Traditionnellement, le comportement communicatif a été étudié à partir de deux points de vue. D'un point de vue, les éthologues observent et enregistrent le comportement des animaux dans des milieux naturels et tentent de reconnaître sa valeur adaptative1. Le sens ou les sens particuliers en cause n'ont pas été l'intérêt principal de ces études. D'un autre point de vue, les physiologistes sont plus intéressés à démêler les mécanismes par lesquels les animaux communiquent1; par conséquent, des études de laboratoire ont fourni des méthodes pour aborder le rôle que les modalités sensorielles jouent dans la communication2,3. Ces deux perspectives sont en effet complémentaires, car la connaissance de la valeur adaptative et des mécanismes immédiats est nécessaire pour acquérir une compréhension complète des comportements communicatifs dans la vie sociale des animaux.
Le comportement de bâillement est une composante remarquable du répertoire comportemental dans plusieurs espèces de vertébrés4, allant des poissons aux primates5. Il peut être décrit comme une ouverture lente de la bouche et le maintien de sa position ouverte, suivie d'une fermeture plus rapide de la bouche5. La durée de la séquence dépend de l'espèce; par exemple, les primates bâillent plus longtemps que les espèces non primates6. Chez de nombreuses espèces, l'homme étant l'exception, les mâles ont tendance à bâiller plus fréquemment que les femelles7. Cette caractéristique pourrait étayer la fonction communicative possible du bâillement, bien que les modèles réguliers du bâillement et sa fréquence quotidienne puissent également suggérer une fonction physiologique. Chez les rats, le bâillement spontané suit un rythme circadien, avec des pics de haute fréquence se produisant le matin et l'après-midi8,9.
Une caractéristique intéressante du comportement bâillant est qu'il peut être un acte contagieux (lorsque le stimulus de libération d'un comportement se trouve être un autre animal se comporter de la même manière10) dans plusieurs espèces de vertébrés11,12, 13,14,15,16, y compris les oiseaux17 et les rongeurs18. En outre, des preuves récentes ont indiqué que le bâillement contagieux peut refléter un rôle communicatif, parce que le bâillement d'un rat peut affecter l'état physiologique d'un autre lorsqu'il est exposé à des indices olfactifs19. Cependant, si oui ou non le bâillement a un rôle communicatif est encore en débat20,21, et l'analyse du bâillement contagieux est une première étape essentielle pour résoudre cette question.
D'autre part, le bâillement contagieux a été lié à la capacité d'un animal à sympathiser avec les perspectives d'autres animaux; par conséquent, les individus étroitement liés sont plus susceptibles de montrer la contagion4. Cette hypothèse a été fréquemment testée dans des conditions de laboratoire dans lesquelles les animaux sont présentés avec des stimuli bâillements sur la vidéo12,13; par conséquent, la contagion ne peut se produire que par des indices visuels. D'autres enquêtes ont évalué la contagion du bâillement dans des conditions plus naturelles à l'aide de groupes d'animaux14,15. Un problème majeur est que les animaux qui interagissent socialement réagissent souvent aux signaux et aux signaux d'échange qui sont transmis par des combinaisons de modalités sensorielles. Démêler les sens réels impliqués dans un comportement donné de leurs effets combinés n'est pas toujours une tâche facile. Typiquement, les chercheurs pharmacologiquement ou chirurgicalement entraver l'utilisation d'un animal d'un sens donné, puis déduire le rôle de ce sens dans le comportement pertinent2,3,18,22. Heureusement, il existe d'autres méthodes dans lesquelles seules les barrières physiques sont utilisées pour permettre ou entraver la communication entre les animaux23,24,25, réalisant ainsi une plus grande validité biologique.
La méthode proposée ici a été spécifiquement conçue pour étudier le bâillement contagieux chez les rats familiers et inconnus dans un cadre social. Selon l'hypothèse empathique, l'ancien groupe devrait être plus sensible au bâillement contagieux. La méthode n'exige pas que les animaux soient privés chirurgicalement ou pharmacologiquement de tout sens. Au lieu de cela, il fonctionne en plaçant les rats dans des cages adjacentes avec des trous et physiquement obstruer leur communication en utilisant des diviseurs clairs ou opaques avec ou sans trous. Ainsi, quatre conditions d'essai peuvent être examinées : (1) communication olfactive (OC, diviseur opaque perforé), (2) communication visuelle (VC, diviseur clair non perforé), (3) communication visuelle et olfactive (COV, diviseur clair perforé), et (4) ni communication visuelle ou olfactive (NVOC, diviseur opaque non perforé). Par conséquent, les chercheurs peuvent comparer les contributions relatives des indices olfactifs, visuels et, dans une certaine mesure, auditifs dans la contagion du bâillement. Cette approche n'est pas nouvelle, car des méthodes similaires ont été utilisées pour isoler les sens impliqués dans certains comportements communicatifs chez les animaux tels que les lézards23 et les souris26. En fait, Gallup et ses collègues27 ont utilisé une méthode similaire pour démontrer le rôle des indices visuels dans le bâillement contagieux chez les budgerigars. Les principales caractéristiques de ces méthodes sont la simulation d'un contexte social et le stress minimal infligé aux animaux. En outre, l'utilisation d'animaux en interaction augmente la validité biologique des conclusions.
Il existe plusieurs façons de mesurer le bâillement contagieux25,28. Dr Stephen E. G. Lea (communication personnelle, 2015) nous a aidés à adapter numériquement une méthode précédemment utilisée par les primatologues13,14 pour une analyse plus précoce des données utilisées ici18. Présenté dans ce protocole est une version améliorée de cette méthode avec un plus large éventail d'applications. Il consiste à pondérer le nombre total de bâillements d'un rat, à l'intérieur et à l'extérieur d'une fenêtre de temps donnée, par la proportion de temps d'observation correspondant aux bâillements à l'intérieur et à l'extérieur de la fenêtre temporelle.
Par exemple, si l'on suppose que les rats A et B sont observés pendant 12 min, leur bâillement est enregistré à la minute la plus proche, et une fenêtre de temps de 3 minutes est fixée pour mesurer le bâillement contagieux. Ensuite, les séquences suivantes de bâillements pour chacun de ces rats sont considérées: rat A (0,0,0,0,0,0,0,0,2,1) et rat B (0,1,1,0,1,0,0,0,0,0,3). Il est à noter que chaque nombre (0-3) correspond au nombre de bâillements marqués à chaque min. Pour le rat A, pendant les minutes 1, 10 et 11 (nombres en caractères gras), le rat B ne bâille pas dans les 3 minutes précédentes (la fenêtre de temps choisie) ou dans cette minute. Dans ces minutes, le rat A bâille un total de 2 fois. Par conséquent, le taux de bâillement du rat A sans aucun stimulus de bâillement (taux de bâillement non-post-bâillement) est 2/3 (c.-à-d., 0.67 bâillements/min). Dans les 9 minutes restantes, le rat B bâille au moins une fois dans la même minute ou les 3 minutes précédentes. Rat A bâille un total de quatre fois dans ces 9 min. Par conséquent, le taux de bâillement du rat A en réponse à un stimulus de bâillement (taux de bâillement post-bâillement) est de 4/9 (c.-à-d., 0,44 bâillement/min). L'application de la même procédure au rat B donne un taux de bâillement non-post-bâillement de 2/3 (c.-à-d., 0,66) et un taux de bâillement post-bâillement de 5/9 (0,55).
D'autre part, si le bâillement est enregistré à la décimale la plus proche d'une minute, la contagion bâillement entraînera un temps de bâillement ajusté. Par exemple, si les temps de bâillement suivants sont enregistrés sur une période d'observation de 12 min pour les rats A et B : rat A (2,3, 5,1, 5,8, 10,4, 10,8, 11,1) et rat B (1,2, 2,4, 4,5, 5,1, 11,2, 11,6, 11,8). Pour le rat A, les périodes pendant lesquelles le rat B ne bâille pas dans les 3 dernières minutes vont de 0 à 1,2 min et de 8,1 à 11,2 min (c.-à-d. 3,1 min), ce qui donne un total de 4,3 min de temps de non-bâillement. Le nombre de fois que le rat A bâille pendant ces périodes est de trois (nombres en caractères gras), de sorte que le taux de bâillement non-post-bâillement est de 3/4,3 (c.-à-d., 0,69), tandis que le taux de bâillement post-bâillement est de 3/7,7 (c.-à-d., 0,38; le dénominateur de 12-4,3 min). De même, pour le rat B, les périodes pendant lesquelles le rat A ne bâille pas dans les 3 dernières minutes vont de 0 à 2,3 min et de 8,8 à 10,4 min, ce qui donne un total de 3,9 min. Le nombre de fois que le rat B bâille au cours de ces périodes est un, de sorte que le taux de bâillement non-post-bâillement est de 1/3,9 (c.-à-d., 0,25). Par conséquent, le taux de bâillement post-bâillement est de 6/8,1 (c.-à-d., 0,74).
Bien qu'une correspondance quasi-contemporaine dans le comportement est un critère idéal pour démontrer la présence d'une contagion, des aspects tels que les contraintes sur ce qu'un individu s'occupe, le temps de réaction à un stimulus, la distribution du comportement au fil du temps (par exemple, bâillement peuvent se produire dans les épisodes), et le temps de s'acclimater au cadre expérimental donne lieu à des différences d'espèces, ce qui rend difficile l'utilisation d'une fenêtre temporelle unique. C'est peut-être la raison pour laquelle les chercheurs ont utilisé des fenêtres de temps qui varient de secondes5 à plusieurs minutes11, ce qui crée des problèmes lors de la comparaison des résultats28. Pour cette raison, il est proposé de répéter la procédure décrite ci-dessus pour une gamme de fenêtres de temps pour obtenir des courbes de contagion bâillement et de comparer les courbes de contagion bâillement entre les espèces.
Les courbes de contagion du bâillement équivalent peuvent être comparées en distribuant au hasard le nombre de bâillements observés pour chaque rat au cours de la période d'observation. Ainsi, la méthode proposée pour mesurer la contagion du bâillement offre deux types de contrôles : le taux de bâillement (1) se produisant en dehors de la fenêtre temporelle (temps de non-post-bâillement) et (2) la courbe artificielle de contagion du bâillement obtenue à partir de la distribution aléatoire du nombre de bâillements. Par conséquent, cette approche pour analyser la contagion bâillement est un pas en avant par rapport à d'autres procédures, telles que celles comparant le pourcentage ou la fréquence du bâillement dans une fenêtre de temps unique à celle qui se produit en dehors de cette fenêtre25, sans tenir compte de la cadres de temps réels. La méthode est complétée par un programme R-basé29 pour calculer commodément et objectivement la probabilité de bâillement contagieux pour une ou plusieurs fenêtres de temps.
Pour illustrer l'utilité de cette méthode et les avantages du programme basé sur la R, un ensemble de données provenant d'une étude publiée antérieurement18 est utilisé. L'état expérimental s'est composé de 144 rats mâles attribués à une condition familière ou peu familière. Les rats dans chaque condition expérimentale ont été subdivisés en quatre sous-groupes de neuf paires et exposés à l'une des quatre situations d'essai décrites ci-dessus. Les comportements bâillants des rats dans chaque condition expérimentale et situation d'essai ont été alors enregistrés sur une période de 60 min.