ラットの社会組織と相互作用を調査するための複雑なダイビング・フォー・フード・タスク

ラットは非常に社会的な動物であり、社会的行動と意思決定との関係を理解するための理想的なモデルです。ラットは、支配的な関係と従順な関係に基づいて、階層的なグループに分けられます。ラットは、他のラット^1,2の決定に応じて変化する協力、リスク管理、欺瞞的な行動、行動を表現するタスクについて訓練することができます。これらの行動を表現するラットモデルを用いる研究は、人間の心理学に関連した意思決定との社会構造とその関係を理解するのに役立つ。

必要な資源として、食べ物へのアクセスはラット³の社会的組織の大きな理由である。ナイーブラットは、食物へのアクセスが^{1、2、4、5、6、7、8}に制限された状況で社会的相互作用と差別化に従事することが観察されている。ある研究では、成虫のラットは、食物にアクセスするために水中のトンネルを横断し、トンネルを通ってケージ⁹に食べ物を戻す必要がありました。各群内の個々のラットは、それらの食物の入手方法に従って分類することができた。2つの行動プロファイルが出現しました:最初は、水中を飛び降りてフィーダーに向けて泳ぎ、ペレットを得て、ペレットを口の中に保持してケージに戻る「キャリア」です。第2のグループは、キャリアから盗むことによってのみダイビングや食べ物を得ない「非キャリア」です。6匹のラットのグループでは、およそ1/2がキャリアで、残りの半分は⁹でした。すべてのラットは、ダイビング装置¹⁰で個別に訓練を受けた際にキャリアであることが観察された。

同様の動物行動タスクは、食べ物や空間のための競争を伴い、鶏^11、げっ歯類12、13、14、15、および豚¹⁶で採用されています。チューブテストでは、2匹のマウスが反対側の端から狭いチューブを通って送られ、一方のマウスは必ずしも他方に道の権利を与える。このテストは、社会的優位性^{17、18、19を}測定する際に補助します。ウォームスポットテストと呼ばれる行動テストは、マウスがそれ以外の場合はコールドケージ^19、20の小さな暖かい場所で位置を競^う。

より複雑なその後のダイビング・フォー・フード・タスクにより、キャリアラットは非キャリアから離れた第2のケージにアクセスでき、そこで別々に食べ物を消費することができます^。このプロトコルでは、ラットの社会的階層と行動の代替モデルとして、食用ダイビングタスクを提示します。このダイビング・フォー・フード・タスクは、ラットがメインケージの社会的グループを避け、したがって侵略と他のラットの社会的相互作用を逃れる方法を提供する。このタスクは、社会的侵略に対する我々の理解を解明することができるラットの社会的行動を避けるオプションを導入する。

正常な社会的役割に従事する能力を記述する社会的機能は、うつ病³などの状態によって影響を受ける可能性があります。うつ病の個人は失業に苦しむことが多く、社会的接触が少なく、レジャー活動にほとんど従事していない³.うつ病の効果的な治療は、しばしば社会的および対人機能²¹の改善によって測定される。しかし、抗うつ薬治療は、うつ病に関連する社会的機能の障害の治療におけるその有効性が異なる^3.

この方法論では、慢性ストレス試験を通じてラットのうつ病のような状態を誘発し、うつ病のような状態の特徴の1つであるラットのアンヘドニアレベルをスクロース好みテストで評価した。抗うつ薬を投与されたアンヘドニックラットと同様に、抗うつ薬を投与した抗ヘドニックラットは、対照群と比較してダイビング・フォー・フード・タスクを通じて監視された。

前述のダイビング・フォー・フード・タスクは、キャリアや非キャリアなどの比較ポイントとして1組の動物または1つの二分法のみを使用することが多い食品競争テストに似ており、提出物を支配^15、17、22と比較する単一の分析を行^う。私たちの方法は、キャリアと非キャリア、食べ物のために戦う人とそうでない人、食べ物を共有したり、別々のケージに行くラットなど、複数のタイプの行動に分割を介してラット間のより複雑な相互作用を定義します。このプロトコルは、ペアではなく、動物のグループ内の社会的相互作用の複雑な構造を評価するために階層を使用する唯一のタイプであると考えています。食べ物の好みに基づいて優位性をテストする研究や、支配的な従順なモデルに限定されないより階層的な関係を明確にすることを目的とした研究に役立ちます。

このプロトコルでは、特にアンヘドニアの発達後に、個々の行動の変化を伴うラットの社会的組織および相互作用を調査するための複雑な食用ダイビングタスクについて詳細に説明する。この動物モデルは、社会的行動や階層の変化に関連する他の精神状態を研究するために利用されてもよい。

実験は、ヘルシンキ宣言と東京宣言および欧州共同体の実験動物使用に関するガイドラインの勧告に従って行われた。実験は、ネゲブのベングリオン大学の動物ケア委員会によって承認されました.この実験の認証コードは IL-55-8-12 でした。

1. ラットの準備

1. 施設動物の世話と使用委員会(IACUC)から実験の承認を得る。
2. 大人のスプレイグ・ドーリーラットを選択します。発作や他の運動障害などの異常な物理的特徴を示す動物を除外する。
   注:このプロトコルでは、4〜8ヶ月の体重300〜350gの成人雄ラットを使用しました。雌ラットも同様に使用することができる。
3. ラットを室温(22°C±1°C)で、12時間光、12時間の暗いサイクルで維持します。ラットチャウと水のアドリビタムを提供します。ケージあたり3匹のラットを収容する。
   注: 同じケージに収容されているすべてのラットは、同じ実験グループに属している必要があります。
4. 120匹のラットを3つの実験群のいずれかに無作為に配置する。グループ 1 (n=60) w を制御グループとして使用します。以下に詳述するストレータを用いて、実験グループ2(n=30)を誘導する。グループ3を誘導し、実験群を治療(n=30)、アンヘドニア、続いて抗うつ薬治療を行う。実験プロトコルのタイムラインは 図 1にあります。
5. 実験の開始時に、ラットを色付きのペンでマークし、個々の識別を可能にします。
6. 6:00 a. .m~ 12:00 p.m の間ですべての実験を行います。
7. 可能な減量のための手順を通して毎日ラットを計量.20%以上の減量は、研究からラットを除外します。セクション3.1.3を参照してください。

2. ラットにおけるアンヘドニアの誘導

1. 慢性的な予測不可能な応力モデル
   1. 実験群および実験群から、慢性予測不可能ストレスモデルによるうつ病様状態の特徴を持つ治療を行い、先に詳述した²³を誘発する。
2. 慢性的な予測不可能な応力モデル
   1. 前に詳述した²³のように、慢性予測不可能ストレスモデルによるうつ病のような行動を持つ2つの実験群からラットを誘導する。
      注:ラットはランダムな順序で毎日7ストレッサーのうちの2つにさらされます。昼間に1つ、夜に2番目の週^24、25。
   2. 次のストレータをランダムな順序で導入します。
      1. 18時間の3の代わりにケージあたり6匹の動物を持つラットを飼育する。
      2. 3時間の垂直軸に沿って45°の傾きケージ配置。
      3. 18時間食べ物の動物を奪う。
      4. 18時間の水の動物を奪い、その後、空の水のボトルを導入します。
      5. 寝具に300mLの水がこぼれた8時間の汚れたケージを維持します。
      6. 連続照明を維持し、週に48時間の光/暗いサイクルを逆にします。
      7. 環境を40°Cに加熱し、5分間加熱します。
   3. うつ病様の特徴の一つであるアンヘドニアの発症を、ショ糖嗜好試験を行うことにより確認する。セクション4を参照してください。
3. 抗うつ薬療法
   1. 20mg/kg イミプラミン塩酸塩(三環系抗うつ薬)を1日1回、実験群^26、27、28からラットに3週間投与する。
      注:実験群のサブグループ(ラットの各セットのn=3)は、抗うつ薬治療群と同じ体積で、3週間の間、1日1回、腹腔内に0.9%の生理食音(プラセボ)を投与される。

3. 社会組織テスト(複合食用ダイビングタスク)

注:実験装置は、以前の研究^で説明しました^9,29,30マイナーな変更を伴います.装置のすべての部分は透明なプレキシガラスから構成されるべきである。

1. 装置を準備し、ラットを順応する。
   1. トンネル(45 cm x 15 cm x 15 cm)を介して2つのケージ(50 cm x 50 cm x 50 cm)を水族館(130 cm x 35 cm x 50 cm)に接続します(図2)。水槽²⁵に飛び込まずにケージから別のケージにアクセスできないようにしてください。水温を25°Cに保つ。
   2. 水槽の一端に食品ペレット(各チューブに1つの食品ペレット)を入れてチューブを置きます。
      注:出発ケージ内の食物ペレットのアクセシビリティの低下は、そうでなければ盗む習慣を開発するラットが食物に到達するために潜ることを徐々に奨励する必要があります。
   3. 実験の1日目に、6匹のラットの各群を水なしで実験装置に導入し、3時間のセッションを行う。セッション後にラットを標準ケージに戻す。
      1. ラットフードのアクセスを3時間のセッションに制限し、残りの日は食べ物にアクセスできません。
      2. ベースライン体重の20%以上を失ったラットを社会集団と共に実験から取り除き、 アドリビタム の食べ物と水を与える。
      3. 手動で乾燥したラットをタオルまたは低体温症を避けるために、乾燥するまで、通常の住宅に戻す前に熱源へのアクセスを提供します。
      4. 2 日から 3 日の間、これらのセッションを繰り返します。
         注:ビデオは、3時間のセッションのために連続して装置内のラットを記録します。カメラが高精細(720p)に設定され、オートフォーカスがオフになっていることを確認します。
2. 食用ダイビングタスクの実行
   1. 4~17日目に、前述の4に示すように、最大水位に達するまで徐々に水を加^える。17-21日に、最大水位を維持します。
   2. ペレットアクセスのためにダイビングラットを観察してください。
   3. 各ラットについて以下のパラメーターを記録します。
      1. トンネルへの入り口の頻度を評価します。
      2. 食べ物のために飛び込む試みを数えます。
         注:ケージから水族館への旅行は、ペレットが食べられるままであることを保証する5〜6秒を超えてはならない。
      3. 食べ物のために泳ぐラットとしないラットとの間の攻撃によって食物が得られる回数を評価する。
      4. 泳ぐネズミが食べ物を運んだ回数を記録する。
      5. ラットが別々のケージで過ごした時間を、元のケージで過ごした時間と比較して記録します。
         注:すべてのデータは、連続的な視覚観察によって得られました。

4. アンヘドニアの評価:スクロースの好性試験

1. 以前に説明した^{23、25、31、32、33}のように、マイナーな修正を伴うスクロースの好みのテストによってアンヘドニア^を評価する。このテストは、手順の -6、0、35、41、62、68 日に実行します (プロトコルタイムラインについては図 1を参照)。
   1. ラットは、各ケージ内の2つのボトルへの無料アクセスによって24時間スクロース溶液を消費することを可能にします, スクロース溶液の100 mLを含みます (1%, w/v).
   2. 24時間後、ボトルの1つを水に入れ替えて24時間追加します。
   3. 12時間³⁴のために水のラットを奪う。
   4. ラットに両方のボトル(水とショ糖を含む1つ)を与えます。4時間後、消費されたスクロース溶液と水の両方の体積を記録する。
   5. スクロースの好み(%)=スクロース消費量(mL)/(ショ糖消費量(mL)+水消費量(mL))×100%としてショ糖の好みを計算します。
      注:社会組織テストと組み合わせて慢性予測不可能応力モデルを利用する場合は、平均ショ糖と水消費量を記録するだけでなく、個々のラットの行動の変化にも注意することをお勧めします。これにより、ダイビング・フォー・フード・タスクなどの階層モデルに直面したとき、グループ内ではなく個人内の行動変化をより具体的に理解できるようになります。

5. 統計分析

1. クルスカル・ウォリスを使用したグループ間の比較を決定し、ノンパラメトリックデータまたは一方向分散分析(ANOVA)のマン・ホイットニーを使用した後、ボンフェローニのポストホック検定またはパラメトリックデータのスチューデントt検定を使用して比較します。
   注: 結果は、p < 0.05 の場合は統計的に有意であると見なされ、p < 0.01 の場合は非常に有意です。

体重の変化
一方向のANOVAは、ダイビング・フォー・フード・タスクの21日間の実験群間の体重の変化に違いを示さなかった。2日目から21日目まで、3群すべてで体重が変化しました(p<0.01,表1)。

ショ糖選好検定
実験開始時(0日目)には、アンヘドニアで誘導されたラットの実験群(85.6%±18.6)、抗うつ薬療法で治療した実験群(85.1%±18.8)、対照群(85.7%±9.9)の間にショ糖好みの割合に差はなかった。35日目は、対照群(84.13%±12.3)と比較して、実験群(62.69%±17.7、p<0.01)と治療を受けた実験群(68.48%±13.9、p<0.01、 図3A)で有意に低いショ糖好みがあった。実験群と治療を受けた実験群との間にはまだ違いはなかった。62日目、実験ラットは、対照群(78.5%±16)および処置を伴う実験群(77%±16、p<0.05、 図3B)よりも低いショ糖好み(68%±15)を有していた。この時点では、治療群と対照群の間に違いはなかった。データは、スクロースの好み±標準偏差のパーセントとして提示されます。

ダイビング・フォー・フード・タスク
食べ物へのアクセスが制限された状況におけるラットの社会活動を 図4に示す。実験群のラットは、トンネルへのエントリーの頻度の増加を示しました (113% ± 3.7, p<0.01, 図 4A),食べ物のためのダイビング (141% ± 7, p<0.01, 図4B),運ぶことによって得られた食品 (168% ± 12, p<0.01, 図4C)、別々のケージに費やされた時間(123%±7.9、p<0.01、 図4D)、および攻撃によって得られた食品(232%±26、p<0.01、 図4E)を治療対象の実験群と比較して(44%±、53%±6、54 ±%5、55%±6.7、67%±4 ±7%)。抗うつ薬で治療された実験ラットとの間の違いは、食用ダイビング試験の全5パラメータにおける実験群と対照群の差よりも統計的に大きかった(p<0.05)。データは、平均の標準誤差±コントロールと比較して、平均パーセントとして表示されます。

図 1.実験プロトコルのタイムライン。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図 2.ダイビング・フォー・フード装置の図。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図 3.スクロース好み試験(A)35日後及び(B)62日後。 実験の開始時にスクロースの消費量に違いはありませんでした。(A)実験の35日目までに、抗うつ薬療法で治療されたアンヘドニック群(p<0.01)とアンヘドニック群(p<0.01)は対照群よりも有意に低いショ糖好みであった。 (B)62 日目に、アンヘドニアで誘導されたラットは、抗うつ薬治療で治療された対照群およびアンヘドニック群の両方に比べてより低い%スクロース好みであった(p<0.05)。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図 4.食べ物へのアクセスが制限された状況におけるラットの社会的活動 (A) トンネルへのエントリの頻度。(B)食べ物のためのダイビング。(C)運送で得られる食品。(D) 別々のケージで過ごした時間。(E) 攻撃によって得られる食品。データは平均制御値+ 平均の標準誤差と比較した平均パーセンテージで表示されます。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

表 1.食用ダイビングタスク中の体重の変化(パーセンテージ)。 タスクの21日間の間に体重の変化のための3つの実験群の間に違いはなかった。2日目から21日目まで、体重の変化(p<0.01)として表される日の間に全体的な効果がありました。

著者らは開示するものは何もない。