Традиционно, коммуникативное поведение было изучено с двух точек зрения. С одной стороны, этиологи наблюдают и фиксируют поведение животных вестественных условиях и пытаются распознать его адаптивное значение 1. Особое чувство или чувства участие не были основным интересом этих исследований. С другой стороны, физиологи больше заинтересованы в распутывании механизмов, с помощью которых животные общаются1; следовательно, лабораторные исследования предоставили методы для решения роли, которую сенсорные методы играют в связи2,3. Эти две точки зрения действительно взаимодополняют друг друга, поскольку знание как адаптивной ценности, так и непосредственных механизмов необходимо для получения всестороннего понимания коммуникативного поведения в социальной жизни животных.
Зевая поведение является заметным компонентом поведенческого репертуара в нескольких видов позвоночных4, начиная от рыбы до приматов5. Его можно охарактеризовать как медленное открытие рта и поддержание его открытогоположения, за которым следует более быстрое закрытие рта 5. Продолжительность всей последовательности зависит от вида; например, приматы зевают дольше, чемнеприматные виды 6. Во многих видах, с людьми, являясь исключением, мужчины, как правило, зевают чаще, чем женщины7. Эта функция может лежать в основе возможной коммуникативной функции зевая, хотя регулярные модели зевая и его ежедневная частота может также предложить физиологическую функцию. У крыс спонтанное зевая следует циркадный ритм, с пиками высокой частоты, происходящими утром и днем8,9.
Одна интересная особенность зевая поведение является то, что это может быть заразным актом (когда освобождение стимул поведения случается быть другое животное ведет себя таким же образом10) в нескольких видов позвоночных11,12, 13,14,15,16, в том числе птиц17 и грызунов18. Кроме того, последние данные показали, что заразное зевая может отражать коммуникативную роль, потому что зевая одной крысы может повлиять на физиологическое состояние другого при воздействии обонятельных сигналов19. Однако, является ли или не зевая имеет коммуникальную роль по-прежнему обсуждается20,21, и анализ заразных зевая является важным первым шагом для решения этого вопроса.
С другой стороны, заразное зевая было связано со способностью животного сопереживать взглядам других животных; следовательно, тесно связанные лица, скорее всего, чтобы показать заразу4. Эта гипотеза часто тестировалась в лабораторных условиях, в которых животные представлены с зевотой стимулы на видео12,13; следовательно, заражение может произойти только через визуальные сигналы. Другие исследования оценили зевоту инфекции в более естественных условиях с использованием групп животных14,15. Основная проблема заключается в том, что социально взаимодействующие животные часто реагируют на сигналы и обмениваются сигналами, которые передаются через комбинации сенсорных способов. Разъяснение фактических чувств, участвующих в данном поведении от их комбинированных эффектов не всегда является легкой задачей. Как правило, исследователи фармакологически или хирургически препятствуют использованию животным того или иногочувства, а затем делают вывод о роли этого чувства в соответствующем поведении 2,3,18,22. К счастью, есть и другие методы, в которых только физические барьеры используются либо позволяют или препятствуют общению между животными23,24,25, тем самым достигнув большей биологической достоверности.
Предложенный здесь метод был специально разработан для изучения заразной зевая у знакомых и незнакомых крыс в социальной обстановке. Согласно эмпатической гипотезе, бывшая группа должна быть более восприимчива к заразному зевну. Метод не требует, чтобы животные были хирургически или фармакологически лишены каких-либо чувств. Вместо этого, он работает путем размещения крыс в соседних клетках с отверстиями и физически препятствуя их связи с помощью либо четкие или непрозрачные разделители с или без отверстий. Таким образом, можно изучить четыре тестовых условия: (1) обонятельная коммуникация (OC, перфорированный непрозрачный разделитель), (2) визуальная коммуникация (VC, неперфорированный прозрачный разделитель), (3) зрительная и обонятельная связь (VOC, перфорированный четкий разделитель) и (4) ни визуальной или обонятельной связи (NVOC, неперфорированный непрозрачный разделитель). Таким образом, исследователи могут сравнить относительный вклад обонятельных, визуальных и в некоторой степени, слуховые сигналы в зевоту инфекции. Этот подход не является новым, так как аналогичные методы были использованы для изоляции чувств, участвующих в некоторых коммуникативного поведения у животных, таких как ящерицы23 и мышей26. В самом деле, Gallup и коллеги27 использовали аналогичный метод, чтобы продемонстрировать роль визуальных сигналов в заразной зевая в budgerigars. Основными особенностями этих методов являются моделирование социального контекста и минимального стресса, нанесенного животным. Кроме того, использование взаимодействующих животных повышает биологическую обоснованность выводов.
Есть несколько способов измерения заразной зевая25,28. Д-р Стивен Е. Г. Леа (личное общение, 2015) помог нам численно адаптировать метод, ранее используемый приматологами13,14 для более раннего анализа данных, используемых здесь18. Представленный в этом протоколе расширенный вариант этого метода с более широким спектром приложений. Она состоит из взвешивания общего числа зевков крысы, внутри и за пределами данного временного окна, по доле времени наблюдения, соответствующей зевая внутри и за пределами временного окна.
Например, если предполагается, что крысы А и В наблюдаются в течение 12 мин, их зевая записывается до ближайшей минуты, и 3 мин время окна установлен для измерения заразной зевая. Далее рассматриваются следующие последовательности зевок для каждой из этих крыс: крыса А (0,0,0,0,0,0,2,0,0,0,0,2,1) и крыса B (0,1,0,0,1,1,0,0,0,0,3). Следует отметить, что каждое число (0-3) соответствует количеству зевок, забитых на каждом минуте. Для крысы А, в течение минут 1, 10 и 11 (числа жирным шрифтом), крыса B не зевает в течение предыдущих 3 минут (выбранное время) или в течение этой минуты. В эти минуты, крыса зевает в общей сложности 2 раза. Таким образом, скорость зевоты крысы без каких-либо зевать стимул (не-пост-зевок зевать скорость) составляет 2/3 (т.е., 0,67 зевает / мин). В оставшиеся 9 мин, крыса B зевает по крайней мере один раз в той же минуте или 3 предыдущих минут. Крыса зевает в общей сложности четыре раза в эти 9 мин. Таким образом, скорость зевоты крысы в ответ на зевоту стимула (пост-зевок зевать скорость) составляет 4/9 (т.е., 0,44 зевает / мин). Применение той же процедуры к крысе B дает не-пост-зевок скорость 2/3 (т.е., 0,66) и после зевоты скорость 5/9 (0,55).
С другой стороны, если зевая записывается до ближайшего десятичной минуты, зевать зараза приведет к скорректированной пост-зевая времени. Например, если в течение 12 мин период наблюдения за крысами А и В регистрируются следующие случаи зевоты: крысы А (2,3, 5,1, 5,8, 10,4, 10,8, 11,1)и крысы В (1,2, 2,4, 4,5, 5,1, 11,2, 11,6, 11,8). Для крысы А, периоды времени, в течение которых крыса B не зевает в течение последних 3 мин, варьируются от 0 до 1,2 мин и от 8,1 до 11,2 мин (т.е. 3,1 мин), что дает в общей сложности 4,3 мин не-пост-зевав времени. Количество раз, что крыса зевает в те времена составляет три (числа жирным шрифтом), так что не-пост-зевок зевать ставка 3/4.3 (т.е., 0,69), в то время как после зевоты зевать ставка 3/7.7 (т.е., 0.38; деноминация от 12-4.3 мин). Аналогичным образом, для крысb B, периоды времени, в течение которых крыса не зевать в течение последних 3 мин варьируются от 0 до 2,3 мин и от 8,8 до 10,4 мин, что дает в общей сложности 3,9 мин. Количество раз крысы B зевает в течение этих периодов является одним, так что не-пост-зевок зевать ставка 1/3.9 (т.е., 0,25). Соответственно, скорость зевоты после зевоты составляет 6/8,1 (т.е. 0,74).
В то время как почти современный матч в поведении является идеальным критерием, чтобы продемонстрировать наличие инфекции, такие аспекты, как ограничения на то, что человек посещает, время реакции на стимул, распределение поведения с течением времени (например, зевая может произойти в эпизодах), и время, чтобы акклиматизироваться к экспериментальной настройки все приводят к различиям видов, что затрудняет использование уникального временного окна. Это может быть причиной, почему исследователи использовали временные окна, которые варьируются от секунд5 до нескольких минут11, что создает проблемы при сравнении результатов28. В связи с этим предлагается повторить описанную выше процедуру для различных временных окон для получения кривых зевать заразы и сравнить кривые заразы зевоты между видами.
Эквивалентные кривые заразы зевоты можно сравнить путем случайного распределения количества зевок, наблюдаемых для каждой крысы в течение периода наблюдения. Таким образом, предлагаемый метод измерения заразы зевоты предлагает два типа элементов управления: (1) скорость зевоты, возникающая вне временного окна (не после зевоты) и (2) кривая искусственного зевоты, полученная из случайного распределения числа зевоков. Таким образом, этот подход к анализу зевоты инфекции является шагом вперед от других процедур, таких, как сравнение процента или частоты зевая в течение одного временного окна, что происходит за пределами этого окна25, без учета фактические кадры раз. Метод дополняется R-программой29 для удобного и объективного расчета вероятности заразного зевания на один или несколько временных окон.
Чтобы проиллюстрировать полезность этого метода и преимущества программы на основе R, используется набор данных из ранее опубликованного исследования18. Экспериментальное состояние состояло из 144 крыс-самцов, выделенных либо в знакомое, либо в незнакомом состоянии. Крысы в каждом экспериментальном состоянии были подразделены на четыре подгруппы по девять пар и подверглись воздействию любой из четырех описанных выше ситуаций тестирования. Зевая поведения крыс в каждом экспериментальном состоянии и испытания ситуации были затем записаны в течение 60 минут.