Peering in de dynamiek van de sociale interacties: Het meten van Play Vechten bij ratten

Het doel van deze procedure is om een gecontroleerde omgeving te creëren die het voorkomen van speels gedrag maximaliseert en om de organisatie van het resulterende speelse gedrag te analyseren. Dit wordt bereikt door eerst een natuurlijke setting voor speelvechtgedrag te creëren. Dit houdt in dat het gedrag in het donker wordt uitgevoerd, evenals het bieden van een testarena met bedding om een comfortabele omgeving te creëren.

De tweede stap is om paren dieren gedurende drie opeenvolgende dagen gedurende 30 minuten te laten wennen aan het testapparaat. Vervolgens moet het dier 24 uur vóór het testen van het spelgevecht geïsoleerd worden. De laatste stap is om elk paar gedurende 10 minuten in de speelarena te testen.

Uiteindelijk creëert het gebruik van deze eenvoudige stappen een context die spel faciliteert en kan worden gebruikt om verschillen als gevolg van experimentele manipulaties aan te tonen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek vergeleken met sommige andere technieken, zoals het registreren van natuurlijk voorkomend gedrag in een nest, is dat er in korte tijd grote hoeveelheden gegevens kunnen worden verzameld en dat de speelpartners kunnen worden gestandaardiseerd. Hoewel deze methode inzicht kan geven in speelse interacties, kan ze ook worden toegepast op andere systemen, zoals andere modelsoorten of stammen.

Dieren die voor de testen worden gebruikt, worden gespönd tussen postnatale dag 21 en 23. Afhankelijk van het experimentele ontwerp kunnen de dieren na het spöenen samen worden gehuisvest in groepen van twee tot vier in de vereiste combinaties van mannetjes en vrouwtjes. Paren die samen worden gehuisvest, worden ook samen gewend tijdens drie sessies van 30 minuten direct voorafgaand aan het begin van de testen. Hiervoor worden de dieren naar de verduisterde testruimte getransporteerd.

Habituatie en testen van het spelgedrag vinden plaats tijdens de lichtcyclus van het dier. Hoewel het testen in een donkere kamer plaatsvindt terwijl de lichtfase of de donkerfase van de dagelijkse cyclus van de rat wordt getest, is uit onze ervaring gebleken dat spelgedrag toeneemt wanneer er onder rood licht wordt getest in vergelijking met witte lichtomstandigheden. Hoewel we er hier voor kiezen om in volledige duisternis te testen, worden de dieren voor habituatie in de speelbak geplaatst.

De speelbakapparatuur bestaat uit een transparante plexiglas bak van 50 centimeter bij 50 centimeter bij 50 centimeter met één tot twee centimeter standaard maïskolfbedding. Na de eerste habituatiesessie worden de proefdieren uit de speelbak gehaald en samen in hun thuiskooi geplaatst. Vervolgens wordt de bedding weggegooid en wordt de speelapparatuur grondig gereinigd met het antisepticum Vercon of een gelijkwaardig middel.

Dit is een superieur middel voor het reinigen van de ratgeuren van het vorige paar, aangezien het niet de sterke en hardnekkige geur van alcoholdoekjes of -sprays achterlaat. Vervolgens wordt nieuwe bodembedekking toegevoegd en begint de habituatiesessie voor het volgende paar. Dit proces wordt herhaald totdat alle paren gedurende drie sessies van 30 minuten zijn gehabitueerd.

Na de habituatie worden paren 24 uur vóór de test individueel geïsoleerd om speelse interacties te maximaliseren. Korte perioden van sociale isolatie verhogen de motivatie om aan sociaal spel deel te nemen, zonder een vergelijkbaar effect te hebben op ander sociaal gedrag, zoals sociale exploratie. Hoewel elke vorm van isolatie dit effect heeft, bereikt de impact van isolatie op spel een asymptoot rond 24 uur.

Op de dag van de test worden de gewennde ratten naar de verduisterde testruimte getransporteerd. De gescheiden paren worden vervolgens herenigd wanneer ze in de speelbak worden geplaatst; zorg ervoor dat de camcorder op het statief correct onder een hoek van 45 graden naar beneden richting de speelbak is geplaatst en dat alle vier de hoeken van de bak zichtbaar zijn in beeld om een volledig overzicht van de opstelling te verkrijgen. Begin met filmen in nachtmodus en test het paar gedurende 10 minuten. Hoewel proeven van vijf minuten isolatie-geïnduceerde gedragsveranderingen kunnen detecteren, zijn ze te kort om subtiele verschillen waar te nemen vanwege een plafondeffect.

Na 15 minuten lijken de dieren vermoeid door het actieve spel; bijgevolg lijken proeven met een duur van 10 minuten een goed compromis te zijn tussen de efficiëntie van het protocol en het vermogen om experimentele effecten te detecteren. Zodra de 10 minuten zijn verstreken, verwijdert u de dieren en maakt u de speelbakken schoon voordat u het volgende paar test. Deze video toont een aangevallen rat die een ontwijkende verdediging hanteert.

Hier kan de verdediger lopen, rennen, springen of ontwijken en hiermee verplaatst deze niet alleen de nappe weg van de aanvaller, maar eindigt deze ook met de rug naar de aanvaller toe. Terwijl de rat uiterst links nadert, springt de ontvanger, bij de nappe van de ander, naar voren en weg van de aanvaller. Een defensieve actie waarbij de rat zich omdraait om de aanvaller recht in de ogen te kijken, kan voorkomen bij twee typen AE's van rotatie.

In het eerste geval roteert het om de lange as van het lichaam. Hier is de neus, hier is het lichaam, en het roteert het lichaam eromheen. In dit vlak, in de andere vorm, draait de rat zich om, maar rond een verticale as waarbij het lichaam horizontaal wordt gehouden terwijl hij zich naar het andere dier draait.

Nu zijn er bij deze rotatie om de longitudinale as ook twee verschillende vormen van deze specifieke actie. Een volledige rotatie om de longitudinale as houdt in dat de rat vanuit een staande positie volledig op de rug gaat liggen. Terwijl de rat links de nek aanvalt, beweegt de ontvanger de nek weg door om de longitudinale as van zijn lichaam te rollen en eindigt in een volledig rugliggingpositie.

Let op dat het rollen op de rug een continue beweging is die drie tot vier frames duurt. Gedeeltelijke rotatie rond de longitudinale as houdt in dat de rat zijn achterlijf draait, maar één of beide achterpoten in contact met de grond houdt. Wanneer de aanvaller aan de voorzijde naar de nek reikt, rolt de ontvanger zijn achterlijf weg, maar houdt hij zijn achterpoten op de grond.

Deze oriëntatie wordt gehandhaafd terwijl de aanvaller blijft reiken naar de nek. Horizontale rotatie rond de verticale as vereist dat de verdediger zijn achterste van de aanvaller af beweegt, terwijl hij zijn kop er juist naar beweegt. Hier, terwijl de aanvaller aan de achterzijde naar de nek reikt, roteert de ontvanger rond een verticale as om zich tot de aanvaller te wenden, terwijl de rug naar de hemel blijft gericht.

Direct na een verticale rotatiedefensie of een gedeeltelijke longitudinale rotatiedefensie kan het verdedigende dier zich oprijzen richting de tegenstander, en het aanvallende dier kan simpelweg oprijzen om het dier tegemoet te treden, waardoor ze uiteindelijk convergeren in deze rechtopstaande positie; dit vertelt ons dat, ongeacht waar de initiële bewegingen die de defensie startten plaatsvonden, ze tot dezelfde uitkomst kunnen leiden. De mogelijke confound door ons te richten op de uitkomst in plaats van op de initiële bewegingen is nog sterker uitgesproken wanneer we gevallen van volledige rotatie vergelijken met gedeeltelijke rotatie rond de longitudinale as. In deze video, terwijl de aanvaller naar de nek grijpt, rolt de ontvanger op zijn rug en beschermt zo de nek, zoals hierboven getoond.

Dit beeld van deze manoeuvre benadrukt de vloeiende en snelle defensieve actie, die twee tot drie frames duurt. Een gedeeltelijke rotatie rond de lengteas kan er soms ook toe leiden dat het verdedigende dier op zijn rug eindigt, net zoals bij een volledige rotatie. Maar de manier waarop het daar terechtkomt is zeer verschillend vergeleken met een volledige rotatie; bij een volledige rotatie valt het ene dier het nekgebied van het andere aan, waarbij dit dier vloeiend en continu op zijn rug rolt, terwijl in het geval van een gedeeltelijke rotatie het nekgebied wordt weggedraaid, het dier het nekgebied aanvalt en vervolgens niet verder roteert.

Maar het aanvallende dier kan vervolgens blijven reiken en terwijl hij dat doet blijven duwen, waardoor het verdedigende dier geleidelijk verder en verder rolt totdat het op zijn rug ligt. In dit geval, hoewel het dier door een gedeeltelijke rotatie op zijn rug landt, is het de drukkende actie en de voortgezette aanval van het aanvallende dier die ertoe leidt dat het in deze positie terechtkomt, en niet omdat het dier er zelf voor kiest om op zijn rug te rollen. Deze video laat een voorbeeld zien van een verdediger die in rugligging wordt gedwongen.

Terwijl de aanvaller naar de nek reikt, roteert de ontvanger. De vier kwartieren bewegen. De nek wordt van de aanvaller af bewogen.

Vervolgens gaat de aanvaller door om naar voren te drukken en reikt naar de nek, terwijl de verdediger contact houdt met ten minste één achterpoot op de grond gedurende 21 tot 22 frames, voordat deze eindigt in een volledig rugliggingpositie. Aangezien de meeste studies geïnteresseerd zijn in het effect van specifieke manipulaties op een proefdier, wordt het gedrag gescoord op basis van de door het proefdier geprobeerde verdedigingstactiek in plaats van de uiteindelijke uitkomst. Dit oordeel kan worden geveld door de bewegingen van de verdediger te onderzoeken binnen de eerste twee tot drie frames na het begin van een verdedigingsactie.

Speelse aanvallen kunnen worden gemeten wanneer de snuit van één rat contact maakt met, of binnen één tot twee centimeter komt van, de nek van de partner. Terwijl de rat aan de rechterzijde de andere rat besnuffelt, verplaatst hij het snuitcontact geleidelijk vanaf de achterzijde omhoog richting de schouders. Zodra de snuit zich bij de nek bevindt, draait de ontvanger zich om om verder contact te blokkeren.

Let op dat het dier aan de rechterkant nooit een gerichte beweging maakt naar de nek van de andere rat, en daarom niet als een aanval wordt beschouwd. Zoals hierboven vermeld, kan de defensieve tactiek van de ontvanger worden gecategoriseerd in de eerste paar frames na een aanval. Deze video toont een verlengde speelsessie.

De aanvaller grijpt naar de nek. De ontvanger rolt op zijn rug terwijl de aanval zich naar de nek blijft bewegen. Het contact met de nek wordt herhaaldelijk verbroken, maar er is geen onderbreking in de aanvals- en verdedigingsbewegingen die leiden tot het herstellen van het contact met de nek.

Deze video toont afzonderlijke speelse aanvallen waarbij de rat links de nek aanvalt, waarna de ontvanger gedeeltelijk op zijn zij rolt. De aanvaller volgt de nek, maar draait zich vervolgens weg, waardoor het contact wordt verbroken. Vervolgens springt deze naar voren, draait zich opnieuw om en zet een nieuwe aanval in.

In alle gevallen begint een nieuwe scoringsreeks met een nieuwe aanval. Ratten kunnen tegenaanvallen zodra ze zichzelf succesvol hebben verdedigd, zoals hier te zien is wanneer de rat die het dichtst bij de camera staat de andere nadert. De ontvanger draait zich om en valt de nek aan.

De verdediger blokkeert vervolgens de aanval, herstelt zijn positie en bereidt een eigen aanval voor. Omdat CounterTack echter sterk gecorreleerd zijn aan de frequentie van het initiëren van aanvallen, hoeven de complexere fasen van deze interacties niet gescoord te worden, tenzij daar een goede reden voor is. Bij het scoren van het spel vindt een sequentiële analyse plaats.

Hoeveel aanvallen worden door de proefpersonen uitgevoerd? Op hoeveel aanvallen wordt gereageerd en wanneer wordt er verdedigd? Wat is de waarschijnlijkheid dat de verschillende verdedigingstactieken worden gebruikt?

Volledige verwijdering van de cortex kan leiden tot volwassen ratten die zich relatief normaal gedragen in laboratoriumomgevingen. Er kunnen echter subtielere gedragseffecten over het hoofd worden gezien. Het in deze video beschreven protocol werd gebruikt om te testen of spelgedrag verminderd was bij ratten zonder cortex.

Het speelgevecht van juveniele en volwassen ratten die bij geboorte waren gedecorticeerd, werd vergeleken met schijnbehandelde controles. Er is te zien dat het aantal pins, partiële rotaties en volledige rotaties verschilde tussen intacte en gedecorticeerde dieren. Drie volwassen ratten, twee mannetjes en een steriel vrouwtje, werden gedurende een periode van twee weken samen gehuisvest.

De dieren werden vervolgens onderworpen aan tests met beperkingen om te bepalen welk van de mannetjes in elke triade het ondergeschikte dier was. Bij de ondergeschikte dieren in sommige triades werd de orbitofrontale cortex verwijderd, en in andere triades kregen de ondergeschikte dieren een sham-behandeling. Deze grafiek toont de verandering in de asymmetrie die door de ondergeschikte mannelijke ratten werd vertoond bij het spelen met het dominante koloniemannetje vergeleken met het kolonievrouwtje.

De maatstaf toont het procentuele verschil in het gebruik van de volledige rotatie bij de interactie met deze twee typen partners. Laesies van de orbitofrontale cortex heffen het vermogen van het ondergeschikte dier op om differentieel te spelen met zijn kooigenoten; schijnbehandelde, ondergeschikte mannetjes blijven na de operatie een sterke asymmetrie vertonen zodra de techniek onder de knie is. Deze techniek kan in één tot twee uur per filmsessie worden voltooid.

Indien correct uitgevoerd, is het bij deze procedure belangrijk om consequent te blijven in uw codeermethode.