).</li>
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</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Exit Velocity und Chute Score Der EV und das CS werden beide ausgewertet, während das Tier durch eine Handhabungsrutsche verarbeitet wird. Obwohl das Verhalten von Rindern sowohl für den EV als auch für die CS im selben Szenario quantifiziert wird, sind Verhaltensreaktionen auf diese beiden Tests nicht verwandt24. Dies deutet darauf hin, dass das Szenario, in dem der EV (z. B. Flucht vor Zurückhaltung) und das CS (z. B. dauerhafte Zurückhaltung) beurteilt werden, von Rindern unterschiedlich wahrgenommen werden kann und anschließend verschiedene emotionale Systeme bewertet. Der EV bewertet das Verhalten von Rindern, wie sie der Zurückhaltung entfliehen und wird daher gedacht, um das FEAR-System zu bewerten, während die CS RAGE bewerten kann. Die CS wertet das Verhalten von Rindern aus, während sie in der Handhabungderrutsche zurückgehalten wird (Tabelle 2), und kann somit ein guter Stellvertreter für das RAGE-Emotionssystem sein.
Erhebliche Forschung wurde über die Beziehung zwischen EV und Produktion, Gesundheit, und Verhaltensmerkmale durchgeführt. Während EV durch die bisherigen Erfahrungen eines Tieres beeinflusst werden kann, kann diese objektive Metrik bei der Quantifizierung des FEAR-Systems wirksam sein, da wesentliche Beziehungen zwischen EV und Gesundheit, Produktivität, Zucht und Verhalten identifiziert wurden. Rinder mit schnellerem EV haben reduzierte Wachstumsraten14, schlechte Schlachtkörperqualität11,25, reduzierte Immunfunktion20, und höhere Cortisolspiegel während der Handhabung10. Diese Messung kann Informationen über das Verhalten im Home-Stift liefern, da EV positiv mit Schrittzahlen im Home-Stift13korreliert ist. Aus Sicht der Tierhaltung sind Rinder mit schnellerem EV schwieriger zu handhaben, stellen ein größeres Risiko für Tiermanager dar und können das Verhalten von Herdenkameraden beeinflussen. Während EV eine gute Metrik für die Bewertung von FEAR sein kann, misst es nicht alle emotionalen Systeme. Daher sind zusätzliche Tests erforderlich, um alle emotionalen Systeme zu bewerten, die die Produktion und das Wohlergehen beeinflussen.
Pen-Score Die PS bewertet subjektiv die Bereitschaft des Rinders, von einem Menschen angesprochen zu werden (Tabelle 3) und kann bei der Bewertung des PANIC-Systems nützlich sein. Allerdings wurde die PS wegen mangelnder Objektivität kritisiert, da verschiedene Evaluatoren unterschiedliche Verhaltensinterpretationen haben können und mehrere subjektive Bewertungen unter schlechter Inter-Rater-Zuverlässigkeit gelitten haben26.
Startle Test Angst ist bei allen Beutearten hoch entwickelt. Hohe FEAR-Werte schützen das Tier vor Schmerzen und aktivieren die sympatho-nebenrenalen und hypothalamischen Hypophysen-Nebennierenäxen als Teil des Kampfes oder der Flucht und Stressreaktion auf eine wahrgenommene Gefahr. Der Erlauftest wertet die Reaktion eines Tieres auf plötzliche, neuartige Reize aus und wurde als wirksame Messung bei der Identifizierung von Verhaltensunterschieden zwischen verschiedenen genetischen Stämmen von Schweinen identifiziert27. Der Schrecktest kann bei der Beurteilung der Empfindlichkeit und Reaktivität des Sympatho-Nebennierensystems wirksam sein, was produktionsrelevante Folgen hat, wenn er aktiviert wird und Einen Einblick in das FEAR-System geben kann.
Open Field-Test Der OFT ist der am häufigsten verwendete Test. Das OFT wurde ursprünglich entwickelt, um die Kühnheit einzelner Tiere oder die Bereitschaft, eine offene Arena zu betreten, zu bewerten, eine Umgebung, die als gefährlich und riskant für das Überleben des Tieres angesehen werden kann. Die OFT wurde für Arten validiert, die instinktiv Schutz suchen und offene Räume wie Nagetiere, Hühner und Puten16vermeiden.
Rinder entwickelten sich, um auf offenen Feldern zu leben, daher kann das OFT nicht die Verhaltens- und physiologischen Reaktionen im Zusammenhang mit FEAR induzieren und möglicherweise besser geeignet sind, soziale Isolation (PANIC/GRIEF) oder Exploration (SEEKING) zu bewerten. Darüber hinaus bewertet das OFT einzelne Tiere, und da Rinder gierige Herdentiere sind, kann die Erfahrung des OFT eine andere emotionale Reaktion als FEAR hervorrufen. Das OFT hat keine starke Korrelation mit anderen FEAR-Tests und die Ergebnisse sind schwer zu interpretieren (d.h. viele Faktoren können zu derselben Aktivität führen). Daher wird das OFT nicht als allgemeiner FEAR-Test für Rinder16 empfohlen und bietet möglicherweise kein umfassendes Verständnis der FEAR-Systeme bei Rindern. Die OFT kann jedoch ein nützliches Instrument zur Quantifizierung des PANIC- oder des SEEKING-Systems bei Rindern sein.
Das SEEKING-System ist für die Tiere von wesentlicher Bedeutung, um die für das Überleben erforderlichen Ressourcen zu erwerben. Hohe SEEKING-Levels provozieren intensive, anhaltend enthusiastische Erkundung, appetitliche und vorausschauende Aufregung und Lernen. Dieses System kann zu Vorwärtsbewegung führen, da das Tier motiviert ist, seine Umgebung zu erkunden. SEEKING kann sowohl bei positiven als auch bei negativen Emotionen eine Rolle spielen; positive SEEKING kann einen Sinn für Zweck erzeugen, während negatives SEEKING zu Verhaltensweisen führen kann, die mit Sicherheit verbunden sind28. Kühe, die mehr Zeit damit verbrachten, einen größeren Teil des Bereichs zu erforschen und zu erforschen (z. B. stärkere Aktivierung von SEEKING), aatten schneller während der Gefangenschaft, hatten Kälber mit schwereren Entwöhnungsgewichten, höhere Cortisolkonzentrationen während der Einschließung und kürzere postpartale Intervalle auf Estrus29. Daher kann das SEEKING-System Auswirkungen auf Produktion und Wohlfahrt haben. Die Identifizierung von Tieren mit hoher Aktivierung des SEEKING-Systems kann in weitläufigen Umgebungen, in denen die individuelle und reproduktive Fitness von der Fähigkeit des Tieres abhängt, Ressourcen und Schutz zu finden, erfolgreicher sein. Bei Tieren mit hoher Aktivierung des SEEKING-Systems kann es jedoch zu höheren Belastungen und Frustrationen während der Gefangenschaft kommen.
Bovine Zero Maze Häufig verwendete Tests in der biomedizinischen Forschung, die entwickelt wurden, um die Wirksamkeit von Anti-Angst und Antidepressiva Entwicklung bei Nagetieren zu bewerten sind die erhöhte Plus Labyrinth (EPM) und die erhöhte Null Labyrinth (EZM)30. Diese Tests nutzen das instinktive Verhalten des Nagers und seine natürliche Neigung zu dunklen, geschlossenen Orten aus, um ihre Bereitschaft zu quantifizieren, Umgebungen zu erforschen, die von Natur aus ängstlich wären oder Angst auslösen würden. Metriken aus diesen Tests können die Latenz zum Verlassen des abgedunkelten Arms des Labyrinths, die Dauer der Zeit in den offenen und geschlossenen Armen des Labyrinths und die Anzahl der Übergänge zwischen den beiden Umgebungen während des Testzeitraums sowie das Verhalten des Tieres (z. B. Vokalisierung, Urinieren, Defäkation, Fluchtversuche) während des Tests31umfassen.
Das EPM und das EZM sind beide gut validierte Tests zur Quantifizierung von FEAR/ANXIETY bei Nagetieren15,31. Ein modifiziertes EPM wurde verwendet, um die FEAR-Antwort beiSchweinen 32 zu quantifizieren, wurde aber nicht bei Wiederkäuern verwendet. Allerdings wurde die EPM für ihre Mehrdeutigkeit der Interpretation in Bezug auf das Verhalten im zentralen Quadrat des Labyrinths kritisiert. Daher wurde das EZM entwickelt, um die gleichen Metriken wie das EPM zu bewerten, ermöglicht aber eine ununterbrochene Exploration ohne Mehrdeutigkeit. Bei der Identifizierung eines Tests zur Bewertung von FEAR/ANXIETY und SEEKING bei Rindern war das EZM ein logisches Modell. Das EZM ist förderlich für das natürliche Verhalten von Rindern, da sie sich instinktiv in kreisförmigen Mustern bewegen und eine Neigung haben, in die Gebiete zurückzukehren, aus denen sie kamen.
Durch die Anwendung von Prinzipien, die dem EZM mit einer Umkehrung der Interpretation ähneln, wurde ein Bovine Zero Maze33 entwickelt, um die Systeme FEAR, PANIC/GRIEF und SEEKING bei Rindern zu bewerten. Rinder entwickelten sich, um in offenen Räumen zu leben; Daher werden Rinder mit reduzierter Aktivierung der FEAR- und PANIC/GRIEF-Systeme eher bereit sein, Zeit in den offenen Teilen des BZM zu verbringen als die abgedunkelten Teile des Labyrinths, werden weniger wahrscheinlich in die geschlossenen Teile des Labyrinths eindringen und mehr Fluchtversuche durchführen.
Die Quantifizierung des Rinderverhaltens über mehrere Bewertungen hinweg kann komplexe emotionale Beziehungen identifizieren, die wirtschaftliche Bedeutung haben können, leicht messbar sind und in die Zuchtauswahlbemühungen einbezogen werden können. Die emotionalen Schaltkreise von PLAY, LUST und CARE wurden in dieser Studie nicht bewertet.

Tierisches Temperament wurde mit Verhaltensmerkmalen wie explorativem Verhalten und Kühnheit1,2 verknüpft und kann Konsistenzen im Laufe der Zeit und in kontextuellen Kontextenaufweisen 3,4. Temperament besteht jedoch aus mehreren emotionalen Systemen, die zusammenarbeiten. Tiere erleben körperliche und psychische Stressoren, und die Bewertung der emotionalen Reaktion auf beide Arten ist eine Herausforderung. Emotionaler Zustand kann beeinflussen, wie Tiere Reize wahrnehmen (z. B. kognitive Voreingenommenheit), und ist ein kritischer Bestandteil des Tierschutzes5. Wenn man versteht, wie sich eine Person als Reaktion auf psychische Stressoren verhält (z. B. Komming, Entwöhnung, Bestandswechsel), werden Tiermanager n. Chr. zusätzliche Auswahlkriterien bei der Identifizierung von Tieren, die über die Fähigkeiten verfügen, mit psychischen Stressoren fertig zu werden, verfügen.
Emotionen werden von sieben affektiven Kernsystemen im Gehirn gesteuert (Tabelle 1)6. Diese Systeme umfassen vier, die positive Emotionen steuern: 1) SEEKING (Exploration), 2) LUST (sexuelle Erregung), 3) CARE (Nurturance) und 4) PLAY (soziale Freude). Drei Systeme steuern negative Emotionen 1) FEAR (Angst), 2) RAGE (Anger) und 3) PANIC/GRIEF (Trennungsnot). Diese affektiven Systeme können vererbbar sein7, Auswirkungen Rentabilität, und sind ein kritischer Bestandteil des Tierschutzes.
Eine Reihe von Tests wurde entwickelt, um das Temperament von Rindern zu bewerten (z. B. Ausstiegsgeschwindigkeit, Rutschenwert). Die Beurteilung des Temperaments hat jedoch das Potenzial, von aktuellen Bedingungen, früheren Erfahrungen und Beobachtervoreingenommenheit beeinflusst zu werden. Während viele dieser Verhaltensbewertungen gemeinhin als Angsttests bezeichnet werden, können sie verschiedene emotionale Komponenten des Temperaments außer FEAR quantifizieren. Darüber hinaus stellt die unterschiedliche Art und Weise, wie diese Tests durchgeführt wurden, Vergleiche zwischen verschiedenen Bewertungen vor. Daher ist es notwendig, die Beziehungen zwischen diesen Verhaltensbewertungen zu verstehen und ein standardisiertes Protokoll für diese Temperamentbewertungen zu haben.
Das Ziel dieses Artikels ist es, die verschiedenen Angsttests für Rinder visuell zu dokumentieren; die Art der Daten, die aus diesen verschiedenen Tests generiert wurden; Bewertung der Wiederholbarkeit, Gültigkeit und Zuverlässigkeit dieser Tests; zeigen, wie die Beziehungen zwischen den aus diesen Tests erfassten Verhaltensweisen ausgewertet werden. und schlagen vor, welcher emotionale Schaltkreis mit jedem Test ausgewertet werden könnte.

<table><tbody><tr><td>Elektronische Zeitschaltuhren</td><td>FarmTek, Wylie, TX</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Priefert Cattle Panels</td><td>Priefert Rodeo & Ranch Equipment, Mount Pleasant, TX, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Schatten Tuch</td><td>Windschutzscheibe4less, San Bernardino, CA, USA</td><td>Heavy Duty Sichtschutzzaun in Farbe Solid Black</td><td></td></tr><tr><td>SILENCER Commerical Pro</td><td>Silencer Hydraulische Rutschen, Stapleton, NE</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Regenschirm</td><td>WinCraft</td><td>Modell # A04852, Winona, Minnesota</td><td></td></tr><tr><td>Videokamera</td><td>Canon</td><td>Canon VIXIA HF R800 HD, Mellville, NY, Vereinigte Staaten von Amerika</td><td></td></tr></tbody></table>

der einsatz traditioneller angsttests zur bewertung verschiedener emotionaler schaltkreise bei rindern

The Use of Traditional Fear Tests to Evaluate Different Emotional Circuits in Cattle

Das tierische Temperament ist komplex und hat Auswirkungen auf Produktivität und wirtschaftliche Rentabilität. Die Quantifizierung der Reaktion eines Tieres auf unterschiedliche Reize kann die Zuchtauswahl erleichtern und Tiere identifizieren, die für bestimmte Bewirtschaftungsstrategien besser geeignet sind. Es wurden mehrere Tests entwickelt, um das Temperament von Rindern zu bewerten (z. B. Ausstiegsgeschwindigkeit, Rutsche-Score, Stift-Score, Open-Field-Test, Starttest, Rinder-Null-Labyrinth), aber jeder dieser Tests bewertet die Reaktion des Tieres auf verschiedene Reize (z. B. Isolation, neuartige Umgebung, Erprobung, Bereitschaft, einen geschlossenen Bereich zu betreten). Das Temperament der Rinder ist im Laufe der Zeit relativ stabil. Die Beurteilung des Temperaments hat jedoch das Potenzial, von aktuellen Bedingungen, früheren Erfahrungen und Beobachtervoreingenommenheit beeinflusst zu werden. Viele dieser Temperamenttests wurden fälschlicherweise als Angsttests kategorisiert und auch als subjektiv kritisiert. Dieses Papier bietet einen Rahmen für die Standardisierung von Verhaltenstests für Rinder und schlägt vor, dass diese verschiedenen Bewertungen verschiedene Aspekte des Gesamttemperaments des Tieres bewerten.

Hier stellen wir ein Protokoll zur Durchführung einer Vielzahl von Verhaltenstests bei Rindern vor, die entwickelt wurden, um Emotionen zu bewerten. Eine Batterie von Verhaltenstests (Open Field Test, Starttest, Rinder-Null-Labyrinth, Ausstiegsgeschwindigkeit, Stift-Score und Rutschen-Score) wurden durchgeführt, um verschiedene Komponenten des tierischen Temperaments zu bewerten.

Der Einsatz traditioneller Angsttests zur Bewertung verschiedener emotionaler Schaltkreise bei Rindern

Animal temperament is complex and has implications for productivity and economic profitability. Quantifying an animal&#39;s response to differing stimuli ...

Okay, wir haben besprochen, wie diese verschiedenen Bewertungssysteme unterschiedliche Daten erhalten, und Sie haben wirklich nette Statistiken und Cluster-Analysen durchgeführt, um zu zeigen, wie dies funktioniert, und es wäre wirklich gut, es für alle da draußen zu erklären, die zuschauen. Sicher. Wie das funktioniert und auf zugängliche Weise erklärt. Ja, wir haben all diese verschiedenen Verhaltensreaktionen dieser Tiere in verschiedenen Szenarien gemessen und, die entworfen wurden, um bestimmte Emotionen zu entlocken, also haben wir uns die Austrittsgeschwindigkeit angesehen, also wie schnell verlässt das Tier die Rutsche, nachdem es behandelt wurde, und so können Sie eine Zahl damit haben.Mit der Rutsche-Score, Sie schauen, wie stark sie reagieren oder ziehen, um in der Rutsche zurückgehalten werden. Und sie kämpfen. ja, und sie kämpfen.Und so gibt es ein Punktesystem, das wir seit Jahrzehnten verwenden, dass man ihnen damit ein sbis fünf Punkte geben kann. Es gibt auch das Stift-Scoring-System, wo Sie sie in einem Stift mit ein paar ihrer Konspezifischen stecken können. Jemand geht in den Stift, und Sie können sie bewegen, und es gibt wieder ein Scoring-System zur Aufzeichnung, wie dieses Tier auf die Person reagiert, die sie im Stift bewegt.Dann sagten wir auch, okay, schauen wir uns einige der anderen Temperamenttests an, die in verschiedenen wissenschaftlichen Arenen verwendet werden, und so haben wir uns einige der biomedizinischen Forschung angeschaut, und so enthalten einige der Tests, die sie in der biomedizinischen Forschung durchführen, einen offenen Feldtest, bei dem es nur ein offener Stift ist und Sie das Tier dort stecken und es erforschen lassen. , und dann zeichnen wir einfach auf, was das Tier tut, und einige von ihnen bleiben nahe an der Seite, einige von ihnen erkunden in die Mitte. Wir schauen, wie kühn oder explorativ oder bereit sie sind, ihre Umgebung zu betrachten. Das ist wahrscheinlich eine Menge Suchcharakter.Ja, und ich denke, es wird viel gesucht. Die anderen Tests, die wir betrachteten, war, dass wir das erhöhte Null-Labyrinth modifizierten, das typischerweise in der biomedizinischen Forschung verwendet wird, um die Wirksamkeit von Anti-Angst-Medikamenten zu untersuchen. Und so haben wir eine gemacht, die rindergroß ist.Also dachten wir, nun, lassen Sie uns nur sehen, wie sie sich in diesem Verhalten verhalten und wie das Verhalten, das im Rinder-Null-Labyrinth passiert, der Offene Feldtest, der Stift-Score, die Rutsche-Score und die Exit-Geschwindigkeit, wie können sie alle Art von Cluster zusammen? Der andere Test, den wir durchliefen, war auch ein verblüffender Test, bei dem wir das Tier in einen Stift steckten und dann einen Regenschirm ins Gesicht öffnen, wie. So.Die Idee ist also eine Art Angst, und dann können wir das Verhalten quantifizieren, das mit diesem verblüffenden Ereignis verbunden ist. Mit dem Ziel, eine effiziente Methode zur verhaltensgerechten Bewertung der verschiedenen emotionalen Schaltkreise zu identifizieren und die traditionellen Temperamenttests besser zu verstehen, wurde eine variable Reduktion für die Modellierung von Clusteranalysen durchgeführt, die traditionell zur Erfüllung von Marketing- und Geschäftsanforderungen verwendet wird. Die Anzahl der Schritte im offenen Feldtest, des individuellen Starttests, des Gruppen-Starttests und des Rinder-Null-Labyrinths sowie der Ausstiegsgeschwindigkeit, der Stiftpunktzahl, der Rutschenbewertung und des durchschnittlichen täglichen Gewinns wurden mit dem Ziel analysiert, die Anzahl der Verhaltensmetriken zu minimieren, die für eine umfassende Bewertung des Temperaments von Rindern erforderlich sind, und alle Zusammenhänge zwischen den kontextbezogenen Verhaltensreaktionen und der Produktivität zu identifizieren.Die Clusteranalyse identifizierte Gruppen von Variablen, die so korreliert wie möglich untereinander und so unkorreliert wie möglich mit Variablen in anderen Clustern sind. Der Algorithmus beginnt mit allen Variablen in einem einzelnen Cluster, und sobald der zweithöchste Eigenwert im Cluster den Dominanzschwellenwert erreicht, wird der Cluster aufgeteilt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis der Wert auf den Standardwert von 1 festgelegt wird.Demonstriert wird das Verfahren von Amanda Hubbard, einer Doktorandin aus unserem Labor. Um die Reaktion auf die Ausgangsgeschwindigkeit zu testen, platzieren Sie elektronische Timer vor einer Handling-Rutsche, sodass der Abstand zwischen Start- und Haltepunkt 1,8 Meter beträgt. Wenn die Timer an Ort und Stelle sind, bewegen Sie das Vieh durch die Handhabungsanlage und halten Sie jedes Tier einzeln im Kopftor der Rutsche für 10 Sekunden zurück.Wenn das Tier freigelassen wurde, verwenden Sie die Timer, um die Zeit aufzuzeichnen, die das Tier benötigt, um die 1,8 Meter aus der Rutsche zu durchqueren. Um die Rutsche Punktzahl zu bestimmen, fangen Jedes Tier in der Kopftor der Rutsche für 10 Sekunden, ohne Druck auf seinen Körper, und beobachten Sie das Tier, um das Verhalten zu punkten, während sie zurückhaltend, nach der 2019 Beef Improvement Federation Guidelines for Uniform Beef Improvement Programs, Ninth Edition. Lassen Sie das Tier am Ende der Beobachtungszeit aus dem Kopftor und der Rutsche.Um die Stiftpunktzahl zu bewerten, platzieren Sie fünf Rinder in einem 7,3 mal 7,3 mal 2,4 Meter stift, und haben einen einzigen menschlichen Beobachter, der dem Vieh unbekannt ist, betreten den Stift zu Fuß und schließen das Tor nach dem Betreten. Lassen Sie den Beobachter zwei Schritte in Richtung der Gruppe von Rindern machen und das Verhalten jedes Tieres als Reaktion auf den Beobachter visuell überwachen und jedem Tier innerhalb von 30 Sekunden nach dem Betreten des Geheges eine Verhaltensbewertung zuweisen. Um einen Rinder-Null-Labyrinth-Test durchzuführen, bauen Sie zunächst eine 1,6 Meter breite Rundbahn mit einem Innendurchmesser von 6,6 Metern und einem Außendurchmesser von 8,2 Metern.Und montieren Sie Videokameras, um die gesamte Arena zu erfassen. Wenn das Labyrinth fertig ist, mit Verfahren zur Handhabung mit geringem Stress, bewegen Sie ein einzelnes Tier in einen offenen Teil des Labyrinths und lassen Sie das Tier die Arena für 10 Minuten erkunden. Am Ende der Explorationsphase kehren Sie das Tier in seinen Heimatstift zurück und entschlüsseln Sie die Videoaufzeichnungen für die angegebenen Verhaltensweisen.Legen Sie für Einzel- und Gruppen-Erlauftests Regenschirme auf, die plötzlich auf Knopfdruck an den gegenüberliegenden Seiten des Tierstalls geöffnet werden können. Für einen individuellen Erlauftest mit Verfahren zur Handhabung mit geringem Stress wird ein einzelnes Tier in die Testarena gebracht. Für einen Gruppen-Starttest, führen Sie eine Gruppe von etwa vier Tieren.Nachdem die Tiere 60 Sekunden in der Arena waren, öffnen Sie die beiden Schirme gleichzeitig. Dann lassen Sie die Tiere für vier Minuten in der Arena, bevor Sie sie zu ihren Heimatstiften zurückbringen, und entschlüsseln Sie die Videos ihres Verhaltens entsprechend der Tabelle. Um einen Offenen Feldtest durchzuführen, verwenden Sie eine Praxis mit geringer Belastung, um ein einzelnes Tier in die Mitte des Tierstalls zu bewegen, und lassen Sie das Tier 10 Minuten in der Arena allein, bevor Sie das Tier in seinen Heimatstall zurückbringen.Dann dekodieren Sie die Videos des Verhaltens des Tieres mit den gleichen Kriterien wie bei den Starttests. In diesen repräsentativen Experimenten stieg die Wachstumsrate, und die Austrittsgeschwindigkeit und der Stiftscore verringerten sich. Es wurde kein Zusammenhang zwischen der Wachstumsrate und dem Rutschenwert beobachtet.Es wurde eine positive Beziehung zwischen dem Stiftwert und der Austrittsgeschwindigkeit beobachtet. Es wurde keine Beziehung zwischen der Rutsche-Score und der Austrittsgeschwindigkeit oder zwischen der Rutsche und Stift-Scores beobachtet. Die Clusteranalysen identifizierten drei primäre Cluster in den Daten.Die Anzahl der Schritte im Gruppenstarttest gruppiert mit der Wachstumsrate und der Austrittsgeschwindigkeit. Da die Rinder im Gruppen-Erlauftest in Gruppen bewertet wurden, fehlte bei der Auswertung der zusätzliche Stressor der sozialen Isolation. Aus diesem Grund könnten sie ein ehrliches Signal der Angst ausdrücken können, sobald sie nicht den sozialen Isolations-induzierten, Panik-/Suchenden-Stress erlebten.Dieses Muster legt nahe, dass die vorherrschende emotionale Reaktion durch den Kontext beeinflusst wurde, in dem sie bewertet wurden. Die Anzahl der Schritte im Labyrinth "Rinder Null", der Offene Feldtest und der einzelne Starttest werden zusammengepfert. Der Stift-Score-Test gruppiert emittiert mit der Anzahl der Schritte im offenen Feldtest, Rinder-Null-Labyrinth und individuellem Starttest, alle drei Tests, die die Panik/Suche aufgrund der sozialen Isolation simulieren können, die während dieses Tests erforderlich ist.Da die Stiftpunktzahl im Vergleich zum Offenen Feldtest, dem Rinder-Null-Labyrinth und dem individuellen Erschrecktentest viel einfacher zu erfassen ist, kann die Stiftpunktzahl ein umsichtiger Test für die Bewertung der Panik-/Suchreaktion sein. Der Chute-Score wurde jedoch nicht mit einer der anderen Variablen gruppiert. Anstatt zu versuchen, einzelne Beziehungen zwischen Rutschen- und Stiftpunktzahl zu betrachten, haben wir beschlossen, alle Variablen zu nehmen und sie in einem Cluster zusammenzufügen, und so, was wir herausfinden konnten, gibt es eine Menge Beziehungen zwischen Wachstum und Exit-Geschwindigkeit, und es gibt auch eine Menge Beziehungen zwischen Wachstum, Ausstiegsgeschwindigkeit und das Verhalten im Starttest, wenn sie als Gruppe ausgewertet werden.Wir bemerkten, dass die Daten, die mit der Chute-Score verbunden sind, die wir denken, mit Wut verbunden sind, die sich nicht mit irgendetwas anderem gruppiert haben, also stand es einfach irgendwie von selbst, und es hatte wirklich keine starken Beziehungen zu einem der anderen Parameter, die wir in einem der anderen Tests gemessen haben. Einer der Kommentare, die ich machen möchte, wenn ich mir die Literatur dazu ansehe, auf die Ausstiegsgeschwindigkeit, wie schnell sie herauskommen, und man misst das elektronisch, wie sehr sie in der Quetschrutsche zu kämpfen haben, diese Dinge begannen vor etwa 10 Jahren zu divergieren. Sehen Sie jetzt, wir waren bereits 15 Jahre in der Auswahl für Niedrigangst Rinder.Oh, interessant, ja, so können Sie auf jeden Fall einige Zuchtauswahl Entscheidungen treffen, die beeinflussen, wie sie sich in diesen verschiedenen Tests verhalten. Wenn Sie diese Tests tatsächlich verwenden werden, müssen Sie einige Praxisrinder bekommen, die nicht in Ihrer Studie sein werden, weil Sie eine Menge Leute koordiniert bekommen müssen, um diese Tests durchzuführen, und mit nur einigen Übungsrindern üben, um zu lernen, wie man die Tests macht, bevor Sie Ihre Versuchsrinder tatsächlich bekommen und testen können, weil Sie nicht mit ihnen üben können. , denn dann würden sie lernen. Ja, und die Tiere, sie tun Dinge, die Sie sich nie vorstellen.Also dinge wie ein Lenker legte seinen Kopf an die Seite des Labyrinths und ging mit dem Labyrinth. Also müssen Sie einige dieser Dinge irgendwie beheben, so dass, wenn Sie tatsächlich bereit sind, die Datensammlung selbst zu tun, Sie hoffentlich einige dieser Dinge angesprochen haben, mit denen, von denen Sie keine Daten erhalten werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

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Verhalten

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