Zadanie polegające na ocenie wpływu partnera na szybkość i dokładność sprawności motorycznej u szczurów

Podsumowanie

Opisano procedurę pomiaru szybkości i dokładności sprawności motorycznej szczurów w warunkach społecznych. Protokół umożliwia nam zbadanie wpływu samej obecności innych osób na szybkość i dokładność sprawności motorycznej w jednym eksperymencie.

Streszczenie

O ile nam wiadomo, żadne badanie nie badało wpływu samej obecności na dokładność wyników u zwierząt. Dlatego opracowaliśmy zadanie eksperymentalne do pomiaru sprawności motorycznej (szybkości i dokładności) szczurów w warunkach społecznych. Szczury zostały przeszkolone, aby biegać po pasie startowym i pociągać w dół dźwignię na końcu pasa startowego. W testach szczury wykonywały zadanie samotnie (pojedynczo) lub w obecności szczura konfederackiego poza dźwignią (para lub stan społeczny). Jako wskaźniki prędkości osiągów zmierzyliśmy czas potrzebny na rozpoczęcie biegu, przebiegnięcie przez pas startowy i pociągnięcie dźwigni w dół. Jako wskaźnik dokładności działania policzyliśmy liczbę prób, w których szczury mogły pociągnąć dźwignię w dół podczas pierwszej próby. Do analizy danych wykorzystano jednoczynnikowe i dwukierunkowe analizy wariancji z powtarzanymi pomiarami. To zadanie typu "biegnij i ciągnij" pozwoliło nam zbadać wpływ obecności innego przedstawiciela tego samego gatunku na szybkość i dokładność sprawności motorycznej w jednym eksperymencie. Wyniki pokazały, że szczury wykonywały zadanie szybciej, ale mniej dokładnie w sesjach w parach niż w pojedynczych sesjach. Protokół ten byłby ważnym modelem zwierzęcym do zbadania wpływu samej obecności na szybkość i dokładność sprawności motorycznej u szczurów.

Wprowadzenie

Wpływ warunków społecznych na czyjeś wyniki był badany u ludzi i zwierząt od dawna, ponieważ Allport¹ określił "ułatwienie społeczne" jako "wzrost reakcji jedynie na widok lub dźwięk innych wykonujących ten sam ruch"². Chociaż Allport¹ nie rozróżniał sytuacji społecznej (współdziałanie lub sama obecność innej osoby), wykazano, że sama obecność innych osób wpływa na szybkość lub częstotliwość występów3^,4,5,6. Dodatkowo, u zwierząt, sama obecność innych współplemieńców skutkuje wyższym wskaźnikiem odpowiedzi lub wyższą szybkością odpowiedzi podczas zadania naciśnięcia dźwigni u szczurów^7,8 i wyższym wskaźnikiem odpowiedzi u małp rezusów podczas prostego zadania poznawczego⁹.

U ludzi wykazano, że sytuacje społeczne wpływają nie tylko na częstotliwość czy szybkość odpowiedzi, ale także na dokładność działania¹⁰. Opierając się na metaanalizie przeprowadzonej przez Bonda i Titus¹¹, Strauss¹² argumentował, że sytuacje stosowane w badaniach nad facylitacją społeczną będą miały różny efekt w zależności od cech zastosowanego zadania. W szczególności można się spodziewać spadku wydajności, gdy w badaniu wykorzystano zadanie, które stawiało wysokie wymagania dotyczące zdolności do precyzyjnej kontroli swojego ciała i wykonywania zadań z pewnym stopniem szybkości, co zwykle jest oceniane przez jego aspekty jakościowe (np. dokładność wykonania)¹³.

Z wyjątkiem kilku badań^14,15, jednak większość badań nad facylitacją społeczną u zwierząt nie skupiała się na dokładności wykonania. Na przykład Takano i Ukezono¹⁶ badali wpływ samej obecności u szczurów za pomocą umiejętnego zadania sięgającego¹⁷. Wymagali od szczurów, aby odwróciły się, a następnie chwyciły granulkę nagrody na półce za pomocą przedniej kończyny. Autorzy podali tylko szybkość działania, pomimo faktu, że zadanie mogło dostarczyć wskaźnika dokładności wydajności. Z kolei Ogura i Matsushima¹⁴ zbadali wpływ współdziałania na dokładność dziobania, a także prędkość biegu u piskląt. Wynik pokazał, że dokładność dziobania była niższa, a prędkość biegu wyższa w sytuacji współdziałania niż w sytuacji pojedynczej.

Chociaż Ogura i Matsushima¹⁴ po raz pierwszy skupili się na jakościowym aspekcie działania, ich badanie dotyczyło efektu współdziałania. Większość warunków społecznych, włączając w to współdziałanie, nieuchronnie implikuje obecność kogoś innego. Aby zbadać efekt unikalny dla współdziałania, niezbędne jest oddzielenie wpływu samej obecności od wpływu współdziałania na działanie jednostki. Jednak w badaniu nie badano wpływu samej obecności. O ile nam wiadomo, żadne badanie nie badało wpływu samej obecności na dokładność wyników u zwierząt.

Zmodyfikowaliśmy zadanie użyte w badaniu Takano i Ukezono¹⁶, aby ocenić wpływ samej obecności na szybkość i dokładność występu. Metoda ta pozwala nam zbadać wpływ warunków społecznych, zwłaszcza samej obecności osobnika współgatunku, na dokładność i szybkość działania u szczurów w jednym eksperymencie.

Protokół

Ten eksperymentalny protokół został zatwierdzony przez Komitet Doshisha ds. Eksperymentów na Zwierzętach.

UWAGA: Przeprowadź wszystkie sesje eksperymentalne w okresie światła.

1. Zwierzęta

1. Użyj 15 eksperymentalnie naiwnych samców albinosów Wistar o wadze 300−350 g. Trzymaj je w indywidualnych klatkach w kontrolowanym pomieszczeniu hodowlanym o odpowiedniej temperaturze i wilgotności (23 ± 2 °C, 70%) i dostępie do wody ad libitum. Utrzymuj cykl światła/ciemności na poziomie 12 godzin/12 godzin (okres światła rozpoczyna się o 8:00).
2. Przypisz 10 szczurów jako podmioty, a pozostałe jako szczury konfederackie, korzystając z randomizacji.
3. Utrzymuj wagę szczurów na poziomie 85−90% ich wagi swobodnie żerującej przez cały czas trwania eksperymentu poprzez pozbawienie pokarmu.
   nuta: Zadaniem konfederatów jest zmniejszenie liczby wymaganych zwierząt i czasu na jedno badanie.

2. Aparatura

UWAGA: Przegląd aparatury jest pokazany w Rysunek 1. Aparatura została opracowana i zmodyfikowana w nawiązaniu do poprzednich badań^16,17.

1. Zbuduj przezroczyste akrylowe pudełko (19 cm x 110 cm x 20 cm) z centralną przegrodą (5 cm szerokości) i włóż dwoje drzwiczek gilotynowych. Umieść drzwiczki gilotyny w odległości 15 cm od każdego końca pudełka. Zamontuj brzęczyk (400 Hz, 75 dB) na przegrodzie i ustaw dozownik granulek do podawania granulki nagrody (45 mg) do pojemnika na żywność po stronie pacjenta
.
2. Ustaw metalową dźwignię (drążek uchwytu: φ3 mm, 5 cm wysokości) na półce wewnątrz centralnej przegrody, która ma szczelinę (o szerokości 1,5 cm) na każdej ścianie skierowanej w stronę pasa startowego (Rysunek 2), aby umożliwić badanemu szczurowi dostęp do dźwigni za pomocą przednich kończyn. Po stronie konfederata należy jednak wstawić przezroczystą ścianę przed ścianą działową, która uniemożliwia konfederatowi dostęp do dźwigni.
3. Umieść przełącznik do aktywacji dozownika pod dźwignią, która jest naciskana przez ruch pociągania dźwigni szczurów. Przywiąż odpowiednią długość jelita do dźwigni, która jest potrzebna, aby eksperymentator mógł pociągnąć dźwignię do góry.
4. Użyj Arduino Mega 2560 REV3 do sterowania drzwiczkami gilotyny, brzęczykiem i dozownikiem pelletu oraz do uzyskania wartości z czujników podczerwieni i przełącznika dozownika. Przygotuj sprężarkę powietrza (25 l) do obsługi butli pneumatycznej i otwórz drzwiczki gilotyny.
5. Umieść kamerę wideo w pobliżu przegrody na zewnątrz aparatu, aby rejestrować działanie szczurów w zakresie ciągnięcia dźwigni z boku (60 klatek na sekundę [fps]). Użyj odpowiedniego oprogramowania do odtwarzania wideo, aby przeprowadzić analizę nagrania wideo klatka po klatce.

Rysunek 1: Schemat aparatury używanej w tym protokole. Centralna przegroda dzieli pudełko na dwa pola. Po każdej stronie pudełka znajdują się drzwi gilotynowe, które dzielą pole na obszar startowy i pas startowy. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Środkowa przegroda aparatu. Szczury mogą chwycić pręt i przeciągnąć dźwignię przez szczelinę w przegrodzie. Przełącznik dozownika pelletu jest ustawiony pod dźwignią, a jedno pociągnięcie dźwigni skutkuje jednym podaniem pelletu. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

3. Procedura

1. Obchodzenie się z granulkami nagrody i ich przyzwyczajanie
   1. Przed procedurami treningowymi eksperymentator powinien zajmować się wszystkimi szczurami przez 10 minut/dzień przez 3 dni.
   2. Jako przyzwyczajenie do granulek nagrody, podawaj każdemu szczurowi 3 g granulek nagrody przez 3 dni po użyciu.
2. Przyzwyczajenie do aparatury
   1. Tester szczurów
      1. W trzecim dniu habituacji do granulek nagrody, zanim eksperymentator poda codzienne granulki, umieść każdego szczura w pasie startowym po stronie aparatu badanego na 15 minut w celu przyzwyczajenia, przy zamkniętych drzwiach gilotyny.
   2. Konfederackie szczury
      nuta: Istnieją dwie sesje habituacji.
      1. Przy pierwszym przyzwyczajeniu umieść każdego szczura na pasie startowym po stronie konfederatów na 15 minut w tym samym okresie, co krok 3.2.1.1.
      2. Przy drugim przyzwyczajeniu postępuj zgodnie z metodą opisaną w kroku 3.2.2.1 następnego dnia po tym, jak badane szczury zakończyły trening dla sekwencji biegnij i ciągnij (jak wspomniano w sekcji 3.6).
         UWAGA: Przeprowadzaj sesje habituacyjne dla szczurów konfederackich i szczurów badanych osobno, tj. po jednym szczurze na raz. Nie pozwól, aby szczur spotkał się z innym szczurem w aparacie, dopóki nie rozpocznie się faza badania.
3. Magazynek treningowy
   nuta: W przypadku badanych szczurów przeprowadź sesję treningową w magazynie następnego dnia po przyzwyczajeniu się do aparatury w następujący sposób. Jeśli szczury nie zjedzą wszystkich granulek pokarmu, następnego dnia ponownie przeprowadź sesję treningową z magazynkiem.
   1. Umieść jedną kulkę nagrody na pojemniku na żywność po stronie konfederata, aby wykluczyć wpływ właściwości węchowych pastylki, którą konfederat zjada w fazie testowej (patrz sekcja 3.7).
   2. Umieść badanego szczura na pasie startowym po jego stronie, przy zamkniętych drzwiach gilotyny.
   3. Dostarcz granulkę nagrody do pojemnika na żywność 60 razy za pomocą dozownika granulek w zmiennym harmonogramie 30 sekund. Upewnij się, że szczur zjadł wszystkie dostarczone granulki.
4. Kształtowanie pod kątem działania dźwigniowo-ciągniowego
   UWAGA: Rysunek 3 to schemat blokowy eksperymentu.
   1. Połóż po jednym granulku nagrody na pojemniku na jedzenie po stronie każdego podmiotu i po stronie konfederata. Nie umieszczaj szczura konfederackiego w sesjach kształtowania.
   2. Umieść badanego szczura na pasie startowym po stronie obiektu przy zamkniętych drzwiach gilotyny. Następnie naucz szczury, aby pociągnęły dźwignię w dół. Kształtuj zachowanie dźwigni stopniowo zgodnie z następującymi pięcioma kryteriami wzmocnienia (A-E): (A) Podejdź do szczeliny. (B) Przyłóż drążek uchwytu do pyska lub kończyn przednich szczura, z dźwignią wcześniej pociągniętą w dół po stronie badanego. (C) Dotknij drążka uchwytu, z dźwignią przechyloną w stronę szczura (pod kątem 60°−30°). (D) Chwycić i pociągnąć pręt w dół po stronie szczura, zachowując taki sam warunek, jak w kryterium C. (E) Chwycić i pociągnąć pręt w dół po stronie szczura z dźwignią stojącą pionowo.
   3. Zakończ codzienne sesje, gdy otrzymasz 60 nagród lub upłynie 30 minut. Kiedy szczur spełni kryterium E 40 razy w ciągu sesji, faza kształtowania dźwigni i pociągnięcia jest zakończona tego dnia.
      nuta: Prawie wszystkie szczury kończą codzienną sesję modelowania w ciągu 20 minut. Szczury Wistar potrzebują około 3 dni, aby osiągnąć kryterium E.

Rysunek 3: Schemat blokowy procedury eksperymentalnej. Szczury przechodzą przez fazy treningu i fazy testów w tej kolejności. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

5. Trening w zakresie ciągnięcia dźwigni
   1. Umieść badanego szczura w obszarze startowym. Nie umieszczaj szczura konfederackiego w sesjach treningowych. Zaprezentuj sygnał brzęczyka na 5 sekund, a następnie otwórz drzwi. Kiedy szczur pociągnie dźwignię w dół, podaj granulkę jedzenia i pociągnij dźwignię do góry za pomocą jelita przywiązanego do dźwigni.
   2. Po tym, jak szczury pociągną dźwignię w dół 10 razy (pierwsze 3 dni fazy) lub 6 razy (ostatnie 3 dni fazy) i skonsumują wszystkie granulki nagrody, zamknij drzwi i przenieś je do obszaru startowego ręką eksperymentatora.
   3. Po upływie 20 sekund przerwy między próbami (ITI) powtórz kroki 3.5.1 i 3.5.2. Zakończ codzienne sesje, gdy każdy szczur zdobędzie 60 granulek.
      nuta: Szkolenie to ma również na celu przyzwyczajenie szczurów do dźwięku brzęczyka i otwierania drzwi, ponieważ szczury Wistar zwykle na początku wykazują zachowanie zastygania w bezruchu w odpowiedzi na ruch drzwi. Codzienna sesja dla każdego szczura trwa około 15 minut. Ta faza szkolenia trwa sześć dni.
6. Faza treningowa dla sekwencji run-and-pull
   1. Wykonaj tę samą procedurę w kroku 3.5.1.
   2. Kiedy szczury raz pociągną dźwignię w dół i zjedzą kulkę nagrody, zamknij drzwi i przenieś je do obszaru startowego ręką eksperymentatora.
   3. Po 20 sekundach ITI rozpocznij kolejną próbę (kroki 3.6.1 i 3.6.2). Zakończ codzienną sesję, gdy każdy szczur zdobędzie 30 granulek.
      nuta: Codzienna sesja dla każdego szczura trwa około 20 minut. Potrzeba około 10 dni, aby wyniki szczurów osiągnęły asymptotę.
7. Fazy badania

Rysunek 4: Opis każdego warunku badania. W pojedynczych fazach badany szczur wykonywał zadanie samotnie. W fazach par umieść szczura konfederackiego na pasie startowym po przeciwnej stronie niż badany szczur. Przezroczysta ściana przed przegrodą uniemożliwia konfederackiemu szczurowi dostęp do dźwigni. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

UWAGA: Fazy testów obejmują sesje w dwóch warunkach, pojedyncze lub w parze (Rysunek 4). W stanie pojedynczym szczury wykonują zadanie samotnie; Oznacza to, że próby są identyczne z sesją treningu dla sekwencji bieg-ciąg (sekcja 3.6). W stanie pary szczur konfederacki jest obecny po przeciwnej stronie pudełka. Szczur konfederacki nie może uzyskać dostępu do dźwigni ze względu na przezroczystą akrylową ścianę przed przegrodą.

1. Przeprowadź pojedynczą sesję, która jest identyczna z sesjami w fazie treningu dla sekwencji biegania i ciągnięcia (sekcja 3.6). Zakończ codzienną sesję, gdy każdy szczur zdobędzie 30 granulek. Połóż jedną kulkę nagrody na pojemniku na jedzenie po stronie konfederata, szczególnie podczas sesji w pojedynczym warunku.
2. W sesjach w parach daj szczurowi konfederatowi kulkę nagrody podczas ITI badanego szczura, aby utrzymać szczura konfederackiego w pobliżu przegrody.

4. Analiza danych

1. Wskaźnik dokładności wykonania
   1. Nagrywaj filmy przedstawiające ruchy szczurów za pomocą dźwigni za pomocą kamery wideo w pobliżu przegrody na zewnątrz urządzenia. Po zakończeniu wszystkich sesji potwierdź ocenę, analizując klatka po klatce nagrań wideo za pomocą odpowiedniego oprogramowania do odtwarzania wideo.
   2. Oceń, czy ruch ciągnący szczura podczas próby był pierwszym uderzeniem, czy nie, na podstawie obserwacji wzrokowej eksperymentatora podczas eksperymentu.
      nuta: Próba pierwszego uderzenia jest definiowana jako próba, w której szczury mogą chwycić i pociągnąć dźwignię w dół podczas pierwszej próby naciśnięcia dźwigni.
   3. Oblicz współczynniki pierwszego trafienia dla każdego badanego jako stosunek prób pierwszego trafienia do wszystkich prób w każdej sesji (dla fazy treningu typu run-and-pull) lub w każdej fazie (dla faz testowych) do wykorzystania w analizie.
2. Wskaźniki szybkości działania
   1. Oblicz czas potrzebny na zakończenie próby na podstawie wartości przełącznika dozownika pelletu: czas potrzebny na zakończenie próby = (czas naciśnięcia przełącznika) - (czas otwarcia drzwi). Następnie podziel czas potrzebny do zakończenia próby na trzy sekcje, korzystając z wartości z czujników podczerwieni (Rysunek 5).
      nuta: Opóźnienie startowe (Rysunek 5a) jest zdefiniowane jako czas od otwarcia drzwi do przybycia szczura do pierwszego czujnika. Podobnie, czas działania (Rysunek 5b) to czas od przybycia do pierwszego czujnika do przybycia do drugiego czujnika. Opóźnienie dźwigni i pociągnięcia (Rysunek 5c) to czas od przybycia do drugiego czujnika do punktu, w którym przełącznik dozownika jest naciśnięty.
   2. Do analizy należy używać tylko czasów trwania prób pierwszego trafienia. Oblicz mediany wartości każdego podmiotu dla każdej sesji (sesji treningowych) i każdej fazy (faz testu) do analizy.

Rysunek 5: Pomiar wskaźników szybkości działania. a) Opóźnienie początkowe: czas od otwarcia drzwi do przybycia szczura do pierwszego czujnika. b) Czas pracy: czas od przybycia szczura do pierwszego czujnika do jego przybycia do drugiego czujnika. c) opóźnienie pociągnięcia dźwigni: czas od przybycia szczura do drugiego czujnika do zakończenia reakcji pociągnięcia dźwignią. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

3. analiza statystyczna
   1. W przypadku indeksów w fazie trenowania sekwencji run-and-pull należy przeprowadzić jednokierunkową analizę wariancji z powtarzanymi pomiarami (ANOVA) z liczbą sesji jako czynnikiem wewnątrzobiektowym dla każdego indeksu.
   2. Dla wskaźników w fazie testowej należy przeprowadzić dwukierunkową ANOVA z powtarzanym pomiarem, podając numer fazy (faza 1 lub 2) i warunek (para lub pojedyncza) jako czynniki wewnątrzobiektowe dla każdego indeksu w fazach testowych. Istotność statystyczną ustalono na α = 0,05.

Wyniki

Faza treningu dla sekwencji run-and-pull

Rysunek 6 pokazuje średni błąd standardowy ± średnich wyników (SEM) z fazy treningu dla sekwencji run-and-pull. Średni wskaźnik pierwszego trafienia (Rysunek 6A) wzrastał stopniowo w pierwszej połowie fazy treningowej, a następnie zatrzymał się na poziomie około 85%. Wyniki ANOVA wykazały, że główny wpływ liczby sesji był istotny (F(7,63) = 3,74, p = 0,002, η²_G = 0,211). Wielokrotne porównania wykazały, że nie było istotnych różnic między ostatnimi czterema sesjami (wszystkie wartości p > 0,60).

Rysunek 6: Średnie wyniki SEM ± z sesji w fazie treningu dla sekwencji run-and-pull. (A) Wskaźnik dokładności działania. (B) Wskaźniki szybkości działania. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Podobnie, wskaźniki szybkości działania (Rysunek 6B; opóźnienie startu, czas działania i opóźnienie pociągnięcia dźwigni) stale spadały podczas pierwszych czterech sesji, a wszystkie wartości ustabilizowały się na poziomie około 600 ms wśród ostatnich czterech sesji. Dla wszystkich wskaźników ANOVA wykazała, że główne efekty liczby sesji były znaczące (opóźnienie początkowe: (F(7,63) = 6,21, p < 0,001, η²_G = 0,279; czas trwania: (F(7,63) = 3,98, p = 0,001, η²_G = 0,170; opóźnienie dźwigni-pociągnięcia: (F(7,63) = 11,85, p < 0,001, η²_G = 0,350). Wielokrotne porównania według sesji nie wykazały istotnej różnicy między ostatnimi czterema sesjami dla wszystkich miar (wszystkie wartości p > 0,12).

Rysunek 7 pokazuje średnie wyniki SEM ± z sesji w fazie testowej. Jeśli chodzi o wskaźnik dokładności działania, wskaźnik pierwszego trafienia (Rysunek 7A) w fazach par był niższy niż w fazach pojedynczych. Dodatkowo wskaźnik pierwszego trafienia w drugiej fazie był wyższy niż w pierwszej fazie w tych dwóch warunkach. Wyniki ANOVA wykazały znaczące główne skutki stanu (F(1,9) = 6,25, p = 0,034, η²_G = 0,114) i fazy (F(1,9) = 14,1, p = 0,005, η²_G = 0,147), ale interakcja nie była istotna (F(1,9) = 0,15, p = 0,703, η²_G = 0,002).

Rysunek 7: Średnie wyniki SEM ± z sesji w fazie testu. Wskaźnik dokładności wykonania (A: współczynnik pierwszego trafienia) i wskaźniki szybkości wykonania (B: opóźnienie rozpoczęcia, C: czas pracy i D: opóźnienie pociągnięcia dźwignią). p < 0,001, ** p < 0,01, * p < 0,05. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Jeśli chodzi o wskaźniki szybkości działania, opóźnienie startu w fazach par (Rysunek 7B) było krótsze niż w pojedynczych fazach. Wyniki ANOVA wykazały, że dla opóźnienia startu istotny był tylko główny efekt stanu (F(1,9) = 23,1, p = 0,001, η²_G = 0,065), podczas gdy główny wpływ faz i interakcji nie był istotny (fazy: F(1,9) = 0,03, p = 0,878, η²_G < 0,001; interakcja: F(1,9) = 0,002, p = 0,970, η²_G < 0,001). Podobnie zaobserwowano różnicę między warunkami opóźnienia dźwigni i pociągnięcia (Rysunek 7D). Podobnie jak w przypadku opóźnienia rozruchu, dla opóźnienia dźwignia-pociągnięcie, ANOVA wykazała istotny główny wpływ warunku (F(1,9) = 23,3, p = 0,001, η²_G = 0,183). Nie stwierdzono istotnego wpływu głównego faz (F(1,9) = 2,72, p = 0,133, η²_G = 0,028) i interakcji (F(1,9) = 1,07, p = 0,327, η²_G = 0,002). Dla czasu trwania nie było znaczącego wpływu (Rysunek 7C, warunek: F(1,9) = 3,03, p = 0,116, η²_G = 0,004; fazy: F(1,9) = 4,46, p = 0,063, η²_G = 0,010; interakcja: F(1,9) = 0,29, p = 0,602, η²_G < 0,001).

Rysunek 1: Schemat aparatury używanej w tym protokole. Centralna przegroda dzieli pudełko na dwa pola. Po każdej stronie pudełka znajdują się drzwi gilotynowe, które dzielą pole na obszar startowy i pas startowy. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Środkowa przegroda aparatu. Szczury mogą chwycić pręt i przeciągnąć dźwignię przez szczelinę w przegrodzie. Przełącznik dozownika pelletu jest ustawiony pod dźwignią, a jedno pociągnięcie dźwigni skutkuje jednym podaniem pelletu. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Schemat blokowy procedury eksperymentalnej. Szczury przechodzą przez fazy treningu i fazy testów w tej kolejności. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Opis każdego warunku badania. W pojedynczych fazach badany szczur wykonywał zadanie samotnie. W fazach par umieść szczura konfederackiego na pasie startowym po przeciwnej stronie niż badany szczur. Przezroczysta ściana przed przegrodą uniemożliwia konfederackiemu szczurowi dostęp do dźwigni. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 5: Pomiar wskaźników szybkości działania. a) Opóźnienie początkowe: czas od otwarcia drzwi do przybycia szczura do pierwszego czujnika. b) Czas pracy: czas od przybycia szczura do pierwszego czujnika do jego przybycia do drugiego czujnika. c) opóźnienie pociągnięcia dźwigni: czas od przybycia szczura do drugiego czujnika do zakończenia reakcji pociągnięcia dźwignią. Ten rysunek został zmodyfikowany z Sekiguchi i Hata¹². Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Dyskusja

Zadanie to pozwala nam ocenić wpływ samej obecności innych osób na szybkość i dokładność działania motorycznego. Rozmiary efektów przedstawione w niniejszym dokumencie byłyby wystarczająco duże. Przeliczyliśmy η² (w tym eksperymencie nie było dużej różnicy między η² a ^{η 2}_G), a te wielkości efektu są uważane za średnie (η² > 0,06) lub duże (η² > 0,14) zgodnie z kryterium przedstawionym przez Cohena¹⁸. Z tego powodu uznaliśmy, że różnice zaobserwowane w tym badaniu są znaczące i wiarygodne. Wyniki eksperymentu były prawie zgodne z wynikami badań na ludziach ^4,10 oraz wynikiem badania Ogury i Matsushimy¹⁴, w którym badano wpływ współdziałania na szybkość i dokładność biegania i dziobania piskląt. Chociaż badania nad facylitacją społeczną u ludzi badały wpływ warunków społecznych zarówno na szybkość, jak i dokładność zachowania, większość wcześniejszych badań na zwierzętach nie badała wpływu samej obecności na dokładność działania. Przedstawiony w niniejszym dokumencie protokół zapewnia lepszy model zwierzęcy do badania wpływu samej obecności na wydajność motoryczną.

Jako ograniczenie, różnica między współczynnikiem pierwszego trafienia w warunkach parowych i pojedynczych może być interpretowana jako efekt praktyki. Pomimo przypuszczalnie wystarczającego treningu, może być miejsce na poprawę wydajności szczurów. Nie było już żadnych zmian we wskaźnikach dokładności i szybkości wykonania w ostatnich czterech sesjach fazy treningowej dla sekwencji run-and-pull. Jednak w fazach testowych współczynnik pierwszych trafień stale wzrastał. Wzrost ten może być interpretowany jako efekt praktyki. Dodatkowo, ten eksperymentalny projekt (projekt A-B-A-B) nie może wykluczyć efektu praktyki z wpływu warunków. Przyszłe eksperymenty powinny (1) wykorzystywać projekt A-B-B-A lub inny odpowiedni projekt eksperymentalny, aby wykluczyć efekt praktyki, oraz (2) rozważyć wydłużenie fazy treningu dla sekwencji biegnij i ciągnij.

Protokół ten może być stosowany w badaniu z projektem międzyobiektowym, chociaż odpowiedź na pytania "Który projekt jest odpowiedni? W obrębie tematu lub między tematem?" byłoby rozpatrywane indywidualnie dla każdego przypadku. Ogólnie rzecz biorąc, badanie wykorzystujące projekt międzyobiektowy może wykluczyć efekt praktyki, który można zaobserwować w tym badaniu. Jednak projekt międzyosobowy wymaga większej liczby zwierząt i więcej czasu na jedno badanie (tj. w przypadku korzystania z protokołu opisanego w tym artykule, potrzeba 7-8 godzin dziennie, aby przetestować wszystkie szczury w ciągu 1 dnia przy użyciu jednego urządzenia). Badanie, w którym stosuje się projekt wewnątrzosobowy, może zmniejszyć liczbę zwierząt wymaganych i czas potrzebny na jedno badanie, ale eksperymentator musi kontrolować efekt praktyki. Czas i koszt powinny być dokładnie rozważone, zanim eksperymentator wybierze projekt eksperymentu.

Z niewielkimi modyfikacjami, zadanie to może być zastosowane do zbadania wpływu współdziałania lub facylitacji społecznej przez lustro¹⁰ i inne sytuacje społeczne, które badano u ludzi, na szybkość i dokładność wydajności szczurów. Aby zbadać efekt współdziałania, rozdziel dźwignię w środkowej przegrodzie na dwie dźwignie i ułóż dźwignie tak, aby każda dźwignia mogła być pociągnięta po jednej stronie pudełka. Aby zbadać efekt użycia lustra, zmień akrylową przezroczystą ścianę po stronie konfederata na lustro. W ten sam sposób można było zbadać efekt niewidzialnego konfederata za nieprzezroczystym murem. Przyszłe badania z wykorzystaniem tych modyfikacji przyczynią się do kompleksowego zrozumienia facylitacji społecznej poprzez wieloaspektowe porównanie sprawności motorycznej między gatunkami.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
45 mg bezpyłowego granulatu precyzyjnego gryzoń, oczyszczony	Bio-Serv.	F0021
Arduino Mega 2560 REV3	Arduino S.r.l.	Brak
Dozownik granulek z podajnikiem (szczury)	Aparat Harvard	76-0353
Power DVD 14	CyberLink	Brak	Użyj odpowiedniego programu do odtwarzania wideo, który umożliwia odtwarzanie klatka po klatce.
Aparatura do zadań typu run-and-pull	Bio Medica Corp.	Przedmiot wykonany na zamówienie	Zestaw aparatury (skrzynki), sprężarki powietrza i urządzenia sterującego cylindrami pneumatycznymi, które odbiera dane wejściowe z Arduino.
Kamera wideo	JVC	GZ-R300