Summary
تقدم هذه المقالة وصفا مفصلا لبروتوكول تحيز حكم الماوس الجديد. كما تم إثبات الأدلة على حساسية مهمة الحفر الشمي هذه للحالة العاطفية ومناقشة فائدتها عبر مجالات البحث المتنوعة.
Abstract
تحيزات الحكم (JB) هي اختلافات في الطريقة التي يفسر بها الأفراد في الحالات العاطفية / العاطفية الإيجابية والسلبية المعلومات الغامضة. وقد لوحظت هذه الظاهرة منذ فترة طويلة في البشر، حيث يستجيب الأفراد في الحالات الإيجابية للغموض "بتفاؤل" وأولئك الذين يعيشون في حالات سلبية يظهرون بدلا من ذلك "التشاؤم". استفاد الباحثون الذين يهدفون إلى تقييم تأثير الحيوان من هذه الاستجابات التفاضلية ، حيث طوروا مهام لتقييم تحيز الحكم كمؤشر على الحالة العاطفية. أصبحت هذه المهام شائعة بشكل متزايد عبر الأنواع ومجالات البحث المتنوعة. ومع ذلك ، بالنسبة للفئران المختبرية ، والفقاريات الأكثر استخداما على نطاق واسع في الأبحاث والأنواع التي يعتمد عليها بشكل كبير لنمذجة الاضطرابات العاطفية ، تم التحقق بنجاح من مهمة JB واحدة فقط على أنها حساسة للتغيرات في الحالة العاطفية. هنا ، نقدم وصفا مفصلا لهذه المهمة الجديدة ل JB ، وأدلة على حساسيتها لتأثير الفأر. على الرغم من أن التحسينات لا تزال ضرورية ، إلا أن تقييم الفأر JB يفتح الباب للإجابة على كل من الأسئلة العملية المتعلقة برفاهية الفئران ، والأسئلة الأساسية حول تأثير الحالة العاطفية في البحث الانتقالي.
Introduction
أثبت قياس تحيز الحكم المعدل عاطفيا (من الآن فصاعدا JB) أنه أداة مفيدة لدراسة الحالات العاطفية للحيوانات. هذا النهج المبتكر يستعير من علم النفس البشري لأن البشر الذين يعانون من حالات عاطفية إيجابية أو سلبية (العواطف والمزاج على المدى الطويل) يظهرون بشكل موثوق الاختلافات في الطريقة التي يعالجون بها المعلومات1،2،3. على سبيل المثال ، قد يفسر البشر الذين يعانون من القلق أو الاكتئاب تعبيرات الوجه المحايدة على أنها سلبية ، أو الجمل المحايدة على أنها تهديد 4,5. من المحتمل أن يكون لهذه التحيزات قيمة تكيفية وبالتالي يتم حفظها عبر الأنواع 6,7. استفاد الباحثون الذين يهدفون إلى تقييم تأثير الحيوان بذكاء من هذه الظاهرة ، حيث قاموا بتفعيل التفاؤل كتوقع متزايد للمكافأة استجابة للإشارات المحايدة أو الغامضة ، والتشاؤم كتوقع متزايد للعقاب أو غياب المكافأة 8,9. وهكذا ، في بيئة تجريبية ، يمكن تفسير الاستجابات المتفائلة والمتشائمة للمحفزات الغامضة على أنها مؤشرات للتأثير الإيجابي والسلبي ، على التوالي10,11.
بالمقارنة مع المؤشرات الأخرى للتأثير الحيواني ، فإن مهام JB لديها القدرة على أن تكون أدوات ذات قيمة خاصة لأنها قادرة على اكتشاف كل من تكافؤ وشدة الحالات العاطفية10,11. إن قدرة مهام JB على اكتشاف الحالات الإيجابية (على سبيل المثال ، Rygula et al.12) مفيدة بشكل خاص لأن معظم مؤشرات التأثير الحيواني تقتصر على اكتشاف الحالات السلبية 13. خلال مهام JB ، يتم تدريب الحيوانات عادة على الاستجابة لإشارة تمييزية إيجابية تتنبأ بالمكافأة (على سبيل المثال ، نغمة عالية التردد) وإشارة تمييزية سلبية تتنبأ بالعقاب (على سبيل المثال ، نغمة منخفضة التردد) ، قبل أن يتم تقديمها مع إشارة غامضة (على سبيل المثال ، نغمة متوسطة)8. إذا قام "بتفاؤل" استجابة لإشارات غامضة بأداء الاستجابة المدربة للإشارة الإيجابية (كما لو كان يتوقع مكافأة) ، فهذا يشير إلى تحيز إيجابي في الحكم. بدلا من ذلك ، إذا أظهرت الحيوانات استجابة سلبية مدربة لتجنب العقاب ، فهذا يدل على "التشاؤم" أو التحيز السلبي في الحكم.
منذ تطوير أول مهمة JB ناجحة للحيوانات من قبل Harding وزملاؤه8 ، تم تطوير العديد من مهام JB لمجموعة واسعة من الأنواع عبر مجالات بحثية متنوعة7. ولكن على الرغم من شعبيتها المتزايدة ، فإن مهام JB الحيوانية غالبا ما تكون كثيفة العمالة. علاوة على ذلك ، ربما لأنها تختلف منهجيا عن المهام البشرية التي ألهمتها ، فإنها تنتج في بعض الأحيان نتائج فارغة أو غير بديهية14 وعادة ما تنتج فقط أحجام تأثير علاج صغيرة15. ونتيجة لذلك ، يمكن أن تكون مهام JB صعبة التطوير والتنفيذ. في الواقع ، بالنسبة للفئران المختبرية ، والفقاريات الأكثر استخداما على نطاق واسع في الأبحاث16,17 والأنواع التي تم الاعتماد عليها بشكل كبير لنمذجة الاضطرابات العاطفية 18 ، تم التحقق بنجاح من مهمة JB واحدة فقط على أنها حساسة للتغيرات في الحالة العاطفية 19 على الرغم من العديد من المحاولات على مدى العقد الماضي (انظر المواد التكميلية ل Resasco et al.19 للحصول على ملخص). تصف هذه المقالة مهمة JB الفئران التي تم التحقق من صحتها مؤخرا ، مع تفصيل تصميمها ذي الصلة بيولوجيا ، وتسليط الضوء على الطرق التي يمكن بها تطبيق هذه المهمة الإنسانية لاختبار الفرضيات المهمة ذات الصلة بتأثير الماوس. بشكل عام ، يمكن تنفيذ البروتوكول للتحقيق في الآثار العاطفية لأي متغير ذي أهمية على JB في الفئران. ويشمل ذلك متغيرات العلاج الفئوية كما هو موضح هنا (آثار المخدرات أو الأمراض ، والظروف البيئية ، والخلفية الوراثية ، وما إلى ذلك) ، أو العلاقات مع المتغيرات المستمرة (التغيرات الفسيولوجية ، وسلوكيات القفص المنزلي ، وما إلى ذلك).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على التجارب من قبل لجنة رعاية الحيوان بجامعة جيلف (AUP #3700) ، والتي أجريت وفقا لإرشادات المجلس الكندي لرعاية الحيوان ، وتم الإبلاغ عنها وفقا لمتطلبات REACH (أبحاث الحيوان: الإبلاغ عن تجارب في الجسم الحي )20 .
1. إعداد التجربة
- التصميم التجريبي (انظر الجدول 1).
ملاحظة: هذا الاختبار السلوكي هو مهمة حفر Go/Go قائمة على الرائحة، حيث يتعين على الفئران الحفر للحصول على مكافآت عالية أو منخفضة القيمة. يستخدم ساحة مستطيلة (الشكل 1) بذراعين، حيث يتم تعطير ذراع واحدة بينما تكون الأخرى غير معطرة. كما هو موضح أدناه ، يتم تدريب الفئران على التمييز بين إشارات الرائحة الإيجابية والسلبية قبل تقديمها بمزيج رائحة غامض.- تعيين أقفاص بشكل عشوائي زائف لمجموعات التحفيز التمييزي الإيجابي بالنعناع أو الفانيليا (DS+) على النحو التالي.
ملاحظة: لم يتم التحقق من صحة هذا البروتوكول إلا بالنسبة للفئران المخصصة لخليط رائحة الفانيليا DS+ (انظر النتائج التمثيلية و Resasco et al.19 للحصول على التفاصيل). ومع ذلك، يوصى بشدة بإجراء اختبارات تجريبية للتأكد من أن مخاليط DS+، وDS-، والمخاليط الغامضة تفي بمتطلبات تقييم JB الصحيح (الخطوتان 4-7-3 و5-3). وبالتالي ، فإن الطرق الموضحة هنا تشمل اختبار كل من الفانيليا والنعناع DS + ، لتقديم مثال على مجموعة تلبي بنجاح متطلبات تقييم JB (فئران الفانيليا DS +) ومجموعة تفشل في القيام بذلك (فئران النعناع DS +). ومن شأن الاختبارات التجريبية السابقة أن تحدد هذا النوع من المشاكل مقدما. - فئران Mint DS+ : بالنسبة لهذه الفئران ، أثناء إعداد الساحة للتدريب (انظر الخطوة 1.4 أدناه) ، ضع علامة على موزعات الروائح والأواني التي تحتوي على مكافأة عالية القيمة مع إشارة رائحة النعناع ، وتلك التي لا تحتوي على مكافأة مع إشارة رائحة الفانيليا.
- فئران الفانيليا DS+ : بالنسبة لهذه الفئران ، أثناء إعداد الساحة للتدريب (انظر الخطوة 1.4 أدناه) ، ضع علامة على موزعات الروائح والأواني التي تحتوي على مكافأة عالية القيمة مع إشارة رائحة الفانيليا ، وتلك التي لا تحتوي على مكافأة مع إشارة رائحة النعناع.
ملاحظة: تتكون هذه المهمة من تجارب التدريب المعزز وتجارب الاختبار غير المعززة. خلال تجارب الاختبار غير المعززة، لا يمكن للفئران الوصول إلى أي مكافآت (انظر الخطوة 1.4.3 أدناه) وإشارة الرائحة الغامضة لكل من الفئران النعناع والفانيليا DS+ هي نفسها خليط النعناع / الفانيليا 1: 1. - قم بتعيين أقفاص بشكل عشوائي زائف لمجموعات الذراع المعطرة اليسرى أو اليمنى (موازنة عبر مجموعات رائحة DS +) على النحو التالي.
- على اليسار: بالنسبة لهذه الفئران ، أثناء إعداد الساحة للتدريب والاختبار (انظر الخطوة 1.4 أدناه) ، ضع علامة على الذراع اليسرى باستخدام إشارة DS+ أو DS- odor المناسبة وتأكد من أن الذراع اليمنى دائما غير معطرة (مميزة فقط بالماء المقطر).
- على اليمين: بالنسبة لهذه الفئران ، أثناء إعداد الساحة للتدريب والاختبار (انظر الخطوة 1.4 أدناه) ، ضع علامة على الذراع اليمنى بإشارة DS+ أو DS- odor المناسبة وتأكد من أن الذراع اليسرى دائما غير معطرة (مميزة فقط بالماء المقطر).
- قم بتعيين "رمز أعمى" عشوائيا لكل على النحو التالي.
ملاحظة: يسمح العمى للباحث بالتعامل مع الفئران وتسجيل سلوكها بالبقاء غير مدركين لهوية الحيوان أو العلاج ، وتجنب التحيز الذاتي غير المرغوب فيه. هذه خطوة إلزامية للامتثال لإرشادات REACH (أبحاث الحيوان: الإبلاغ عن تجارب في الجسم الحي ) وغيرها من الوثائق المرجعية20. - أضف عمودا للرمز الأعمى في جدول بيانات يحتوي على كل معرف والمعاملة المقابلة التي تم تعيينها له.
- قم بتعيين رمز فريد لكل بشكل عشوائي (على سبيل المثال ، مجموعة من الحروف والأرقام "A2") لا علاقة له برقم القفص أو العلاج.
ملاحظة: يجب إجراء جميع عمليات التوزيع العشوائي باستخدام مولد أرقام عشوائية (على سبيل المثال، Random.org). خلال خطوة التوزيع العشوائي هذه ، قم بموازنة العلاج والإجهاد وما إلى ذلك ، حيثما ينطبق ذلك. قم بذلك من قبل مساعد باحث سيظل "غير أعمى" عن العلاج طوال التجارب. يجب ألا يجمع هذا الفرد البيانات أثناء الاختبار ، لتجنب التقييمات المتحيزة. - أثناء جمع البيانات ، قم بتزويد الباحث "الأعمى" الذي لديه زمن انتقال مباشر وفيديو بالحفر ومدة الحفر باستخدام الشفرة العمياء للحيوان فقط للحفاظ على الباحث أعمى عن العلاج.
ملاحظة: لن تتضمن جداول البيانات المستخدمة أثناء جمع البيانات سوى الرمز الأعمى للحيوان والكمون المقابل للحفر ومدة الحفر لكل تجربة. في نهاية التجارب ، يمكن إضافة معرف الحيوان المقابل ومعلومات العلاج إلى جدول البيانات ، وبالتالي "تعمية" الباحثين لتحليل البيانات.
- تعيين أقفاص بشكل عشوائي زائف لمجموعات التحفيز التمييزي الإيجابي بالنعناع أو الفانيليا (DS+) على النحو التالي.
- إعداد المواد.
- مكافآت غذائية عالية القيمة: قم بتقسيم رقائق الموز المحلاة المجففة إلى قطع بحجم 0.5 سم × 0.5 سم تقريبا يدويا.
- مكافآت غذائية منخفضة القيمة: باستخدام لوح تقطيع وسكين ، قم بقطع تشاو القوارض (من النظام الغذائي المنتظم للحيوانات) إلى حوالي 0.125 سم3 قطع.
ملاحظة: يجب إجراء اختبارات تجريبية لتحديد المكافآت ذات القيمة العالية والمنخفضة قبل بدء المهمة. - خلاصات النعناع والفانيليا: باستخدام حقنة 1 مل أو ماصة دقيقة ، أضف مستخلص النعناع والفانيليا إلى أنابيب الطرد المركزي الملصقة. تمييع مقتطفات 1: 4 بالماء المقطر وتخلط عن طريق عكس عدة مرات. اصنعها يوميا وانقلبها بشكل متكرر قبل الاستخدام للتأكد من أن الخلائط طازجة ومتسقة.
- خليط رائحة غامض: بعد تخفيف خلاصات النعناع والفانيليا ، أضف كميات متساوية إلى أنبوب الطرد المركزي (إنشاء خليط 1: 1 من الجواهر المخففة). اصنعها في يوم اختبار الاستجابات لخليط الرائحة الغامض ، وانقلبها مرارا وتكرارا قبل الاستخدام للتأكد من أن الخليط طازج ومتسق.
ملاحظة: يتم تشجيع الاختبارات التجريبية لتحديد التخفيفات المناسبة ومخاليط الرائحة الوسيطة بشدة لضمان فائدة المجسات الغامضة ، حيث قد تختلف الكثافة بين الشركات المصنعة والدفعات وما إلى ذلك. إذا تم تقديم العديد من الإشارات الغامضة ، فقم بتعيين الفئران عشوائيا إلى إشارات الاختبار القريبة من الإيجابية ، ونقطة الوسط ، بالقرب من السلبية. انظر المناقشة لمزيد من التفاصيل. - الفوط القطنية: قطع كل وسادة قطنية دائرية إلى ست قطع متساوية (مما يسمح لها بالتناسب مع أشرطة الأنسجة المستخدمة كموزعات للرائحة).
ملاحظة: يعتمد عدد المكافآت الغذائية عالية ومنخفضة القيمة والفوط القطنية وكميات مخاليط الرائحة على عدد الأشخاص الذين يتم اختبارهم. يرجى الرجوع إلى الجدول 1 لمعرفة عدد المحاكمات لكل موضوع في كل مرحلة والجدول 2 للاطلاع على المواد المطلوبة في كل نوع من أنواع التجارب. - تحديد المنطقة التجريبية: إجراء التدريب والاختبار على مقعد في غرفة المستعمرة أو في أي مكان آخر. قم بإجراء جميع التجارب تحت الضوء الأحمر خلال المرحلة المظلمة عندما تكون الفئران نشطة.
- التدريب المسبق (1 أسبوع قبل التجارب) للحفر في قفص المنزل.
- لكل قفص يتم اختباره ، صب كمية صغيرة من فراش كوز الذرة في وعاءين للحفر (يكفي فقط لتغطية قاع الوعاء) للمساعدة في بقاء الحلوى في وسط الوعاء عند دفنها.
- في وعاء واحد ، ضع قطعا من المكافأة عالية القيمة فوق طبقة كوز الذرة بحيث يمكن لكل فأر في القفص الحصول على قطعة واحدة (على سبيل المثال ، ثلاث قطع من رقائق الموز لقفص من ثلاثة فئران). في الوعاء الآخر ، ضع قطعا من المكافأة منخفضة القيمة فوق طبقة كوز الذرة بحيث يمكن أن يحتوي كل فأر في القفص على قطعة واحدة (على سبيل المثال ، ثلاث قطع من تشاو لقفص من ثلاثة فئران).
- صب ببطء فراش كوز الذرة فوق الحلوى في كل وعاء ، وقم بتغطيتها وملء الأواني على ارتفاع 3 سم.
- ضع في وقت واحد وعاءا عالي القيمة ووعاءا منخفض القيمة في كل قفص لمدة 10 دقائق. بعد 10 دقائق ، قم بإزالة الأواني من جميع الأقفاص.
- تخلص من أي كوز ذرة ويعالج ما تبقى في الوعاء. امسح جميع الأواني جيدا بالإيثانول بنسبة 70٪ لمنع روائح الحيوانات والأقفاص من التأثير على التجارب المستقبلية.
- كرر الخطوات 1.3.1-1.3.5 مرة واحدة يوميا لمدة 5 أيام متتالية.
ملاحظة: الهدف من هذه المرحلة هو السماح لجميع زملاء القفص بفرصة الحفر وتناول الطعام قبل بدء التدريب الرسمي. هذا يسهل أيضا التعود على المكافآت الغذائية.
- الساحة المعدة للتدريب والاختبار.
- ضع الساحة على طاولة عمل تحت الضوء الأحمر. امسح جميع مكونات الساحة وأواني الحفر وموزعات الروائح جيدا بنسبة 70٪ من الإيثانول لإزالة الغبار وأي روائح من التجارب السابقة.
- تحضير أواني الحفر على النحو التالي.
- ضع المكافآت الغذائية المناسبة في "المقصورة التي يتعذر الوصول إليها" (انظر الشكل 1).
ملاحظة: تعتمد المكافآت المدرجة في هذه المقصورة على الحلوى (إن وجدت) التي يتم دفنها في تجربة معينة (انظر الجدول 2). وبالتالي ، سيحتوي كل وعاء دائما على قطعة واحدة من رقاقة الموز وقطعة واحدة من تشاو عبر المقصورتين.- أواني رائحة DS+ : أثناء التجارب المقواة ، ضع قطعة واحدة من تشاو في المقصورة التي يتعذر الوصول إليها ودفن قطعة واحدة من رقاقة الموز في المنطقة التي يمكن الوصول إليها من الوعاء.
- DS- أواني الرائحة: أثناء التجارب المقواة ، ضع قطعة واحدة من تشاو وقطعة واحدة من رقاقة الموز في المقصورة التي يتعذر الوصول إليها. لن تتوفر مكافآت غذائية في المنطقة التي يمكن الوصول إليها من الوعاء.
- الأواني غير المعطرة: أثناء التجارب المقواة ، ضع قطعة واحدة من رقاقة الموز في المقصورة التي يتعذر الوصول إليها ودفن قطعة واحدة من تشاو في المنطقة التي يمكن الوصول إليها من الوعاء.
- خلال جميع تجارب الاختبار غير المقواة (الإيجابية والسلبية والغامضة) ، ضع قطعة واحدة من تشاو وقطعة واحدة من رقاقة الموز في المقصورة التي يتعذر الوصول إليها. لن تتوفر مكافآت غذائية في المنطقة التي يمكن الوصول إليها من الوعاء.
ملاحظة: هذه الخطوة هي لمنع رائحة الحلوى المدفونة من الكشف عن الوعاء الذي تتم مكافأته. على هذا النحو ، يتم ثقب الحاجز بين المقصورتين لتسهيل انتقال الرائحة.
- صب كمية صغيرة من فراش كوز الذرة في كل وعاء للحفاظ على تركيز مكافآت الطعام عند الدفن. ضع قطعة واحدة من المكافأة الغذائية المناسبة (انظر الجدول 2) فوق طبقة كوز الذرة واسكب ببطء فراش كوز الذرة فوق الحلوى ، وقم بتغطيتها وملء الأواني حتى ارتفاع 3 سم.
- باستخدام حقنة 1 مل أو ماصة دقيقة ، اسحب 0.1 مل من خليط الرائحة المناسب (أي النعناع أو الفانيليا أو المخاليط الغامضة) أو الماء المقطر (انظر الجدول 2) وحقنه مباشرة فوق كوز الذرة في حركة دائرية.
- تحضير موزعات الرائحة.
- ضع قطعة واحدة من وسادة القطن في قاعدة كاسيت الأنسجة. باستخدام حقنة 1 مل أو ماصة دقيقة ، اسحب 0.1 مل من خليط الرائحة المناسب (أي النعناع أو الفانيليا أو الخلائط الغامضة) أو الماء المقطر (انظر الجدول 2) وحقنه على قطعة القطن. قم بتغطية كاسيت المناديل بغطائه لإحاطة القطن المعطر بإنشاء موزع للرائحة.
- ضع أواني الحفر في نهايات الذراعين وموزعات الروائح في بداية كل ذراع. أدخل "الباب" القابل للإزالة مباشرة قبل فتحات الكاسيت لمنع الدخول إلى أذرع الساحة وإنشاء حجرة البدء (انظر الشكل 1).
ملاحظة: يجب وضع علامات واضحة على أواني الحفر وموزعات الروائح والمحاقن واستخدامها فقط لرائحة واحدة طوال التجارب لتجنب الخلط غير المقصود لإشارات الرائحة (أي استخدام مجموعة مختلفة من المواد للنعناع والفانيليا والمخاليط غير المعطرة والغامضة طوال الوقت).
2. التدريب على الحفر: 5 أيام ، تجربتان إيجابيتان يوميا (الجدول 2)
- الفئران السريعة لمدة 1 ساعة قبل التدريب في قفصها المنزلي عن طريق إزالة الطعام من القادوس.
- قم بإعداد الساحة لتجربة إيجابية معززة باتباع تعليمات إعداد الساحة أعلاه (الخطوة 1.4).
- في اليوم 1 من التدريب على الحفر ، ضع مكافآت الطعام فوق فراش كوز الذرة 3 سم بدلا من دفنها.
- دفن المكافآت تدريجيا أعمق تحت كوز الذرة على مدى الأيام الأربعة التالية ، حتى تقع في الجزء السفلي من الفراش 3 سم بحلول اليوم 5 (أي اليوم 1: فوق كوز الذرة ، اليوم 2: مدفونة بطبقة رقيقة جدا من كوز الذرة ، اليوم 3: دفن في منتصف الطريق إلى أسفل الوعاء ، اليوم 4: دفن ثلاثة أرباع الطريق إلى قاع الوعاء ، واليوم 5: دفن في قاع الوعاء).
- نقل الفئران من قفص منزلهم إلى قفص نقل فارغ. ضع بطاقة إشارة مع رمز الحيوان الأعمى أعلى قفص النقل بحيث يظل الباحث الذي يجري التجارب أعمى عن هوية الحيوان وعلاجه. حمل الفئران إلى المنطقة التجريبية.
ملاحظة: يجب إكمال الخطوتين 2.1 و 2.5 بواسطة مساعد باحث على دراية بالفئران. سيتم إجراء الخطوات اللاحقة أثناء التجارب من قبل باحث أعمى عن هوية الحيوان (والعلاج ، إن وجد). تعامل دائما مع الفئران باستخدام مناولة الأكواب (اليد المفتوحة) أو التعامل مع الأنفاق (باستخدام كوب ورقي أو نفق بلاستيكي) لتجنب الآثار المزعجة للتعامل التقليدي مع الذيل21. - انقل الفئران من قفص النقل إلى حجرة البداية في الساحة. قم بإزالة "باب" البداية ، وقم بخفض غطاء زجاج شبكي على الفور فوق الساحة ، وابدأ تشغيل مؤقت تجريبي مدته 5 دقائق.
ملاحظة: إذا تم اختبار عدة فئران من نفس القفص ، فيجب أن يتم ذلك في وقت واحد. ومع ذلك، فإن عدد الحيوانات التي يجري اختبارها في نفس الوقت سيعتمد على عدد المراقبين المكفوفين المتاحين؛ من الناحية المثالية ، سيقوم الباحث بمراقبة واحد والتعامل معه في كل مرة ، ولكن يمكن لفرد واحد مراقبة حيوانين والتعامل معهما في وقت واحد ، إذا لزم الأمر. - الكمون المباشر للحفر والكمون لتناول المكافأة في كلا الذراعين.
- سجل زمن الوصول إلى الحفر كوقت لوحظت فيه أول حالة للحفر. يوصف الحفر بأنه فأر يدفع بنشاط أو يتلاعب بفراش كوز الذرة باستخدام الكفوف الأمامية و / أو الكمامة.
- سجل زمن الوصول لتناول الطعام كوقت لوحظت فيه أول حدوث للأكل. يوصف الأكل بأنه فأر يستهلك مكافأة أثناء حمله في الكفوف الأمامية والجلوس على المطاردات.
- عندما تنتهي التجربة ، ارفع غطاء زجاج شبكي ، وحرك الماوس مرة أخرى إلى قفص النقل الخاص به.
- تخلص من جميع فراش كوز الذرة ويعامل المتبقية في الأواني. افتح أشرطة الكاسيت المنديلية وتخلص من قطع القطن. امسح جميع مكونات الساحة وأواني الحفر وعطر الموزعات جيدا بنسبة 70٪ من الإيثانول.
- قم بإعداد الساحة لتجربة إيجابية ثانية (الخطوة 1.4). كرر الخطوات من 2.6 إلى 2.9 لإجراء تجربة إيجابية معززة.
- أعد قفص النقل إلى مساعد الباحث حتى يمكن وضع الفئران مرة أخرى في قفص منزلها.
- كرر الخطوات 2.1-2.11 لمدة 5 أيام متتالية.
3. التدريب على التمييز: 10 أيام، أربع محاكمات يوميا
- قم بإعداد الساحة لتجربة إيجابية أو سلبية (انظر الجدول 2) باتباع الإرشادات الواردة في الخطوة 1.4.
- إجراء تجربتين إيجابيتين وتجربتين سلبيتين يوميا وفقا للترتيب المبين في الجدول 2 (أي التجارب الإيجابية والسلبية بالتناوب في الأيام 1-5 والترتيب العشوائي الزائف في الأيام 6-10).
- اتبع الإرشادات الواردة في الخطوة 2.1 في بداية كل يوم تدريب، ثم اتبع الخطوات 2.5-2.10. كرر ذلك حتى تخضع الفئران لأربع تجارب في المجموع.
- أعد قفص النقل إلى مساعد الباحث حتى يمكن وضع الفئران مرة أخرى في قفص منزلها.
- كرر الخطوات من 3.1 إلى 3.4 مرة واحدة يوميا لمدة 10 أيام في المجموع (أي أسبوعين متتاليين للعمل لمدة 5 أيام ، مفصولين بعطلة نهاية أسبوع لمدة يومين).
4. الاختبار
ملاحظة: مدة الاختبار هي 3-5 أيام (اعتمادا على الوقت المستغرق لكل ماوس لتلبية معايير التعلم) ، وخمس تجارب يوميا للجلسات التي يتم فيها إجراء تجارب اختبار إيجابية وسلبية ، وثلاث تجارب يوميا عند إجراء الاختبار الغامض.
- الفئران السريعة لمدة 1 ساعة قبل التدريب / الاختبار في قفصها المنزلي عن طريق إزالة الطعام من القادوس.
- قم بإجراء تجربة إيجابية واحدة وتجربة سلبية واحدة بترتيب عشوائي (انظر الجدول 1) باتباع إرشادات إعداد الساحة في الخطوة 1.4 وتعليمات التجربة المعززة في الخطوات 2.5-2.10.
- قم بإجراء تجربة اختبار واحدة غير معززة مسجلة بالفيديو.
ملاحظة: تتطابق التجارب غير المعززة مع التجارب المعززة، باستثناء الموقع الذي يتم فيه وضع المكافآت. لذلك ، في التجربة غير المقواة ، يتم وضع قطعة واحدة من كل مكافأة عالية ومنخفضة القيمة في المقصورة التي يتعذر الوصول إليها لكل من الأواني المعطرة وغير المعطرة.- قم بإجراء تجربة اختبار إيجابية أو سلبية واحدة لكل ماوس يوميا حتى يتم استيفاء معايير التعلم (بحد أقصى 4 أيام ؛ يتم وصف معايير التعلم في الخطوة 4.7.3). تأكد من إجراء تجارب الاختبار الإيجابية والسلبية بترتيب متناوب عبر الأيام (على سبيل المثال ، اليوم 1: اختبار إيجابي ، اليوم 2: اختبار سلبي ، يوم 3: اختبار إيجابي ، إلخ).
- اتبع إرشادات إعداد الساحة في الخطوة 1.4.
- انقل الفئران من قفص النقل إلى حجرة البداية في الساحة. قم بإعداد كاميرا فيديو على حامل ثلاثي القوائم بحيث يكون كلا الوعاءين في نهايات الذراعين في العرض ، وابدأ التسجيل. تأكد من تسجيل بطاقة الإشارة التي تحتوي على رمز الحيوان الأعمى ونوع التجربة (اختبار إيجابي أو اختبار سلبي) في الفيديو (كمرجع أثناء تسجيل الفيديو).
- قم بإزالة "باب" البداية ، وقم بخفض غطاء زجاج شبكي على الفور فوق الساحة ، وابدأ تشغيل مؤقت الإصدار التجريبي لمدة 2 دقيقة.
- عندما تنتهي التجربة ، توقف عن التسجيل ، وحرك الكاميرا إلى الجانب ، وارفع غطاء زجاج شبكي ، وحرك الماوس مرة أخرى إلى قفص النقل الخاص بهم.
- تخلص من جميع فراش كوز الذرة ويعامل المتبقية في الأواني. افتح أشرطة الكاسيت المنديلية وتخلص من قطع القطن. امسح جميع مكونات الساحة وأواني الحفر وموزعات الروائح جيدا بنسبة 70٪ من الإيثانول.
- قم بإجراء تجربة إيجابية واحدة وتجربة سلبية واحدة بترتيب عشوائي (انظر الجدول 1) باتباع إرشادات إعداد الساحة في الخطوة 1.4 وتعليمات التجربة المعززة في الخطوات 2.5-2.10.
- أعد قفص النقل إلى مساعد الباحث حتى يمكن وضع الفئران مرة أخرى في قفص منزلها.
- بمجرد أن تكمل جميع الفئران تجاربها اليومية الخمس ، انقل مقاطع الفيديو من بطاقة ذاكرة الكاميرا إلى جهاز كمبيوتر لتسجيل الفيديو.
- سجل مقاطع فيديو تجريبية إيجابية وسلبية للاختبار في يوم الاختبار لتقييم ما إذا كانت الفئران قد استوفت معايير التعلم. تأكد من تسجيل الفيديو في نفس اليوم لأن الحيوانات التي تستوفي معايير التعلم ستخضع لاختبارات غامضة في اليوم التالي.
- باستخدام برنامج تسجيل الأحداث أو ساعة توقيت ، اطلب من الباحث الأعمى عن العلاج تسجيل زمن انتقال كل فأر للحفر والحفر في كل وعاء خلال الدقيقة الأولى من تجارب الاختبار الإيجابية والسلبية.
- سجل زمن الوصول إلى الحفر كوقت لوحظت فيه أول حالة للحفر. يوصف الحفر بأنه فأر يدفع بنشاط أو يتلاعب بفراش كوز الذرة باستخدام الكفوف الأمامية و / أو الكمامة. سجل مدة الحفر كإجمالي الوقت الذي يقضيه الماوس في الحفر.
- قارن مدة الحفر في الذراع المعطرة بين التجارب الإيجابية (DS+) والسلبية (DS-) لكل فأر لتحديد ما إذا كانت الحيوانات يمكنها تمييز المهمة. ضع في اعتبارك معيار التعلم الذي يجب الوفاء به إذا كانت مدة الحفر في الذراع المعطرة DS+ ضعف مدة الحفر على الأقل بالنسبة للذراع المعطرة DS خلال الدقيقة الأولى من الاختبار (مع الحد الأدنى لمدة حفر DS+ من 3 ثوان).
- كرر الخطوات 4.1-4.7 يوميا حتى تستوفي الفئران معيار التعلم.
- استبعاد الأفراد الذين لم يستوفوا المعيار بحلول اليوم 4 من المحاكمات الغامضة (وبالتالي تقييم تحيز الحكم).
- بالنسبة للفئران التي استوفت معايير التعلم ، اختبر الاستجابات لخليط الرائحة الغامض.
- الفئران السريعة لمدة 1 ساعة قبل التدريب / الاختبار في قفصها المنزلي عن طريق إزالة الطعام من القادوس.
- قم بإجراء تجربة معززة إيجابية واحدة وأخرى سلبية بترتيب عشوائي باتباع إرشادات إعداد الساحة في الخطوات 1.4 وتعليمات التجربة المعززة في الخطوات 2.5-2.10.
- قم بإجراء تجربة اختبار واحدة غير معززة مسجلة بالفيديو كما هو موضح في الخطوة 4.3 باستخدام خليط الرائحة الغامض (انظر الجدول 2).
- سجل مقاطع فيديو غامضة للمحاكمة لتقييم تحيز الحكم.
- باستخدام برنامج تسجيل الأحداث أو ساعة التوقيت، اطلب من باحث أعمى عن هوية الحيوان والعلاج تسجيل زمن انتقال كل ماوس للحفر (انظر الخطوة 4.7.2) في كل وعاء خلال أول 1 دقيقة ودقيقتين من تجارب الاختبار.
5. تحليل البيانات
ملاحظة: تعتمد التحليلات الدقيقة المطلوبة على تفاصيل التصميم التجريبي. يتم توضيح نظرة عامة هنا ، ولكن يتم تشجيع الباحثين بشدة على الرجوع إلى Gygax22 عند التخطيط لتحليلات تجارب JB على الحيوانات ، وإلى Gaskill و Garner23 عند اختيار حجم العينة (نظرا لأن التحليلات المطلوبة غالبا ما تكون معقدة للغاية بالنسبة لتحليلات الطاقة المسبقة ).
- "غير أعمى" الباحث عن طريق إضافة معرف الحيوان المقابل ومعلومات العلاج (على سبيل المثال ، السكن المخصب أو التقليدي ؛ المخدرات أو الدواء الوهمي وما إلى ذلك) لكل رمز أعمى إلى جدول البيانات. تأكد من أن جدول البيانات الناتج يتضمن ثلاثة صفوف لكل استوفى معايير التعلم (أي لتجارب الاختبار الإيجابية والسلبية والغامضة) تشير إلى زمن انتقال الحفر في الذراع المعطرة.
- قم بتشغيل نموذج مختلط خطي معمم للقياسات المتكررة ، باستخدام برنامج إحصائي مفضل. هنا ، سيكون متغير النتيجة هو زمن الوصول إلى الحفر. تأكد من أن النموذج يتضمن العلاج (أو المتغير المستمر للاهتمام) ، ونوع التجربة ، وتفاعل العلاج × نوع التجربة كتأثيرات ثابتة. قم بتضمين معرف الماوس (متداخل داخل العلاج) كتأثير عشوائي. تعتمد المصطلحات الإضافية المدرجة في النموذج على التصميم التجريبي المطبق.
ملاحظة: إذا كانت الفئران موجودة في مجموعات (كما هو مناسب لهذا النوع الاجتماعي24) وتم اختبار زملاء القفص ، فيجب تضمين القفص المتداخل داخل العلاج (إن وجد) في النموذج كتأثير عشوائي (ويجب أن يتم تداخل معرف الماوس لاحقا داخل القفص). - ارسم وسائل الكمون الأقل مربعا في كل نوع من أنواع التجارب للتأكد من أن الإشارة الغامضة المقدمة قد فسرت على أنها وسيطة (أي أن تقدير الكمون الأقل مربعا للتجربة الغامضة يجب أن يقع عند نقطة منتصف بين الكمون الإيجابي والسلبي). تقييم الماوس JB فقط إذا تم استيفاء هذا المطلب.
- تقييم التأثير البسيط للعلاج (أو متغير الاهتمام المستمر) على زمن الوصول للحفر في التجربة الغامضة من خلال التحقيق في تفاعل العلاج × نوع التجربة لتحديد ما إذا كانت الفئران تعرض JB المعدل بالعاطفة.
الشكل 1: رسم تخطيطي للجهاز التجريبي. يتضمن جهاز JB ساحة مستطيلة بذراعين. يحتوي كل ذراع على موزع رائحة موجود في البداية ووعاء حفر يوضع في النهاية. أعيد طبعها من Resasco et al.19 بإذن من Elsevier. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| طور: | التصميم التجريبي | |
| كل | مكافأة عالية القيمة | رقاقة الموز |
| مكافأة منخفضة القيمة | القوارض تشاو | |
| DS+ | النعناع أو الفانيليا (متوازنة) | |
| DS- | النعناع أو الفانيليا (متوازنة) | |
| التدريب على الحفر | جدول التدريب على الحفر | 5 أيام: 2 Pos المحاكمات / يوم |
| مدة تجربة الحفر | 5 دقائق | |
| التدريب على التمييز | جدول التدريب على التمييز | 10 أيام: 4 إصدارات تجريبية/يوم |
| أمر محاكمة الحفر | الأيام 1-5: 4 تجارب / يوم | |
| الإصدار التجريبي 1: نقاط البيع | ||
| المحاكمة 2: | ||
| المحاكمة 3: نقاط البيع | ||
| المحاكمة 4: | ||
| الأيام 6-10: 4 فترات تجريبية/يوم* | ||
| مدة محاكمة التمييز | 5 دقائق | |
| اختبار | جدول الاختبارات | 3-5 أيام (اعتمادا على الوقت لتلبية معايير التعلم) |
| 5 تجارب / يوم | ||
| ترتيب مرحلة الاختبار | التجربتان 1 و2: Pos أو Neg** | |
| الإصدار التجريبي 3: تجربة تجريبية | ||
| التجربتان 4 و5: Pos أو Neg** | ||
| مدة التجربة التجريبية | 2 دقيقة | |
| * كانت التجارب عشوائية زائفة لذلك كان لدى الفئران دائما تجربتان Pos و Neg يوميا | ||
| ** كانت التجارب عشوائية زائفة ، لذا كان لدى الفئران دائما تجربة Pos واحدة وتجربة Neg واحدة قبل وبعد تجربة الاختبار | ||
الجدول 1: ملخص التصميم التجريبي والجدول الزمني للتدريب والاختبار. عدد وترتيب التجارب يوميا للتدريب على الحفر والتدريب على التمييز ومراحل الاختبار بالإضافة إلى تفاصيل التصميم التجريبي. أعيد طبعها من Resasco et al.19 بإذن من Elsevier.
| تفاصيل التجربة | |||||||
| طور | نوع الإصدار التجريبي | ذراع معطرة | ذراع غير معطرة | ||||
| جديلة الرائحة | مكافأة مدفونة | مكافأة لا يمكن الوصول إليها | جديلة الرائحة | مكافأة مدفونة | مكافأة لا يمكن الوصول إليها | ||
| التدريب على الحفر والتمييز | تدريب نقاط البيع | DS+ | موز | تشاو | الماء | تشاو | موز |
| تدريب | DS- | لا مكافأة | موز + تشاو | الماء | تشاو | موز | |
| اختبار | اختبار نقاط البيع | DS+ | لا مكافأة | موز + تشاو | الماء | لا مكافأة | موز + تشاو |
| اختبار | DS- | لا مكافأة | موز + تشاو | الماء | لا مكافأة | موز + تشاو | |
| اختبار غامض | النعناع/ خليط الفانيليا |
لا مكافأة | موز + تشاو | الماء | لا مكافأة | موز + تشاو | |
| معيار التعلم | يجب أن تحفر الفئران ضعف طولها في وعاء DS+ (اختبار Pos) من وعاء DS (اختبار Neg) ، وتحفر لمدة لا تقل عن 3 ثوان | ||||||
الجدول 2. ملخص تفاصيل المحاكمة. إشارات الرائحة والمكافآت المقدمة في كل نوع من أنواع التجارب خلال مراحل التدريب على الحفر والتدريب على التمييز والاختبار. DS (+): الحافز التمييزي الإيجابي ، DS (-): التحفيز التمييزي السلبي ، نقاط البيع: الإيجابية ، السلبية: السلبية. أعيد طبعها من Resasco et al.19 بإذن من Elsevier. انظر الجدول التكميلي S2 في المقالة الأصلية للاطلاع على الجدول الموسع.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
تعكس النتائج المعروضة هنا النتائج ذات الصلة من التجربة 1 ل Resasco et al.19. كان الأشخاص المشاركون في هذه التجربة هم 18 أنثى من الفئران C57BL/6NCrl ("C57") و 18 فأرا من Balb / cAnNCrl ("Balb"). وصلت الحيوانات إلى المنشأة في عمر 3-4 أسابيع وتم تعيينها عشوائيا لعلاجات الإسكان المخصبة بيئيا أو التقليدية (EH أو CH ، على التوالي) في رباعيات السلالات المختلطة25. احتوى كل قفص على C57 واحد و Balb واحد ، بالإضافة إلى اثنين من الفئران DBA / 2NCrl المستخدمة في تجربة أخرى. هنا ، سمح استخدام الفئران الإناث بالسكن الجماعي لهذا النوع الاجتماعي مع الإثراء البيئي ، مع تجنب العدوان المرتفع وحراسة الموارد التي يمكن أن تحدث في الفئران الذكور26 (على الرغم من ملاحظة أن المهمة قد تم تطبيقها أيضا في الفئران العارية الذكور غير المخصبة19). تم الاحتفاظ بفئران CH في أقفاص البولي إيثيلين الشفافة ذات السطح المفتوح (27L × 16W × 12H cm ؛ n = 9) مع فراش كوز الذرة ، ونوعين من مواد التعشيش (شرائط الورق المجعد والأعشاش القطنية; الشكل 2 أ)، وكوب ورقي "مأوى". كانت أقفاص EH بلاستيكية غير شفافة ، بقياس 60 لترا × 60 واط ×30 هرتز سم 3 مع نافذة زجاجية شبكية حمراء واحدة للملاحظات (n = 9; الشكل 2 ب، ج). من المعروف أن هذه الظروف تحسن الرفاهية: تحتوي على إثراءات متنوعة (كما وصفها سابقا Nip et al.27) التي تحفز الفئران على الوصول إلى 28 ، والتي تقلل من السلوكيات التي تشير إلى سوء الرفاهية (على سبيل المثال ، السلوك النمطي ، والعدوان ، والخمول الشبيه بالاكتئاب27،28،29 ). كما تضمن كل قفص من أقفاص EH قفصا "ملحقا" مرفقا (مطابقا لأقفاص CH ولكنه يحتوي على فراش فقط) ، والذي يمكن للفئران الوصول إليه بحرية عبر نفق (الشكل 2C). سمحت الأقفاص الملحقة بسهولة اصطياد والتعامل مع فئران EH المدربة على دخول هذا المرفق للحصول على مكافآت غذائية عندما يهتز كوب مليء بحبوب الشوفان الحلوة. بمجرد دخول الفأر إلى القفص الملحق ، يمكن سد نفق الوصول ويمكن إزالة الفئران بسهولة من الأقفاص باستخدام التعامل مع الكأس أو النفق21. وبالتالي تجنب هذا النهج "المطاردة" المجهدة من خلال البيئات الغنية المعقدة30. كان الطعام والماء متاحين بشكل مخصص وتم الحفاظ على غرفة المستعمرة عند 21 ± 1 درجة مئوية ورطوبة نسبية 35٪ -55٪ ، في دورة ضوئية عكسية 12:12 ساعة (أطفأت الأنوار في الساعة 06:00 وعلى الساعة 18:00). تم إيواء الفئران بشكل مختلف لمدة 5 أسابيع قبل بدء التدريب على الحفر في الجهاز (انظر الجدول الزمني في الشكل 2D).
خضعت الفئران للتدريب والاختبار في مهمة JB على النحو المبين في البروتوكول أعلاه. تم استخدام الكمون للحفر في الذراع المعطرة خلال أول 2 دقيقة كاملة من تجارب الاختبار الإيجابية والسلبية والغامضة لاختبار تأثيرات الإسكان على JB. هنا ، تم تحليل البيانات باستخدام النماذج الخطية المختلطة المعممة ، وتطبيق التحولات عند الضرورة لتلبية افتراضات الحياة الطبيعية والتجانس. انظر Resasco et al.19 للاطلاع على وصف مفصل للتحليلات (مثل اختيار النماذج). باختصار ، تضمنت نماذج المقاييس المتكررة دائما نوع التجربة ، الإسكان ، السلالة ، النوع التجريبي × الإسكان ، DS + الرائحة ، النوع التجريبي × السلالة ، النوع التجريبي x DS + الرائحة ، النوع التجريبي × السكن × DS + الرائحة ، القفص (تأثير عشوائي متداخل في السكن و DS + رائحة) ، ومعرف الماوس (تأثير عشوائي متداخل في القفص ، الإسكان ، DS + الرائحة والسلالة). تم تحديد التأثيرات البسيطة للإسكان على الكمون من النوع التجريبي x Housing عند حساب المربعات الصغرى تعني31. لاحظ أنه يتم الإبلاغ عن قيم p ثنائية الذيل طوال الوقت لإثبات التحقيق في آثار العلاج ، ولكن أعمال التحقق الأصلية التي قام بها Resasco et al.19 استخدمت قيم p أحادية الذيل عند الاقتضاء32 نظرا لأن هناك حاجة إلى استجابة محددة واحدة للتحقق من صحة المهمة (انظر Resasco et al.19 لمناقشة التحقق).
قبل تقييم تحيز الحكم في أي مهمة حيوانية ، من الأهمية بمكان استيفاء معيارين تقنيين: أولا ، يجب على الحيوانات التمييز بنجاح بين الإشارات الإيجابية والسلبية (أي تلبية معايير التعلم). بالنسبة للحيوانات التي تستوفي هذا المعيار ، يجب إثبات أن الإشارة الغامضة تفسر على أنها وسيطة. إذا لم يتم الوفاء بأي من هذين الأمرين ، فلا يمكن الاستدلال على تحيز الحكم والحالات العاطفية المقابلة. في هذه التجربة ، استوفت جميع الفئران C57 باستثناء أربعة معايير التعلم وتم إزالة C57 واحد قبل اختبار حلاقة زميل في القفص (n = 31). في كل من الدقيقتين الأولى والكاملة من الاختبار ، كانت رائحة النوع التجريبي x DS+ معنوية (1 دقيقة: F 2,62 = 5.67 ، p = 0.006 ؛ 2 دقيقة: F 2,62 = 5.74 ، p = 0.005) ، مما يكشف أن فئران Mint DS+ فسرت بشكل غير متوقع مخاليط الرائحة الغامضة على أنها إيجابية (كما لو كانت 100٪ نعناع) ، في حين عالجت فئران Vanilla DS+ نفس مخاليط الرائحة الغامضة كوسيطة (الشكل 3A ، ب). أشارت هذه النتيجة إلى أن فئران الفانيليا DS+ هي الوحيدة التي استوفت المتطلبات التقنية لمعالجة خليط الرائحة كوسيط بين DS+ و DS-، وبالتالي تم استبعاد فئران Mint DS+ من تحليلات JB اللاحقة.
بالنسبة لفئران الفانيليا DS+ ، تم حساب التأثيرات البسيطة للإسكان من النوع التجريبي x مصطلح الإسكان31. ضمن هذه المجموعة ، أثر الإسكان على زمن انتقال الحفر مع كون CH أبطأ من EH للحفر في التجارب الغامضة ، ولكن ليس في التجارب الإيجابية أو السلبية. كان هذا صحيحا بعد 1 دقيقة (غامض: t = 2.27 ، d.f. = 92.94 ، p = 0.014 ، Cohen's d = 1.148 ؛ موجب: t = 0.22 ، d.f. = 92.94 ، p = 0.414 ، Cohen's d = 0.110 ؛ سلبي: t = 0.80 ، d.f. = 92.94 ، p = 0.214 ، Cohen's d = 0.404 ؛ انظر الشكل 4A) وبعد 2 دقيقة كاملة (غامض: t = 2.14 ، d.f. = 91.89 ، p = 0.018 ، Cohen's d = 1.083 ؛ موجب: t = 0.39, d.f. = 91.89, p = 0.348, Cohen's d = 0.198; السلبية: t = 0.61 ، d.f. = 91.89 ، p = 0.273 ، d كوهين = 0.308 ؛ انظر الشكل 4B)، على الرغم من أن النوع التجريبي × السكن × DS+ الرائحة (1 دقيقة: F 3,65.37 = 0.36، p = 0.7835؛ 2 دقيقة: F 3,65.37 = 0.49، p = 0.688) والنوع التجريبي × السكن (1 دقيقة: F 2,62 = 1.66، p = 0.198؛ 2 دقيقة: F 2,62 = 1.41، p = 0.252) لم تأخذ في الحسبان التباين الكبير. تعكس هذه التفسيرات المتشائمة للإشارات الغامضة من قبل فئران CH تحيزات الحكم السلبي التي تشير إلى التأثير السلبي.
الشكل 2: علاجات الإسكان والجدول الزمني للتجربة . (أ) قفص مختبر CH. (ب) منظر علوي ل EH. (ج) منظر أمامي ل EH مع قفص "ملحق" مرفق لتسهيل التقاط / مناولة الفئران. (د) الجدول الزمني التجريبي وملخص تجارب التدريب والاختبار الإيجابية والسلبية والغامضة. DS (+): التحفيز التمييزي الإيجابي ، DS (-): التحفيز التمييزي السلبي ، AMB: خليط غامض (50٪ فانيليا - 50٪ نعناع) ، B: رقاقة الموز ، C: حمية القوارض ("chow") ، X: لا توجد مكافآت غذائية. أعيد طبعها من Resasco et al.19 بإذن من Elsevier. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: تحديد ما إذا كانت الفئران تفي بمتطلبات تقييم JB. حفر الكمون الأقل مربعا يعني (±خطأ قياسي) أثناء تجارب الاختبار الإيجابية والسلبية والغامضة. (أ) 1 دقيقة من زمن انتقال الحفر في الفئران التي تتلقى النعناع (M ، n = 15) أو الفانيليا (V ، n = 16) كحافز تمييزي إيجابي (DS +) (صندوق البيانات كوكس المحول). (ب) 2 دقيقة زمن انتقال الحفر في نفس الموضوعات (البيانات المحولة لوغاريتميا). خلال كلتا الفترتين الزمنيتين ، استوفت فئران Vanilla DS+ المتطلبات الفنية لتفسير الإشارات الغامضة على أنها وسيطة. فشلت فئران Mint DS+ في القيام بذلك (بدلا من تفسير الإشارة الغامضة على أنها إيجابية) وتم استبعادها نتيجة لذلك من تحليلات JB اللاحقة. أعيد طبعها من Resasco et al.19 بإذن من Elsevier. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: تأثير العلاج السكني على JB المعدل عاطفيا. حفر الكمون أقل مربع يعني (±خطأ قياسي) أثناء تجارب الاختبار الإيجابية والسلبية والغامضة. (أ) 1 دقيقة من زمن انتقال الحفر في فئران فانيليا DS+ من السكن التقليدي (CH ، n = 7) أو المخصب (EH ، n = 9) (صندوق البيانات كوكس المحول). (ب) 2 دقيقة زمن انتقال الحفر في نفس الموضوعات (البيانات المحولة لوغاريتميا). خلال كلتا الفترتين الزمنيتين ، أظهرت CH زمن انتقال أطول بكثير للحفر أثناء التجارب الغامضة من محددات EH ، مما يشير إلى JB سلبي. أعيد طبعها من Resasco et al.19 بإذن من Elsevier. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يوضح بروتوكول الحفر القائم على الرائحة والنتائج الموضحة هنا قدرة مهمة JB الجديدة هذه على اكتشاف التغيرات في الحالة العاطفية للماوس. وبالتالي فإن المهمة تقدم أداة قيمة لمختلف مجالات البحث. على غرار أي مهمة JB ، لتقييم تأثير الحيوانات ، من الأهمية بمكان أن تتعلم الحيوانات أولا التمييز بين الإشارات (الخطوة 4.7.3) وأن يتم تفسير الحافز الغامض على أنه وسيط (الخطوة 5.3). على الرغم من بساطتها ، إلا أن تلبية هذه المتطلبات يمكن أن تكون صعبة ، خاصة في الفئران المختبرية التي فشلت أكثر من 15 محاولة سابقة لتطوير وتنفيذ مهمة JB للفأر19. وهنا، لعبت مكونات متعددة دورا أساسيا في تلبية هذه المعايير التقنية وساهمت في نجاح المهمة وفائدتها.
أولا ، عزز التصميم الأخلاقي للمهمة التعلم التمييزي الناجح لأن كل من الإشارات التمييزية والاستجابات المطلوبة كانت ذات صلة بيولوجية: تتمتع الفئران بقدرات شمية مثيرة للإعجاب ، مما يجعلها قادرة على التعلم السريع وتمتد الذاكرة الكبيرة عند تقديمها مع محفزات الرائحة33 ، وهي مدفوعة بشكل طبيعي لإجراء الحفر من أجل الاستكشاف العام ، والبحث عن الطعام ، وبناء الجحور24 ، 34. علاوة على ذلك ، كشفت روائح DS+ الموازنة عن اختلافات في الطرق التي فسرت بها فئران Vanilla DS+ و Mint DS+ الخليط الغامض ، مما يؤكد أن الإشارة الغامضة تم تفسيرها على أنها وسيطة لفئران Vanilla DS+ ، ولكن ليس لفئران Mint DS+ . لذلك يوصى باستخدام الفانيليا فقط كجهاز DS+ لأي عمل مستقبلي باستخدام العلامات التجارية المستخلصة وسلالات الماوس المستخدمة هنا. الأهم من ذلك ، على الرغم من أن التوازن الموازن أسفر عن نتائج ناجحة في التجربة الحالية ، فإننا نحث الباحثين على إجراء اختبارات تجريبية لتحديد الخلائط الغامضة المناسبة إذا تم تنفيذ التغييرات ، لأن التوازن يمكن أن يضيف في بعض الأحيان ضوضاء كبيرة إلى البيانات ، مما يزيد من خطر إخفاء آثار العلاج35.
حتى عندما يتم استيفاء هذه المعايير الأساسية ، ليس من السهل دائما اكتشاف JB ، ربما بسبب أحجام تأثير العلاج الصغيرة التي تسفر عنها هذه التجارب عادة15. وبالتالي ، لضمان حساسية المهمة ، يتم استخدام تصميم Go / Go فريد من نوعه حيث ثبت أن هذا النهج أكثر حساسية للتغيرات في تأثير الحيوانات من تصميمات Go / No-Go في الأنواع الأخرى15. ومع ذلك ، فإن استخدام ذراع غير معطرة تحتوي على مكافأة منخفضة القيمة في جميع التجارب يميز هذه المهمة عن المحاولات الفاشلة السابقة للتحقق من صحة مهمة Go / Go JB للفئران36,37,38. هنا ، خلال التجارب الإيجابية ، تختار الفئران بين مكافأة عالية القيمة في ذراع DS + ومكافأة منخفضة القيمة في الذراع غير المعطرة. وفي التجارب السلبية ، يختارون بين عدم وجود مكافأة في ذراع DS ومكافأة منخفضة القيمة في الذراع غير المعطرة. على الرغم من أن هذا يتطلب من الفئران تعلم مهمة أكثر تعقيدا (أي التمييز بين الإشارات التي تتنبأ بقيم مختلفة للمكافأة ، بدلا من مجرد مكافأة الوجود أو الغياب) ، يبدو أن وجود خيار ثابت ، حيث كانت مكافأة منخفضة القيمة موجودة دائما ، قد جعل التدريب والاختبار أقل إرهاقا للفئران وعزز التعلم (مع 86٪ من الفئران تلبية معايير التعلم). في حين أن الفئران غالبا ما يفترض أنها صعبة التدريب أو غير قادرة على تعلم المهام الصعبة18 ، تشير النتائج هنا إلى أنه لا ينبغي الاستهانة بقدراتها ، وأن تصميم المهام الأخلاقية منخفضة الإجهاد قد يكون نهجا أكثر فعالية للكشف عن التغييرات في التأثير من المهام الأبسط أو تلك التي لها عواقب أقسى (على سبيل المثال ، تنطوي على عقاب مثل نفخات الهواء أو الضوء الأبيض بدلا من مجرد مكافأة الغياب39 ، 40,41).
وأخيرا، لزيادة الحد من الضغوطات التي قد تتداخل مع آثار العلاج وإدخال تقلبات غير مرغوب فيها، تم تنفيذ طرق معالجة إنسانية21. هنا ، تم التعامل مع الفئران فقط عبر طرق الكأس أو الأنفاق طوال حياتها (بما في ذلك من وإلى أقفاص النقل وجهاز JB) لتجنب الآثار المزعجة للتعامل التقليدي مع الذيل21. بالإضافة إلى ذلك ، تم تدريب EH على الدخول طواعية إلى قفص ملحق للتعامل معها ، وبالتالي تجنب "المطاردة" المجهدة عبر البيئات المعقدة. معا ، أدى هذا النهج إلى اكتشاف تحيزات الحكم المتشائم في الفئران CH من خلال فترات تأخير أطول استجابة للإشارات الغامضة. يجب على الباحثين المستقبليين بالمثل النظر فيما إذا كانت جوانب علاجاتهم ذات الاهتمام أو الإسكان أو ممارسات التربية لديها القدرة على إخفاء آثار العلاج أو الحث على تأثيرات الأرضية (أي عندما تظهر جميع الحيوانات تشاؤما ملحوظا ، مما يلغي قدرة المهمة على اكتشاف اختلافات علاجية أكثر دقة) بحيث يمكن منعها أو تخفيفها.
وهناك حاجة الآن إلى مزيد من تكرار هذه المهمة الواعدة وصقلها. حتى الآن ، تم تطبيق مهمة JB هذه فقط على الحيوانات التي تعاني من تأثير سلبي طويل الأجل منخفض الإثارة (نتيجة للسكن التقييدي أو المرض المزمن19). لذلك من المهم أن يهدف العمل المستقبلي إلى اختبار حساسية هذه المهمة للضغوطات الحادة والحالات العاطفية السلبية عالية الإثارة. وعلاوة على ذلك، فإن تعظيم قيمة هذه المهمة سينطوي أيضا على تكرار الدراسات التي تحقق في موثوقية إعادة اختبار الأفراد لنفس المجسات الغامضة، أو العديد من المجسات الغامضة. إن إعادة الاختبار باستخدام نفس المجسات من شأنه أن يسمح للباحثين باختبار الفرضيات المتعلقة بالتغيرات في التأثير بمرور الوقت ، في حين أن تعريض الأشخاص لمجموعة من الإشارات الغامضة (أي بالقرب من الإيجابية والمتوسطة وشبه السلبية) يمكن أن يسمح بتحديد أنواع مختلفة من الحالات السلبية (خاصة الاكتئاب مقابل الحالات الشبيهة بالقلق)11,42 . يجب أن تدرس تجارب التحقق الإضافية أيضا قيمة البروتوكولات الأقصر ، وكذلك الاختلافات المحتملة بين السلالات والجنسين (على الرغم من أن المنشور الأصلي يعالج هذه القضايا ، ويستخدم بنجاح بروتوكولا أقصر لتقييم التأثير في الفئران الذكور19). في الواقع ، يمكن توسيع هذه المهمة لتشمل أي قوارض ذات دوافع جوهرية لصنع الجحور43,44 شريطة إجراء تعديلات مناسبة على الحجم ، وتأكيد التحقق من الصحة. مثل هذا التكرار والتحسينات مهمة نظرا لعدم تطوير مهام JB صالحة أخرى للفئران حتى الآن وبما أن مهام JB حساسة لكل من تكافؤ وشدة الحالات العاطفية (كما هو موضح في المقدمة) ، وهو أمر تفشل معظم مؤشرات التأثير الحيواني في القيام به (على سبيل المثال ، يمكن تغيير نشاط الغدة النخامية والغدة الكظرية تحت المهاد استجابة لكل من التجارب الإيجابية والسلبية7 ، 45).
بشكل عام ، يمثل تطوير مهمة JB للماوس أداة جديدة واعدة ويفتح الباب أمام إحراز تقدم كبير في تقييم تأثير الماوس. الفئران هي الفقاريات الأكثر استخداما على نطاق واسع في كل من البحوث الأساسية والانتقالية17 ، وتوفر هذه المهمة وسيلة للإجابة على الأسئلة الأساسية حول رفاهية عشرات الملايين من الحيوانات المستخدمة عالميا ، وكذلك الروابط بين التأثير والأمراض أو الظروف التي تستخدم لنمذجتها. على الرغم من أن استخدام هذه المهمة غير موصى به لتقييم الرفاهية اليومية ، إلا أن التحقيق التجريبي في ممارسات الإسكان والتربية يمكن أن يساعد في تحديد التحسينات التي تعزز رفاهية الفئران وتساعد في تحديد علامات أكثر دقة لمعاناة الحيوانات التي يمكن ملاحظتها بجانب القفص. وبالنظر إلى الطبيعة الإنسانية وربما المثرية لهذه المهمة، والتكلفة الاقتصادية المنخفضة لتنفيذ البروتوكول، فإن مهمة JB الجديدة هذه لها فائدة كبيرة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
وليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.
Acknowledgments
ويعرب المؤلفون عن امتنانهم لميغيل أيالا، وليندسي كيتشنهام، والدكتورة ميشيل إدواردز، وسيلفيا لام، وستيفاني ديجاردين على مساهماتهم في أعمال التحقق من الصحة التي يقوم عليها مشروع Reseasco et al.19 الذي يستند إليه هذا البروتوكول. نود أيضا أن نشكر الفئران وفنيي رعاية الحيوانات الرائعين لدينا ، ميكايلا راندال وميشيل سيبلاك.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Absolute ethanol | Commercial alcohol | P016EAAN | Dilute to 70% with distilled water, for cleaning |
| Centrifuge tubes | Fischer | 55395 | 15 mL tubes used to dilute essences here. However, size may be selected based on total volume required for sample size |
| Cheerios (original) | Cheerios | N/A | Commercially available. Used as reward to train animals to enter annex cage for handling |
| Corncob bedding | Envigo | 7092 | Teklad 1/8 corncob bedding used in digging pots and animal cages |
| Cotton pads | Equate | N/A | Commercially available. Modified in lab to fit within tissue cassettes for scent dispensing |
| Digging pots | Rubbermaid | N/A | Commercially available. Containers were modified to fit the apparatus in the lab |
| Dried, sweetened banana chips | Stock and Barrel | N/A | Commercially available. High value reward in JB task |
| JB apparatus | N/A | The apparatus was made in the lab | |
| JWatcher event recording software | Animal Behavior Laboratory, Macquarie University | Version 1.0 | Freely available for download online. Used to score digging behavior during JB task |
| Mint extract | Fleibor | N/A | Commercially "Menta (Solución)". Discriminative stimulus odor |
| Rodent Diet | Envigo | 2914 | Teklad global 14% protein rodent maintenance diets. Low value reward in JB task and regular diet in home cage |
| SAS statistical software | SAS | Version 9.4 | Other comparable software programs (e.g. R) are also appropriate |
| Vanilla extract | Fleibor | Commercially available "Vainilla (Solución)". Discriminative stimulus odor | |
| Video camera | Sony | DCR-SX22 | Sony handycam. |
References
- Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive vulnerability to emotional disorders. Annual Review of Clinical Psychology. 1, 167-195 (2005).
- Mathews, A., MacLeod, C.
- Blanchette, I., Richards, A. The influence of affect on higher level cognition: A review of research on interpretation, judgement, decision making and reasoning. Cognition and Emotion. 24 (4), 561-595 (2010).
- MacLeod, C., Cohen, I. L. Anxiety and the interpretation of ambiguity: A text comprehension study. Journal of Abnormal Psychology. 102 (2), 238-247 (1993).
- Everaert, J., Podina, I. R., Koster, E. H. W. A comprehensive meta-analysis of interpretation biases in depression. Clinical Psychology Review. 58, 33-48 (2017).
- Haselton, M. G., Nettle, D. The paranoid optimist: An integrative evolutionary model of cognitive biases. Personality and Social Psychology Review. 10 (1), 47-66 (2006).
- Mendl, M., Paul, E. Getting to the heart of animal welfare. The study of animal emotion. Stichting Animales. , Netherlands. (2017).
- Harding, E. J., Paul, E. S., Mendl, M. Cognitive bias and affective state. Nature. 427 (6972), 312 (2004).
- Douglas, C., Bateson, M., Walsh, C., Bédué, A., Edwards, S. A. Environmental enrichment induces optimistic cognitive biases in pigs. Applied Animal Behaviour Science. 139 (1-2), 65-73 (2012).
- Paul, E. S., Harding, E. J., Mendl, M. Measuring emotional processes in animals: The utility of a cognitive approach. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (3), 469-491 (2005).
- Mendl, M., Burman, O. H. P., Parker, R. M. A., Paul, E. S. Cognitive bias as an indicator of animal emotion and welfare: Emerging evidence and underlying mechanisms. Applied Animal Behaviour Science. 118 (3-4), 161-181 (2009).
- Rygula, R., Pluta, H., Popik, P.
- Boissy, A., et al. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiology and Behavior. 92 (3), 375-397 (2007).
- Ross, M., Garland, A., Harlander-Matauschek, A., Kitchenham, L., Mason, G. Welfare-improving enrichments greatly reduce hens' startle responses, despite little change in judgment bias. Scientific Reports. 9 (1), 1-14 (2019).
- Lagisz, M., et al. Optimism, pessimism and judgement bias in animals: A systematic review and meta-analysis. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 118, 3-17 (2020).
- Canadian Council on Animal Care CCAC Animal Data Report 2019. , Available from: https://ccac.ca/Documents/AUD/2019-Animal-Data-Report.pdf (2019).
- Report From the Commission to the European Parlaiment and the Council. European Commission. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020).
- Cryan, J. F., Holmes, A. Model organisms: The ascent of mouse: Advances in modelling human depression and anxiety. Nature Reviews Drug Discovery. 4 (9), 775-790 (2005).
- Resasco, A., et al. Cancer blues? A promising judgment bias task indicates pessimism in nude mice with tumors. Physiology and Behavior. 238, 113465 (2021).
- Percie du Sert, N., et al. The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 40 (9), 1769-1777 (2020).
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: The major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, 44999 (2017).
- Gygax, L. The A to Z of statistics for testing cognitive judgement bias. Animal Behaviour. 95, 59-69 (2014).
- Gaskill, B. N., Garner, J. P. Power to the people: Power, negative results and sample size. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 59 (1), 9-16 (2020).
- MacLellan, A., Adcock, A., Mason, G.
- Walker, M., et al. Mixed-strain housing for female C57BL/6, DBA/2, and BALB/c mice: Validating a split-plot design that promotes refinement and reduction. BMC Medical Research Methodology. 16 (11), (2016).
- Weber, E. M., Dallaire, J. A., Gaskill, B. N., Pritchett-Corning, K. R., Garner, J. P. Aggression in group-housed laboratory mice: Why can't we solve the problem. Lab Animal. 46 (4), 157-161 (2017).
- Nip, E., et al. Why are enriched mice nice Investigating how environmental enrichment reduces agonism in female C57BL / 6, DBA / 2, and BALB / c mice. Applied Animal Behaviour Science. 217, 73-82 (2019).
- Tilly, S. C., Dallaire, J., Mason, G. J. Middle-aged mice with enrichment-resistant stereotypic behaviour show reduced motivation for enrichment. Animal Behaviour. 80 (3), 363-373 (2010).
- Fureix, C., et al. Stereotypic behaviour in standard non-enriched cages is an alternative to depression-like responses in C57BL/6 mice. Behavioural Brain Research. 305, 186-190 (2016).
- Nip, E. The long-term effects of environmental enrichment on agonism in female C57BL/6, BALB/c, and DBA/2 mice. Thesis Dissertation. , University of Guelph. (2018).
- Wei, J., Carroll, R. J., Harden, K. K., Wu, G. Comparisons of treatment means when factors do not interact in two-factorial studies. Amino Acids. 42 (5), 2031-2035 (2012).
- Ruxton, G. D., Neuhäuser, M. When should we use one-tailed hypothesis testing. Methods in Ecology and Evolution. 1 (2), 114-117 (2010).
- Young, J. W., et al. The odour span task: A novel paradigm for assessing working memory in mice. Neuropharmacology. 52 (2), 634-645 (2007).
- Latham, N., Mason, G. From house mouse to mouse house: The behavioural biology of free-living Mus musculus and its implications in the laboratory. Applied Animal Behaviour Science. 86 (3-4), 261-289 (2004).
- Jones, S., et al. Assessing animal affect: an automated and self-initiated judgement bias task based on natural investigative behaviour. Scientific Reports. 8 (1), 12400 (2018).
- Novak, J., et al. Effects of stereotypic behaviour and chronic mild stress on judgement bias in laboratory mice. Applied Animal Behaviour Science. 174, 162-172 (2016).
- Krakenberg, V., von Kortzfleisch, V. T., Kaiser, S., Sachser, N., Richter, S. H. Differential effects of serotonin transporter genotype on anxiety-like behavior and cognitive judgment bias in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 13, 263 (2019).
- Krakenberg, V., et al. Technology or ecology? New tools to assess cognitive judgement bias in mice. Behavioural Brain Research. 362, 279-287 (2019).
- Krakenberg, V., et al. Effects of different social experiences on emotional state in mice. Scientific Reports. 10, 15255 (2020).
- Bračić, M., Bohn, L., Krakenberg, V., Schielzeth, H., Kaiser, S. Once an optimist, always an optimist? Studying cognitive judgment bias in mice. EcoEvoRxiv. , (2021).
- Jones, S., Paul, E. S., Dayan, P., Robinson, E. S. J., Mendl, M. Pavlovian influences on learning differ between rats and mice in a counter-balanced Go/NoGo judgement bias task. Behavioural Brain Research. 331, 214-224 (2017).
- Roelofs, S., Boleij, H., Nordquist, R. E., vander Staay, F. J. Making decisions under ambiguity: Judgment bias tasks for assessing emotional state in animals. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 10 (119), 1-16 (2016).
- Sherwin, C. M., Haug, E., Terkelsen, N., Vadgama, M. Studies on the motivation for burrowing by laboratory mice. Applied Animal Behaviour Science. 88 (3-4), 343-358 (2004).
- Deacon, R. M. J. Burrowing: A sensitive behavioural assay, tested in five species of laboratory rodents. Behavioural Brain Research. 200 (1), 128-133 (2009).
- MacDougall-Shackleton, S. A., Bonier, F., Romero, L. M., Moore, I. T. Glucocorticoids and "stress" are not synonymous. Integrative Organismal Biology. 1 (1), 1-8 (2019).
