Paradygmat mieszkańca-intruza: standaryzowany test na agresję, przemoc i stres społeczny

Agresywne zachowanie należy do naturalnego repertuaru zachowań praktycznie wszystkich gatunków zwierząt. Z biologicznego punktu widzenia zachowanie agresywne można uznać za wysoce funkcjonalną formę komunikacji społecznej, której celem jest aktywna kontrola środowiska społecznego. Charakteryzuje się zestawem typowych dla gatunku zachowań wykonywanych w ścisłej interakcji z przeciwnikiem. Jawna agresja i konflikty fizyczne są potencjalnie szkodliwe nie tylko dla ofiary, ale także dla agresora. Dlatego w całym królestwie zwierząt opracowano mechanizmy minimalizacji i kontroli agresji fizycznej, aby zapobiec jej potencjalnie niekorzystnym konsekwencjom. Do takich mechanizmów zalicza się na przykład groźne zachowanie, które często przewiduje ataki fizyczne i może im w ten sposób zapobiec. Inne mechanizmy utrzymywania agresji pod kontrolą to tabu, rytualizacja, uległość, pojednanie i ustępstwa. Odnosi się to w szczególności do agresji ofensywnej, która jest formą agresywnego zachowania charakteryzującą się inicjatywą sprawcy i szeregiem wprowadzających, często groźnych, przejawów zachowania przed próbą dotarcia do pleców i szyi jako niewrażliwych celów dla konsumujących agresywnych ukąszeń ataku. Pomimo takiego wysoce adaptacyjnego mechanizmu kontroli, istnieją przykłady agresji funkcjonalnej przeradzającej się w przemoc, którą można zatem zdefiniować jako szkodliwą formę agresji ofensywnej, która wymyka się spod kontroli i wyrwana z kontekstu; Jest to patologiczna forma zachowania ofensywnego, która nie podlega już hamującym mechanizmom kontroli i która nie ma dodatkowej wartości funkcjonalnej w stosunku do normalnego zachowania agresywnego w komunikacji społecznej ⁸. Przemoc różni się zatem zarówno ilościowo, jak i jakościowo od normalnej ofensywy adaptacyjnej. Może to obejmować ataki ugryzień wymierzone we wrażliwe części ciała, takie jak gardło, brzuch i łapy, które są zwykle zabronione ^{5, 13, 20, 24}.

Agresja defensywna to forma agresywnego zachowania wykonywana w odpowiedzi na atak innej osoby. Wyraźnie różni się od ofensywy pod względem ekspresji behawioralnej i kontroli hamującej ⁵. Należy pamiętać, że ekstremalne formy zachowań obronnych mogą mieć cechy przemocy.

Większość badań przedklinicznych nad agresją przeprowadzana jest na szczurach lub myszach płci męskiej konfrontujących się z intruzem współplemieńca. Ten tak zwany paradygmat rezydent-intruz pozwala na spontaniczną i naturalną ekspresję zarówno agresji ofensywnej, jak i zachowań obronnych u gryzoni laboratoryjnych w warunkach laboratoryjnych. Rejestrując częstotliwości, czas trwania, opóźnienia oraz wzorce czasowe i sekwencyjne wszystkich obserwowanych aktów zachowań i postaw u walczących podczas tych konfrontacji, uzyskuje się szczegółowy ilościowy obraz (etogram) agresji ofensywnej (rezydentnej) i defensywnej (intruzów). Obszerne opisy różnych zachowań znajdują się w ^{3, 12, 18}. Paradygmat opiera się na fakcie, że dorosły samiec szczura ustanowi terytorium, gdy zapewni mu się wystarczającą przestrzeń życiową. Terytorialność jest silnie zwiększona w obecności kobiet i/lub doświadczenia seksualnego ¹. W wyniku terytorialności mieszkaniec będzie atakował nieznane samce wdzierające się do jego domowej klatki. W związku z tym agresję ofensywną można badać, wykorzystując rezydenta jako zwierzę doświadczalne. Aby określić brutalny charakter agresji, można ocenić, czy przestępstwo jest wyrwane z kontekstu i kontroli hamującej, wykorzystując różne typy intruzów, takich jak samice lub znieczuleni mężczyźni, lub nowe środowisko. Konieczna jest szczegółowa analiza ilościowa ofensywnego repertuaru zachowań, aby ujawnić, w jakim stopniu obserwowana agresja wymyka się spod kontroli.

Intruzi w paradygmacie rezydent-intruz będą wykazywać defensywne zachowanie w odpowiedzi na ofensywne ataki rezydenta. Paradygmat ten pozwala zatem również badać zachowania obronne i stres społeczny poprzez wykorzystanie intruza jako zwierzęcia doświadczalnego. Forma chronicznego stresu społecznego może być stworzona przez wielokrotne wykorzystywanie zwierzęcia doświadczalnego jako intruza lub przez trzymanie go w klatce (terytorium) mieszkańca, oddzielonej siatką drucianą ⁴.

Jak każdy rodzaj paradygmatu stresu, paradygmat rezydent-intruz nie jest wolny od problemów etycznych. W związku z tym pragniemy przedstawić szereg rozważań etycznych. Agresja, przemoc i stres społeczny są poważnymi problemami w naszym społeczeństwie ludzkim. Raport Światowej Organizacji Zdrowia pokazuje, że przemoc interpersonalna jest nie tylko głównym źródłem zgonów na całym świecie, ale także głównym źródłem poważnych problemów zdrowotnych u ocalałych ofiar ^agresji19. W związku z tym istnieje potrzeba zrozumienia tych zachowań pod kątem leżących u ich podstaw mechanizmów przyczynowych i czynników modulujących. Modele zwierzęce są niezbędne do uzyskania eksperymentalnego potwierdzenia przyczynowego charakteru czynników fizjologicznych i środowiskowych. Z biologicznego punktu widzenia agresja jest naturalną, biologicznie funkcjonalną formą zachowania społecznego mającą na celu ustanowienie terytorium, dominację społeczną i obronę zasobów. Paradygmat rezydent-intruz przenosi tę naturalną formę zachowania do warunków laboratoryjnych, które pozwalają na kontrolowane badania zarówno agresora, jak i ofiary. Kwestią budzącą niepokój etyczny jest pytanie, w jakim stopniu dobrostan zwierzęcia jest zagrożony w obliczu tego paradygmatu. Kilka badań pokazuje, że angażowanie się w agresywne zachowania i wygrywanie walki jest wysoce satysfakcjonujące i/lub ^{wzmacniające11}. Patrząc z tej perspektywy, w pensjonariuszu nie ma cierpienia. Jednak agresywna interakcja wymaga również przeciwnika. Zachowanie defensywne i uległość należą do naturalnego repertuaru radzenia sobie z dominacją. Pokonanie i podporządkowanie wyzwala adaptacyjną reakcję behawioralną i fizjologiczną mającą na celu przyjęcie podrzędnej pozycji w grupie społecznej. Z tego punktu widzenia początkowa reakcja podczas porażki doprowadzi do dobrze przystosowanego zwierzęcia, które niekoniecznie cierpi ¹⁵. Tylko powtarzające się narażenie na izolację dominującą i społeczną po porażce może prowadzić do stanu, który wykracza poza zdolności adaptacyjne zwierzęcia. To sprawia, że paradygmat ten nadaje się jako model zwierzęcy dla patologii stresu o wysokiej trafności ekologicznej ¹⁷. Chociaż stres związany z porażką społeczną ma głównie charakter psychospołeczny, mogą wystąpić szkody fizyczne i urazy. W normalnej (pozbawionej przemocy) interakcji społecznej ta fizyczna krzywda jest ograniczona. Gryzienie występuje głównie na plecach i bokach przeciwnika; obszar ciała o grubej i twardej skórze ^{5, 6}. Gryzienie to w rzeczywistości krótkie szczypanie skóry, pozostawiające małe odciski siekaczy. Tego typu uszkodzenia skóry nie wymagają żadnej opieki weterynaryjnej. Jednak biologicznie funkcjonalna agresja może zmienić się w patologiczną, gwałtowną formę agresji, która wymyka się spod kontroli i wyrwana z kontekstu. W takich sytuacjach mogą wystąpić poważniejsze rany zadane w szczególności wrażliwym obszarom ciała (brzuch, gardło i łapy) ¹⁴. Aby być klinicznie istotnym, eksperymentalne systemy modelowe dla agresywnych zachowań agresywnych muszą być ważne, a ten rozwój stwarza główny dylemat etyczny tego typu badań nad agresją, a mianowicie krzywdę i krzywdę. Dwie przeciwstawne zasady rządzą tymi badaniami: trafność twarzy osiąga się, gdy zachowanie jest potencjalnie szkodliwe i krzywdzące, ale jednocześnie każda wytyczna dotycząca badań etycznych kładzie nacisk na zmniejszenie i unikanie ryzyka zostania skrzywdzonym lub zranionym. Każde pytanie badawcze i protokół muszą zbadać, ile szkód i urazów jest koniecznych lub dopuszczalnych, aby wygenerować naukowo uzasadnione informacje, które można przełożyć na obawy publicznego systemu opieki zdrowotnej. Kiedy głównym celem eksperymentu są badania nad przemocą, oczywiste jest, że należy zachować dużą ostrożność w stosunku do ofiary, jeśli chodzi o opatrywanie ran, a nawet eutanazję. Obecność poważnych ran w wrażliwych obszarach ciała powinna być humanitarnym punktem końcowym dla intruza. Gdy głównym celem eksperymentu jest stres społeczny, interakcja powinna zostać przerwana, gdy mieszkaniec wykazuje oznaki przemocy, powodując poważne rany po ugryzieniu wrażliwych części ciała. W końcu psychospołeczna natura paradygmatu stresu nie powinna być mieszana ze stresem związanym z poważnymi obrażeniami fizycznymi. Kiedy mieszkańcy wykazują te oznaki przemocy, powinni zostać wykluczeni z eksperymentu.

1. Konfiguracja eksperymentalna

1. Użyj dla każdego mieszkańca klatki o powierzchni około pół metra kwadratowego. Agresja ofensywna to bardzo aktywna forma zachowania, która wymaga wystarczającej przestrzeni do jej pełnego wyrażenia. Klatka powinna być wykonana z materiału nadającego się do dezynfekcji.
2. Umieść każdego mieszkańca z samicą przez co najmniej tydzień przed rozpoczęciem eksperymentów, co ułatwi rozwój terytorialności. Jednocześnie zapobiegnie to izolacji społecznej, o której wiadomo, że jest stresująca dla zwierząt społecznych i może prowadzić do zmniejszenia dobrostanu i nieprawidłowych form zachowań społecznych.
3. Używaj samic do towarzystwa, które są sterylizowane przez podwiązanie jajowodów. W ten sposób samica pozostaje hormonalnie nienaruszona i będzie regularnie otwarta bez zajścia w ciążę i rozwoju agresji matczynej.

2. Procedura

1. Trzyma się dorosłego samca i towarzyszącą mu samicę razem w klatce dla rezydentów przez co najmniej tydzień przed badaniem.
2. Nie należy czyścić ściółki klatki w pierwszym tygodniu lub przed późniejszymi badaniami, ponieważ terytorialność jest silnie oparta na obecności sygnałów węchowych. Te wskazówki są zarówno ważne dla mieszkańca w ustanawianiu własnego terytorium, jak i dla intruza, aby wiedział, że znajduje się w klatce domowej mieszkańca. Proszę zauważyć, że to odstępstwo od ogólnych procedur opieki nad zwierzętami może wymagać specjalnego zezwolenia od władz.
3. Usunąć samicę towarzyszącą z klatki mieszkalnej na godzinę przed badaniem.
4. Wprowadź nieznanego samca do klatki domowej rezydenta na początku testu. Najlepiej, aby intruz był nieco mniejszy od mieszkańca i nie powinien być używany w poprzednich interakcjach z tym samym mieszkańcem.
5. Nagrywaj zachowanie mieszkańca, najlepiej za pomocą światłoczułej kamery wideo.
6. Czas trwania testu wynoszący 10 minut jest zwykle wystarczający do wyrażenia pełnego ofensywnego repertuaru zachowań. Dla celów standaryzacji można rozważyć kontynuowanie nagrywania przez dziesięć minut po pierwszym ataku.
7. Po zakończeniu testu należy usunąć samca-intruza z klatki i ponownie połączyć przebywającego w nim samca z towarzyszącą mu samicą.
8. Chociaż agresja może wystąpić o każdej porze dnia, najlepiej jest testować tylko w fazie ciemnej, czyli w fazie głównej aktywności szczurów.
9. Testy można wykonywać raz lub dwa razy dziennie. Poziom agresywnego zachowania często wzrasta w ciągu pierwszych kilku testów, ale generalnie stabilizuje się po trzech do czterech testach.

3. Agresywne zachowanie

1. W zasadzie każdy szczep szczurów może być wykorzystany jako mieszkańcy. Jednak szczepy mogą się znacznie różnić ze względu na ich bezwzględny poziom agresywnego zachowania. Co więcej, może istnieć znaczna indywidualna zmienność w obrębie szczepów.
2. Ustandaryzuj intruzów tak bardzo, jak to możliwe pod względem obciążenia, wieku i wagi. Używaj szczurów nieagresywnego szczepu, które mają nieco niższą masę ciała niż mieszkający samiec.
3. Określ u osiadłego samca czas trwania i częstotliwość następujących parametrów behawioralnych:
   1. Opóźnienie ataku: czas między wprowadzeniem intruza a pierwszym atakiem w klinczu
   2. Kierunku
   3. Eksploracja społeczna
   4. Wąchanie odbytu i narządów płciowych
   5. Hodowli
   6. Zagrożenie boczne
   7. Wyprostowana postawa
   8. Atak w klinczu
   9. Nie ruszać
   się
   10. pogoń
   11. Eksploracja niespołecznościowa
   12. Odpoczynek lub brak aktywności
4. Analizy
   1. Rejestrowane parametry behawioralne powinny pokrywać 100% czasu obserwacji. Ułatwia to bezstronną interpretację wyników, tj. gdy jedno zachowanie idzie w górę, inne musi spaść.
   2. Redukcję danych można uzyskać poprzez obliczanie wyników dla różnych kategorii zachowań, w szczególności:
      1. Łączny wynik w ataku: suma zagrożeń bocznych, w pozycji pionowej, klinczu, utrzymania i pościgu
      2. Wynik eksploracji społecznej: suma eksploracji społecznej, wąchania narządów płciowych i pielęgnacji społecznej
   3. Dane mogą być wyrażone w procentach całkowitego czasu obserwacji

4. Przemoc

1. Postępuj zgodnie z protokołem wyjaśnionym w sekcji 2
2. Testy behawioralne i kryteria:
   1. Określ u rezydenta samca opóźnienie ataku. Bardzo krótkie opóźnienie jest pierwszym wskaźnikiem przemocy.
   2. Oblicz dla osiadłego samca stosunek częstości występowania zagrożenia bocznego i klinczu. Stosunek poniżej 1 pokazuje, że zwierzęta atakują bez żadnego zachowania wprowadzającego i ostrzeżenia, co jest wiarygodnym wskaźnikiem przemocy (poza kontrolą).
   3. Miejsca docelowe ugryzień:
      1. Ataki ugryzień wymierzone we wrażliwe części ciała, takie jak gardło, brzuch i łapy, są oznaką przemocy.
      2. Ugryzienia wymierzone w pysk przeciwnika wskazują na defensywne zachowanie aktora.
   4. Testy wyrwane z kontekstu:
      1. Użyj nieznajomej kobiety jako intruza. Atak na kobietę jest oznaką przemocy.
      2. Użyj znieczulonego mężczyzny jako intruza. Atak znieczulonego mężczyzny jest oznaką przemocy.
      3. Przetestuj agresywne zachowanie mieszkańca w nowym środowisku. Brak zmiany agresji w porównaniu z klatką domową jest oznaką przemocy. Punktem końcowym tego testu jest pierwszy atak lub dziesięć minut, gdy rezydent nie atakuje.

5. Zachowanie defensywne

1. Wybierz pewną liczbę dobrze wyszkolonych, bardzo agresywnych, nieagresywnych samców rezydentów
2. Postępuj zgodnie z protokołem, jak wyjaśniono w sekcji 2
3. Określ u intruza czas trwania i częstotliwość następujących parametrów behawioralnych (oprócz 3c):
   1. Opóźnienie przesyłania
   2. Uległa postawa
   3. Odsuń się
   4. lot
   5. Wyprostowana postawa obronna
   6. zamarzać
   7. Eksploracja niespołecznościowa
   8. Hodowli
4. analiza
   1. Redukcję danych można uzyskać, obliczając wynik obrony, który jest sumą czasu spędzonego na locie, wyprostowanej postawie obronnej, poddaniu i zamrożeniu

6. Stres społeczny

1. Postępuj zgodnie z protokołem, jak wyjaśniono w sekcji 5
2. W przypadku sporadycznego stresu społecznego powtórz protokół
3. W przypadku przewlekłego stresu społecznego trzymaj intruza w klatce mieszkańca, ale oddzielonej od niego siatką drucianą
4. Kontynuuj krok b i/lub c tak długo, jak wymagają tego pytania i hipotezy naukowe.

Istnieje znaczna różnica między szczepami i wewnątrz szczepów w poziomie agresywnego zachowania. Pokazano to na rysunku 1, który pokazuje rozkład częstości występowania wyniku agresji ofensywnej w wyhodowanym laboratoryjnie, ale pierwotnie zdziczałym szczepie szczurów (szczep dziki z Groningen (WTG)) (ryc. 1a) i bardziej powszechnym szczepie szczurów laboratoryjnych (Wistar, ryc. 1b). W odmianie WTG około jedna trzecia zwierząt jest wyjątkowo agresywna, podczas gdy kolejna jedna trzecia nie jest agresywna lub jest bardzo niska. Jest to przeciwieństwo rozkładu częstości występowania szczepu Wistar, w którym nie występuje wysoce agresywny fenotyp, a około pięćdziesiąt procent zwierząt można uznać za nisko lub nieagresywne 16.

Rysunek 2 pokazuje rozkład różnych kategorii behawioralnych w paradygmacie rezydent-intruz, przy czym szczep WTG jest mieszkańcem (Rysunek 2a), a szczury Wistar są intruzami (Rysunek 2b). Pokazano średni skład zachowań ofensywnych u szczura rezydenta WTG i średni skład zachowań defensywnych u intruza Wistar pod względem względnej ilości czasu spędzonego na różnych zachowaniach.

Rysunek 3 pokazuje przykład użycia paradygmatu rezydent-intruz w farmakologii behawioralnej. Selektywny agonista receptora serotoninowego 1a Alnespiron indukuje zależne od dawki zmniejszenie agresji ofensywnej, czemu towarzyszy zależny od dawki wzrost eksploracji społecznej. Brak jakiegokolwiek znaczącego wpływu na eksplorację niespołeczną i brak aktywności wspiera pogląd, że behawioralne efekty tego związku są specyficzne dla agresji ofensywnej 9.

U niektórych osób agresywna agresja może przerodzić się w brutalną formę agresji. Rozróżnienie między wysokim poziomem agresji a przemocą zilustrowano na wykresie 4. Pomimo tego, że nie ma statystycznej różnicy w punktacji ofensywy, brutalna forma agresji charakteryzuje się bardzo krótkim opóźnieniem ataku, atakiem znieczulonego mężczyzny lub kobiety, poważnymi ranami i bardzo niskim współczynnikiem ataku zagrożenia 8.

Rysunek 1. Rozkład częstości występowania poszczególnych poziomów agresji ofensywnej w wyhodowanym laboratoryjnie, ale pierwotnie zdziczałym szczepie szczurów (A - górny panel) oraz w szczepie Wistar samców szczurów (B - dolny panel) 16.

Rysunek 2. Profil behawioralny osiadłych samców, szczurów WTG (A) i szczurów intruzów Wistar (B) podczas dziesięciominutowego testu intruza rezydenta.

Rysunek 3. Zależne od dawki zmniejszenie agresji ofensywnej przez agonistę 5-HT1a Alnespirone 9. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą postać.

Rysunek 4. Porównanie wysoce obraźliwych mężczyzn i agresywnych mężczyzn 8.

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.