Wykorzystanie tych wyników może pomóc w charakterystyce behawioralnej reaktywności bydła na różne rodzaje bodźców, a informacje te mogą wpływać na indywidualne decyzje dotyczące utrzymania stada i selekcji hodowlanej. Generalnie testy te powinny być przeprowadzane w młodym wieku zwierząt, aby zminimalizować wpływ wcześniejszych doświadczeń na ich zachowanie20. Zależności między tymi różnymi testami behawioralnymi mogą pozwalać na przewidywanie zachowań w innych testach oraz wydajności zwierzęcia. Powtarzalność tych testów jest również zróżnicowana, ponieważ niektóre z nich są stosunkowo spójne w czasie, podczas gdy inne nie są.
Dla każdego testu przedstawimy powtarzalność, trafność i rzetelność dla wskaźników zebranych w tym konkretnym badaniu. Przedstawimy zalety i wady każdego testu w naszej ocenie oraz omówimy, który obwód emocjonalny może zostać poddany ocenie. Następnie zaprezentujemy przykładową analizę głównych składowych dla liczby wykonanych kroków we wszystkich testach.
Prędkość wylotowa (EV)
EV może nieznacznie spadać wraz z wiekiem zwierząt, ale pozostaje stosunkowo stabilna9,10,21. Odnotowano wysoką powtarzalność (R = 0,72; p < 0,0001), a trafność w odniesieniu do ADG zależała od okoliczności (R2 = 0,12, p = 0,03). Niezawodność była na nieakceptowalnym poziomie (ICC = 0,41). Test EV charakteryzuje się krótkim czasem pomiaru, obiektywną zmienną odpowiedzi, jest powtarzalny i trafny, jednak wymaga inwestycji w sprzęt, może być pod wpływem warunków w oborze/zagrodzie oraz wcześniejszego doświadczenia oceniającego i cechuje się niską niezawodnością.
Obwód emocjonalny: STRACH
Wynik próby z długopisem (PS)
Wskaźnik PS wykazał niską powtarzalność (R = 0.35; p = 0.05), a jego trafność w odniesieniu do ADG była zależna od okoliczności (R2 = 0.12, p = 0.03). Niezawodność była nieakceptowalna (ICC = 0.33). Test PS charakteryzuje się krótkim czasem trwania i umożliwia jednoczesną ocenę wielu zwierząt. Jest on jednak subiektywny. Może na niego wpływać wcześniejsze negatywne doświadczenia związane z kontaktem z ludźmi. Może on być zależny od wyglądu i mowy ciała oceniającego oraz wiązać się z ryzykiem dla osoby przeprowadzającej badanie. Powtarzalność i niezawodność są niskie.
Obwód emocjonalny: PANIKA
Wynik w kanale (Chute Score, CS)
CS charakteryzował się niską powtarzalnością (R = 0.15, p = 0.42), a jego trafność w odniesieniu do ADG była prawdopodobnie nieprzydatna (R2 = -0.03, p = 0.67). Niezawodność była słaba (ICC = 0.60). CS cechuje się krótkim czasem badania (10 s/zwierzę), jednak jest to subiektywna zmienna odpowiedzi. Może ona zależeć od sprzętu/infrastruktury oraz wcześniejszego doświadczenia oceniającego. Zbyt ciasne elementy hydrauliczne mogą wywołać wokalizację i zmienić stopień ciągnięcia klapy głowowej. Wcześniejsze negatywne doświadczenia z obiektem mogą sztucznie zawyżać wyniki. Wraz z wiekiem lub wzrostem masy ciała zwierząt wyniki będą spadać.
Obwód emocjonalny: RAGE
Zależności między EV, PS, CS a ADG
Rysunek 3 ilustruje zależności między tymi czterema zmiennymi. Wraz ze wzrostem ADG, EV (FEAR; R = -0.41; p = 0.02) oraz PS (PANIC; R = -0.42; p = 0.02) ulegały zmniejszeniu. Nie zaobserwowano zależności między ADG a CS (RAGE). Pozytywną zależność (R = 0.45; p = 0.01) odnotowano między PS (PANIC) a EV (FEAR). Nie stwierdzono zależności między CS (RAGE) a EV ani między CS (RAGE) a PS (PANIC).
Labirynt zerowy dla bydła (Bovine Zero Maze, BZM)
Reakcje behawioralne podczas przebywania w BZM (POSZUKIWANIE, PANIKA) przedstawiono w Tabeli 4. Ponieważ test ten nie jest powtarzalny22, zachowanie bydła podczas wielokrotnych testów może nie być dokładnym wskaźnikiem reaktywności zwierząt na natychmiastowy bodziec, lecz może w większym stopniu wskazywać na podstawowy stan afektywny (np. lęk).
Liczba kroków wykazała wysoką powtarzalność (R = 0.71, p = 0.005). Liczba epizodów stania (R = -0.61) oraz czas do wystąpienia pierwszego epizodu stania (R = 0.61) były wiarygodnymi miernikami EV tylko podczas pierwszej próby. Całkowity czas stania podczas pierwszej próby był wiarygodnym miernikiem ADG. Kilka kroków wykazało niedopuszczalną niezawodność (ICC = 0.42). Labirynt BZM posiada kilka powtarzalnych kroków. Czas spędzony na staniu jest wiarygodnym miernikiem ADG, a zachowanie polegające na staniu może służyć jako wskaźnik EV oraz ADG. Ocenianych jest szeroki zakres zmiennych. Zachowanie bydła jest obserwowane bez ingerencji człowieka. Mierniki odpowiedzi są obiektywne. Jednakże budowa labiryntu i przeprowadzenie testu są czasochłonne i wymagają dużych nakładów zasobów oraz pracy (10 min/zwierzę tylko na samo testowanie), a ponadto wymagają dekodowania wideo.
Obwód emocjonalny: SEEKING, PANIC
Indywidualny test reakcji przestrachu
Mimo że test reakcji przestrachu jest powtarzalny, bydło zachowuje się inaczej podczas testu, gdy jest oceniane indywidualnie, w porównaniu do sytuacji, gdy znajduje się w grupie23. Podczas indywidualnego testu reakcji przestrachu zwierzęta mogą doświadczać stresu izolacyjnego; w związku z tym aktywacja systemów PANIC i SEEKING może zdominować jakąkolwiek aktywację systemu FEAR. Liczba kroków (R = 0,62, p = 0,0008) oraz liczba kroków w ciągu pierwszych 60 s po otwarciu parasola (R = 0,60, p = 0,001) wykazały umiarkowaną powtarzalność. Trafność w odniesieniu do ADG była mało prawdopodobna jako użyteczny wskaźnik ADG (R2 = 0,07). Liczba kroków (ICC = -0,06) w całym okresie testowym wykazała nieakceptowalną niezawodność. Jednak liczba kroków w ciągu pierwszych 60 s po otwarciu parasola (ICC = 0,70) wykazała akceptowalną niezawodność.
Indywidualny test reakcji przestrachu charakteryzuje się kilkoma powtarzalnymi i wiarygodnymi wskaźnikami, a ocenie podlega szeroki zakres zmiennych. Zachowanie bydła jest obserwowane bez ingerencji człowieka. Wskaźniki odpowiedzi są obiektywne. Jednak budowa labiryntu i przeprowadzenie testu są wymagające pod względem zasobów, czasu i pracy (same testy trwają 5 min/zwierzę). Metoda ta wymaga dekodowania wideo i może być zaburzona przez stres związany z izolacją.
Obwód emocjonalny dla indywidualnego testu reakcji przestrachu: PANIC, SEEKING
Obwód emocjonalny dla grupowego testu reakcji przestrachu: FEAR
Test otwartego pola
Liczba kroków (R = 0.67, P = 0.0001) wykazała umiarkowaną powtarzalność. Jej trafność w odniesieniu do ADG jest ograniczona, ponieważ kilka kroków (R2 = 0.03) najprawdopodobniej nie jest użytecznych. Liczba kroków (ICC = 0.26) charakteryzowała się nieakceptowalną niezawodnością. Test otwartego pola obejmuje szeroki zakres ocenianych zmiennych. Niektóre etapy testu są powtarzalne. Zachowanie bydła jest obserwowane bez ingerencji człowieka. Metryki odpowiedzi są obiektywne. Jednak budowa labiryntu i przeprowadzenie testu (10 min/zwierzę wyłącznie na samo testowanie) są czasochłonne, pracochłonne i wymagają dużych zasobów, a ponadto konieczne jest dekodowanie wideo.
Obwód emocjonalny: PANIKA, POSZUKIWANIE
Analizy wielowymiarowe
Analizy skupień zidentyfikowały w danych trzy główne klastry (FEAR, RAGE oraz PANIC/SEEKING) (Rysunek 4). Liczba kroków w teście Group Startle Test (FEAR) zgrupowała się z ADG i EV (FEAR). Liczba kroków w BZM (PANIC/SEEKING), OFT (PANIC/SEEKING) oraz Individual startle test (PANIC/SEEKING) zgrupowała się razem. CS (RAGE) nie utworzył klastra z żadną z pozostałych zmiennych.
| System emocjonalny | Test behawioralny zaproponowany w celu wykrycia aktywacji systemu |
| POSZUKIWANIE (SEEKING) | test otwartego pola, test nowego obiektu, bydlęcy labirynt zero, ocena w zagrodzie |
| POŻĄDCIE (LUST) | ocena libido |
| TROSKA (CARE) | zachowania macierzyńskie, stres związany z odsadzaniem |
| ZABAWA (PLAY) | do ustalenia |
| STRACH (FEAR) | test reakcji na bodziec zaskoczenia, prędkość wyjścia |
| SZAŁ (RAGE) | ocena w przejściu, ochrona potomstwa |
| PANIKA/ŻAL (PANIC/GRIEF) | test izolacji społecznej, bydlęcy labirynt zero, ocena w zagrodzie |
Tabela 1: Oceny behawioralne, które mogą zidentyfikować aktywację różnych systemów emocjonalnych w mózgu.
| Wynik | Etykieta | Opis |
| 1 | Uległy | Łagodne usposobienie. Spokojny i łatwy w obsłudze. Podczas procesowania stoi i porusza się powoli. Niezmącony, opanowany, nieco apatyczny. Nie szarpie się w klapie blokującej głowę podczas przebywania w klapce. Spokojnie opuszcza klapkę. |
| 2 | Niepokój | Spokojniejszy od przeciętnego, lecz może wykazywać uporczywość podczas przetwarzania. Może próbować wycofać się z klatki ograniczającej lub napierać na klapę klatki. Występuje sporadyczne potrząsanie ogonem. Opuszcza klatkę sprawnie. |
| 3 | Nerwowy | Typowy temperament jest opanowany, lecz zwierzę jest nerwowe i niecierpliwe. Występuje umiarkowana tendencja do szamotania się, ruchu i machania ogonem. Powtarzające się napieranie na klapę ograniczającą ruchy głowy i próby cofania się. Szybkie opuszczenie klatki ograniczającej. |
| 4 | Flighty (dzikie) | Niespokojne i wymykające się spod kontroli, drży i gwałtownie szarpie. Może ryczeć i pienić się w pyskach. Gorączkowo biega wzdłuż ogrodzenia i może próbować wyskoczyć, gdy zostanie zamknięte w indywidualnym boksie. Wykazuje dużą odległość ucieczki i gwałtownie opuszcza klatkę ograniczającą. |
| 5 | Agresywny | Może być podobne do oceny 4, lecz z dodatkowym agresywnym zachowaniem, lękliwością, ekstremowym pobudzeniem oraz ciągłym ruchem, który może obejmować skakanie i ryczenie podczas przebywania w klattice. Opuszcza klatkę w sposób gwałtowny i może przejawiać zachowania agresywne podczas samodzielnego prowadzenia. |
| 6 | Bardzo agresywny | Niezwykle agresywny temperament. Gwałtowne szamotanie się lub dzikie ataki podczas przebywania w małych, ciasnych przestrzeniach. Wyraźne zachowania agresywne. |
Tabela 2: Opis zachowania bydła ocenianego w ramach punktacji w przejściu (Beef Improvement Federation).
| Wynik | Etykieta | Opis |
| 1 | Nieagresywny (ułożony) | Porusza się powoli, pozwala na bliski kontakt z ludźmi, nie wykazuje pobudzenia w obecności ludzi ani w obrębie zaplecza. |
| 2 | Lekko agresywny | Biega wzdłuż ogrodzeń, stoi w narożniku, jeśli ludzie trzymają się z dala, może krążyć wzdłuż ogrodzenia |
| 3 | Umiarkowanie agresywny | Biega wzdłuż ogrodzeń z podniesioną głową i ucieka, gdy ludzie się zbliżają; zatrzymuje się przed bramami i ogrodzeniami, unika kontaktu z ludźmi |
| 4 | Agresywny | Biega, pozostaje z tyłu grupy, trzyma głowę wysoko i jest bardzo uważny w stosunku do ludzi, może wbiegać w ogrodzenia i bramy nawet z pewnej odległości, prawdopodobnie wbiegnie w ogrodzenie, jeśli będzie przebywać w zagrodzie samotnie |
| 5 | Bardzo agresywny | pobudzony, wpada na ogrodzenia, wbiega na ludzi i wszystko inne na swojej drodze, „szalony” |
Tabela 3: Opis zachowania bydła ocenianego w ramach Pen Score (Beef Improvement Federation).
| Częstotliwość wykonywania zachowań | Średnia ± SEM | Maks-min |
| Kroki (liczba) | 244.11 ± 29.19 | 594 - 34 |
| Próby ucieczki (liczba) | 9 ± 1.48 | 29 - 0 |
| Kopnięcia (liczba) | 8.67 ± 1.17 | 25 - 1 |
| Liczba oddań moczu | 0.32 ± 0.13 | 3 - 0 |
| Defekacje (liczba) | 1 ± 0.29 | 6 - 0 |
| Wokalizacje (liczba) | 0.96 ± 0.3 | 6 - 0 |
| Liczba epizodów stania (liczba) | 10.61 ± 1.06 | 25 - 0 |
| Czas trwania stania (s) | 200.23 ± 22.59 | 456.32 - 0 |
| Liczba kroków podczas pierwszych 60 sekund testu | 32.18 ± 5.31 | 106 - 0 |
|
| Latencja wystąpienia zachowania po wejściu do labiryntu Bovine Zero Maze | Średnia ± SEM | Maks-Min |
| Czas utajenia do pierwszego kroku (s) | 18.32 ± 8.36 | 228.7 - 0.03 |
| Czas do pierwszej próby ucieczki (s) | 165.67 ± 38.31 | 600 - 1.6 |
| Opóźnienie do pierwszej zmiany kierunku (s) | 76.05 ± 14.43 | 290.96 - 2.87 |
| Czas do pierwszego oddania moczu (s) | 520.31 ± 31.64 | 600 - 42.3 |
| Czas do pierwszej defekacji (s) | 325.63 ± 52.13 | 600 - 0 |
| Opóźnienie do pierwszej wokalizacji (s) | 437.03 ± 45.69 | 600 - 1.7 |
| Czas do wystąpienia pierwszej próby stania (s) | 68.72 ± 23.6 | 600 - 0.54 |
Tabela 4: Częstotliwość i latencja występowania zachowań obserwowanych u bydła w labiryncie Bovine Zero Maze.
| Indywidualny test reakcji przestrachu | Test reakcji przestrachu w grupie |
| Częstotliwość zachowań podczas testu | Średnia ± SEM | Maksimum-minimum | Średnia ± SEM | Maks-Min |
| Czas otwarcia parasoli | 63.27 ± 0.35 | 68.34 - 60.09 | 61.2 ± 0.08 | 62.16 - 60.33 |
| Kroki (liczba) | 318.5 ± 37.52 | 948 - 65 | 126.72 ± 12.68 | 312 - 25 |
| Liczba prób ucieczki | 0 ± 0 | 0 - 0 | 0 ± 0 | 0 - 0 |
| Dotyka parasola (liczba) | 2.27 ± 0.53 | 11 - 0 | 0.03 ± 0.03 | 1 - 0 |
| Kopnięcia (liczba) | 0.16 ± 0.09 | 3 - 0 | 0 ± 0 | 0 - 0 |
| Liczba mikcji | 0.19 ± 0.07 | 1 - 0 | 0.13 ± 0.07 | 2 - 0 |
| Defekacje (liczba) | 0.72 ± 0.12 | 3 - 0 | 0.72 ± 0.15 | 3 - 0 |
| Wokalizacje (liczba) | 0.44 ± 0.29 | 10 - 0 | 0.03 ± 0.03 | 1 - 0 |
| Liczba epizodów stania (liczba) | 7.91 ± 0.56 | 15 - 0 | 8.66 ± 0.52 | 14 - 3 |
| Czas trwania stania (sondy) | 140.87 ± 13.77 | 316.25 - 0 | 188.94 ± 9.91 | 299 - 64.74 |
| Kroki w ciągu pierwszych 60 sekund testu (liczba) | 62.44 ± 8.92 | 248 - 6 | 33.84 ± 3.11 | 81 - 6 |
| Kroki w ciągu 60 sekund po otwarciu parasoli (liczba) | 72.52 ± 10.1 | 295 - 6 | 27.09 ± 3.76 | 92 - 0 |
|
| Indywidualny test reakcji przestrachu | Test reakcji przestrachu w grupie |
| Latencja wystąpienia zachowań | Średnia ± SEM | Maks-Min | Średnia ± SEM | Maks-Min |
| Czas latencji do pierwszego kroku (s) | 4.14 ± 1.46 | 36.98 - 0.11 | 2.61 ± 0.88 | 28.65 - 0.11 |
| Czas do pierwszej próby ucieczki (s) | - | - | - | - |
| Czas do pierwszego dotknięcia parasola (s) | 94.79 ± 14.74 | 282.84 - 11.64 | 157.76 ± 157.76 | 157.76 - 157.755 |
| Czas do pierwszego kopnięcia (s) | 137.29 ± 16.78 | 167.2 - 93.47 | - | - |
| Czas do pierwszego oddania moczu (s) | 135.47 ± 38.38 | 293.79 - 29.74 | 52.87 ± 9.39 | 69.66 - 37.17 |
| Czas do pierwszej defekacji (s) | 104.18 ± 23 | 271.98 - 3.35 | 62.44 ± 13.74 | 196.76 - 15.11 |
| Opóźnienie do pierwszej wokalizacji (s) | 67.32 ± 41.27 | 226.89 - 3.83 | 68.15 ± 0.00 | 68.15 - 68.15 |
| Czas do wystąpienia pierwszej próby stania (s) | 26.52 ± 7.1 | 193.48 - 0.44 | 11.43 ± 1.76 | 45.4 - 1.12 |
| Czas do wykonania pierwszego kroku po otwarciu parasola (s) | 63.2 ± 1.77 | 84.19 - 6.36 | 65.94 ± 5.09 | 167.34 - 6.96 |
| Czas do pierwszej próby ucieczki po otwarciu parasola (s) | - | - | - | - |
| Opóźnienie do pierwszego dotknięcia parasola po jego otwarciu (s) | 110.2 ± 16.38 | 282.84 - 11.64 | - | 157.76 – 0 |
| Czas do pierwszego kopnięcia po otwarciu parasola (s) | 137.29 ± 16.78 | 167.2 - 93.47 | - | - |
| Czas do pierwszej mikcji po otwarciu parasola (s) | 152.34 ± 40.79 | 293.79 - 29.74 | 67.94 ± 1.72 | 69.66 - 66.21 |
| Czas do pierwszej defekacji po otwarciu parasola (s) | 160.57 ± 26.49 | 271.98 – 1 | 90.03 ± 21.26 | 196.76 - 17.39 |
| Czas do pierwszej wokalizacji po otwarciu parasola (s) | 100.91 ± 44.77 | 226.89 - 11.47 | - | 68.15 – 0 |
| Czas do wystąpienia pierwszej pozycji stojącej po otwarciu parasola (s) | 85.59 ± 10.32 | 297.33 - 1.27 | 76.91 ± 5.33 | 182.69 - 15.47 |
Tabela 5: Częstotliwość i opóźnienie wystąpienia zachowań obserwowanych u bydła podczas indywidualnego testu wystraszenia (Individual Startle Test) oraz grupowego testu wystraszenia (Group Startle Test).
| Częstotliwość zachowań podczas testu | Średnia ± SEM | Max-Min |
| Kroki (liczba) | 464.28 ± 42.65 | 1607 - 91 |
| Próby ucieczki (liczba) | 0.06 ± 0.04 | 2 - 0 |
| Kopnięcia (liczba) | 0.16 ± 0.06 | 2 - 0 |
| Mikcje (liczba) | 0.14 ± 0.04 | 1 - 0 |
| Defekacje (liczba) | 0.44 ± 0.08 | 2 - 0 |
| Wokalizacje (liczba) | 1.91 ± 0.7 | 32 - 0 |
| Epizody stania (liczba) | 13.75 ± 0.84 | 40 - 4 |
| Czas trwania stania (s) | 294.94 ± 17.85 | 562.98 - 48.72 |
| Kroki (liczba) podczas pierwszych 60 sekund testu | 69.36 ± 7.72 | 297 - 0 |
|
| Latencja wystąpienia zachowania | Średnia ± SEM | Max-Min |
| Latencja do pierwszego kroku (s) | 5.9 ± 2.42 | 148.18 - 0.11 |
| Latencja do pierwszej próby ucieczki (s) | 357.81 ± 158.26 | 563.23 - 45.56 |
| Latencja do pierwszego kopnięcia (s) | 355.95 ± 53.7 | 584.58 - 66.51 |
| Latencja do pierwszej defekacji (s) | 135.38 ± 31.51 | 486.29 - 1.98 |
| Latencja do pierwszej wokalizacji (s) | 162.67 ± 49.87 | 742 - 8.8 |
| Latencja do pierwszego epizodu stania (s) | 28.11 ± 6.06 | 255.97 - 0.35 |
Tabela 6: Częstość i czas latencji wystąpienia zachowań obserwowanych u bydła podczas testu otwartego pola (Open Field Test).

Rycina 1: Trójwymiarowa reprezentacja Bovine Zero Maze. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Rycina 2: Trójwymiarowa reprezentacja areny do testu otwartego pola (Open Field Test), oceny Pen Score oraz testu reakcji przestrachu (Startle Test). Bordowe okręgi wskazują rozmieszczenie parasoli wyłącznie dla testu reakcji przestrachu. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rysunek 3: Zależności między prędkością wyjścia, wynikiem w zagrodzie, wynikiem w rynnie a produktywnością u kastratów rasy Bos indicus poddanych wpływom (n = 32). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Reprezentatywna analiza skupień reakcji behawioralnych bydła w różnych testach lękowych. Na tym rysunku liczbę kroków wykonanych podczas Bovine Zero Maze (BZM), indywidualnego testu przestrachu (Individual Startle Test), testu otwartego pola (Open Field Test, OFT) i grupowego testu przestrachu (Group Startle Test) oceniono za pomocą wskaźnika Chute Score, Pen Score, prędkości wyjścia (Exit Velocity) oraz średniego dziennego przyrostu (Average Daily Gain). Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.
Materiał uzupełniający 1: Zwierzęta wykazujące zachowania odpowiadające różnym punktacjom opisanym w manuskrypcie. Kliknij tutaj, aby wyświetlić ten plik (kliknij prawym przyciskiem myszy, aby pobrać).
Materiał uzupełniający 2: Film poklatkowy z budowy labiryntu zerowego. Kliknij tutaj, aby wyświetlić ten plik (kliknij prawym przyciskiem myszy, aby pobrać).