Описана процедура измерения скорости и точности моторных характеристик крыс в социальном состоянии. Протокол позволяет нам исследовать влияние простого присутствия других на скорость и точность двигательной работоспособности в одном эксперименте.
Методическая статья
Описана процедура измерения скорости и точности моторных характеристик крыс в социальном состоянии. Протокол позволяет нам исследовать влияние простого присутствия других на скорость и точность двигательной работоспособности в одном эксперименте.
Насколько нам известно, ни одно исследование не изучало влияние простого присутствия на точность работоспособности животных. Поэтому мы разработали экспериментальную задачу по измерению двигательных характеристик крыс (скорость и точность) в социальном состоянии. Крысы были обучены работать на взлетно-посадочной полосы и снести рычаг в конце взлетно-посадочной полосы. В тестировании, крысы выполняют задачу солитарно (одиночный) или в присутствии конфедеративной крысы за рычаг (пара или социальное состояние). Как индексы скорости производительности, мы измерили время, необходимое для начала работы, пробежать через взлетно-посадочную полосу и снести рычаг. Как индекс точности производительности, мы подсчитали количество испытаний, в которых крысы могли бы стащить рычаг во время их первой попытки. Для анализа данных использовался односторонний и двусторонний повторный анализ дисперсии. Эта задача запуска и вытягивания позволила нам изучить влияние присутствия другого конспецифического как на скорость, так и на точность двигательной работоспособности в одном эксперименте. Результаты показали, что крысы выполняли задачу быстрее, но менее точно в парных сессиях, чем в одиночных сеансах. Этот протокол будет действительным животных модель для изучения влияния простого присутствия на скорость и точность двигательных характеристик у крыс.
Влияние социальных условий на производительность человека и животных было исследовано в людях и животных в течение длительного времени, так как Allport1 называют "социальное содействие" как "увеличение в ответ просто из виду или звук других решений же движения" 2. Хотя Allport1 не различать социальную ситуацию (совместное действие или простое присутствие другого), было показано, что простое присутствие других (ы) влияет на скорость исполнения или частоту3,4 ,5,6. Кроме того, у животных, простое присутствие других конспецифических приводит к более высокой скорости реакции или более высокой скорости реакции во время рычага-пресс задачи у крыс7,8 и выше скорость ответа в резус обезьян во время простого когнитивная задача9.
У людей было показано, что социальные ситуации влияют не только на частоту или скорость реакции, но и на точность исполнения10. Основываясь на мета-анализе Бонда и Тита11,Штраус12 утверждал, что ситуации, используемые в исследованиях по социальному облегчению будет иметь различные последствия в зависимости от особенностей используемой задачи. Особенно, декораций в исполнении можно было бы ожидать, когда исследование используется задача, которая ставит высокие требования к своей способности контролировать свое тело точно и выполнять с некоторой степенью скорости, которая, как правило, забил его качественные аспекты (например, точность исполнения)13.
За исключением нескольких исследований14,15, однако, большинство исследований по социальной облегчения у животных не сосредоточены на точности производительности. Например, Такано и Ukezono16 исследовали эффект простого присутствия у крыс с помощью квалифицированной задачи достижения17. Они требовали крыс, чтобы развернуться, а затем захватить награду гранулы на полке, используя их передний конечности. Авторы сообщили только о скорости исполнения, несмотря на то, что задача может обеспечить индекс точности производительности. И наоборот, Огура и Мацусима14 изучили влияние совместного действия на точность клюют, а также скорость бега у птенцов. Результат показал, что точность клюет была ниже, а скорость бега была выше в ситуации совместного действия, чем в одиночной ситуации.
Хотя Огура и Мацусима14 впервые сосредоточились на качественном аспекте действия, их исследование было посвящено эффекту совместного действия. Большинство социальных условий, включая совместное действие, неизбежно подразумевают наличие другого. Для изучения эффекта, уникального для совместного действия, необходимо отделить влияние простого присутствия от влияния совместного действия на производительность человека. Тем не менее, исследование не исследовало влияние простого присутствия. Насколько нам известно, ни одно исследование не изучало влияние простого присутствия на точность работоспособности животных.
Мы изменили задачу, используемую в исследовании Takano и Ukezono16, чтобы оценить влияние простого присутствия как на скорость исполнения, так и на точность. Этот метод позволяет нам изучить влияние социальных условий, особенно простое наличие конспецифической, на точность производительности и скорость производительности у крыс в одном эксперименте.
Этот экспериментальный протокол был одобрен Комитетом Дошиша по эксперименту на животных.
ПРИМЕЧАНИЕ: Проведите все экспериментальные сеансы в светло-легкий период.
1. Звери
2. Аппарат
ПРИМЕЧАНИЕ: Обзор аппарата показан на рисунке 1. Аппарат был разработан и модифицирован по сравнению с предыдущими исследованиями16,17.

Рисунок 1: Схема аппарата, используемого в этом протоколе. Центральная разделка делит окно на два поля. Существует гильотина дверь с каждой стороны коробки, и дверь делит поле в стартовой области и взлетно-посадочной полосы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 2: Центральная перегородка аппарата. Крысы могут схватить планку и вытащить рычаг через щель перегородки. Переключатель дозатора гранул устанавливается под рычагом, и один рычаг-тянуть действие приводит к одной доставки гранул. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
3. Процедура

Рисунок 3: Диаграмма экспериментальной процедуры. Субъект крысы проходят этапы обучения и испытания фазы в этом порядке. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 4: Описание каждого условия теста. В одиночных этапах, крыса вопроса выполнила задачу solitarily. В парных фазах поместите крысу конфедерации на взлетно-посадочную полосу на противоположной стороне к объекту крысы. Прозрачная стена перед перегородкой не позволяет крысе-конфедерату получить доступ к рычагу. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этапы тестирования включают сеансы в двух условиях: одно- или парное(рисунок 4). В единственном состоянии, крысы выполняют задачу в одиночку; то есть испытания идентичны сеансу обучения последовательности бега и вытягивания (раздел 3.6). В парном состоянии крыса конфедерата присутствует на противоположной стороне коробки. Крыса конфедерации не может получить доступ к рычагу из-за прозрачной акриловой стены перед перегородкой.
4. Анализ данных

Рисунок 5: Измерение индексов скорости производительности. () Задержка начала: продолжительность от открытия двери до прибытия крысы на первом датчике. (b)Продолжительность: продолжительность от прибытия крысы на первом датчике к своему прибытию на втором датчике. (c)Задержка рычага-вытягивания: продолжительность от прибытия крысы на втором датчике к завершению реакции рычаг-тянуть. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Этап обучения для последовательности бега и вытягивания
На рисунке 6 показана средняя погрешность средней (SEM) баллов от фазы обучения для последовательности бега и вытягивания. Средний показатель первого попадания(рисунок 6А)постепенно увеличивался в течение первой половины этапа обучения, а затем остановился на уровне около 85%. Результаты ANOVA показали, что основной эффект от количества сеансов был значительным(F(7,63) - 3,74, р 0,002, 2G - 0,211). Несколько сравнений показали, что не было никаких существенных различий между последними четырьмя сессиями (все значения р.; 0,60).

Рисунок 6: Средние оценки SEM от сессий в фазе обучения для последовательности бега и вытягивания. (A) Индекс точности производительности. (B) Индексы скорости производительности. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Аналогичным образом, индексы скорости производительности(рисунок 6B;задержка начала, время работы и задержка рычага-тянуть) непрерывно снижались в течение первых четырех сессий, и все значения стабилизировались на уровне около 600 мс среди последних четырех сессий. Для всех индексов, ANOVA показала, что основные эффекты числа сессий были значительными (начало задержки: ( F(7,63) 6,21, р-л; 0,001, 2G 0,279; время работы: (F(7,63) 2G и 0.170; задержка рычага-тянуть: (F(7,63) - 11,85, стр. 0,001, 2Г и 0,350). Несколько сравнений по сессиям не привели к существенной разницы между последними четырьмя сессиями для всех показателей (все значения p sgt; 0.12).
На рисунке 7 показаны средние оценки SEM от сеансов на тестовой фазе. Что касается индекса точности производительности, то показатель первого попадания(рисунок 7А)в парных фазах был ниже, чем в отдельных фазах. Кроме того, показатель первого попадания на втором этапе был выше, чем на первом этапе в двух условиях. Результаты ANOVA показали значительные основные эффекты состояния(F(1,9) - 6,25, стр. 0,034, 2Г и 0,114) и фазы(F(1,9) - 14,1, стр. 0,005, 2Г 0.147), но взаимодействие не было значительным(F(1,9) - 0,15, стр. 0,703,2Г и 0,002).

Рисунок 7: Средние оценки SEM от сессий на тестовой фазе. Индекс точности производительности(A: скорость первого попадания) и индексы скорости производительности (B: задержка начала, C: время работы, и D: задержка рычага-вытягивания). р/л; 0,001, п.л.; 0,01, стр. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Что касается индексов скорости производительности, то задержка старта в парных фазах(рисунок 7В)была короче, чем в отдельных фазах. Результаты ANOVA показали, что для начальной задержки, только основной эффект условие было значительным (F(1,9) - 23,1, р 0,001, 2G и 0,065), в то время как основной эффект фаз и взаимодействия не был значительным ( фазы: F(1,9) - 0,03, стр. 0,878, 2Г.л.; 0,001; взаимодействие: F(1,9) - 0,002, стр. 0,970, 2Г.л.; 0,001). Аналогичным образом, разница наблюдалась между условиями для задержки рычага-тянуть(рисунок 7D). Как и в случае с задержкой начала, для задержки рычага-тянуть, ANOVA показала значительный основной эффект состояния(F(1,9) 23.3, р 0,001, 2G й 0,183). Не было существенного основного эффекта фаз(F(1,9) 2,72, р- 0,133, 2G и 0,028) и взаимодействия(F(1,9) - 1,07, р - 0,327, 2Г. 0.002). Для времени выполнения, не было никакого существенного эффекта(Рисунок 7C, состояние: F(1,9) 3,03, р 0,116, 2G 0,004; фазы: F(1,9) 0,063, 2G и 0,010; взаимодействие: F(1,9) - 0,29, стр. 0,602, 2Г.л.; 0,001).

Рисунок 1: Схема аппарата, используемого в этом протоколе. Центральная разделка делит окно на два поля. Существует гильотина дверь с каждой стороны коробки, и дверь делит поле в стартовой области и взлетно-посадочной полосы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 2: Центральная перегородка аппарата. Крысы могут схватить планку и вытащить рычаг через щель перегородки. Переключатель дозатора гранул устанавливается под рычагом, и один рычаг-тянуть действие приводит к одной доставки гранул. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 3: Диаграмма экспериментальной процедуры. Субъект крысы проходят этапы обучения и испытания фазы в этом порядке. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 4: Описание каждого условия теста. В одиночных этапах, крыса вопроса выполнила задачу solitarily. В парных фазах поместите крысу конфедерации на взлетно-посадочную полосу на противоположной стороне к объекту крысы. Прозрачная стена перед перегородкой не позволяет крысе-конфедерату получить доступ к рычагу. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Рисунок 5: Измерение индексов скорости производительности. () Задержка начала: продолжительность от открытия двери до прибытия крысы на первом датчике. (b)Продолжительность: продолжительность от прибытия крысы на первом датчике к своему прибытию на втором датчике. (c)Задержка рычага-вытягивания: продолжительность от прибытия крысы на втором датчике к завершению реакции рычаг-тянуть. Эта цифра была изменена из Sekiguchi и Hata12. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Эта задача позволяет оценить влияние простого присутствия других на скорость и точность двигательных характеристик. Размеры эффекта, о которых сообщается в данном году, будут достаточно большими. Мы пересчитали 2 (в этом эксперименте не было большой разницы между2 и2G), и эти размеры эффекта считаются средними(No2) и 0,06) или большими (большой ( 2 и 0,14) в соответствии с критерием, представленным Коэном18. По этой причине мы сочли различия, наблюдаемые в данном исследовании, значимыми и надежными. Результаты эксперимента были почти в соответствии с теми, из исследований на людях4,10, и результат исследования Огуры и Мацусимы14, который исследовал влияние совместного действия на скорость и точность бега и клюют поведение у цыплят. Хотя исследования о социальном облегчении в организме человека исследовали влияние социальных условий на скорость и точность поведения, большинство предыдущих исследований на животных не исследовали простое влияние на точность производительности. Представленный в настоящем протоколе протокол обеспечивает лучшую модель животных для исследования влияния простого присутствия на производительность двигателя.
Как ограничение, разница между скоростью первого попадания в паре и одиночных условиях может быть истолкована как эффект практики. Несмотря на предположительно достаточную подготовку, могут быть возможности для улучшения производительности крыс. За последние четыре сессии этапа обучения по последовательности бега и вытягивания больше не было изменений в показателях точности и скорости производительности. Однако на этапах тестирования частота первого попадания постоянно увеличивалась. Это увеличение может быть истолковано как эффект практики. Кроме того, эта экспериментальная конструкция (конструкция A-B-A-B) не может исключать эффект практики от воздействия условий. Будущие эксперименты должны (1) использовать конструкцию A-B-B-A или другую соответствующую экспериментальную конструкцию, чтобы исключить эффект от практики, и (2) рассмотреть вопрос о расширении этапа обучения для последовательности бега и вытягивания.
Этот протокол может быть использован в исследовании с между субъектом дизайн, хотя ответ на вопросы "Какой дизайн является целесообразным? В рамках предмета или между субъектом?" будет на индивидуальной основе. Как правило, исследование с использованием между субъектом дизайн может исключить практику эффект, который может наблюдаться в этом исследовании. Тем не менее, между субъектом дизайн требует больше животных и больше времени для одного исследования (т.е., если при использовании протокола в этой статье, 7'8 ч в день будет необходимо проверить все крысы в 1 день с помощью одного аппарата). Исследование, в ходе которого используется дизайн в рамках предмета, может уменьшить количество животных, необходимых и время для одного исследования, но экспериментатор должен контролировать эффект практики. Время и стоимость должны быть тщательно взвешены, прежде чем экспериментатор выбирает экспериментальный дизайн.
С незначительными изменениями, эта задача может быть применена для изучения влияния совместного действия или социального облегчениязеркалом 10 и других социальных ситуаций, которые были изучены в организме человека на скорость работы и точность производительности крыс. Чтобы исследовать эффект совместного действия, разделите рычаг в центральной перегородке на два рычага и расположите рычаги так, чтобы каждый рычаг можно было вытащить на одну сторону коробки. Чтобы исследовать эффект от использования зеркала, измените акриловую прозрачная стенку со стороны ящика конфедерата на зеркало. Таким же образом можно было бы исследовать влияние невидимого сообщника за непрозрачной стеной. Будущие исследования с использованием этих модификаций будут способствовать всестороннему пониманию социального облегчения путем многогранного сравнения двигательных характеристик между видами.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Грант-в-помощь для научных исследований (KAKENHI) в Y.S. (грант номер: JP18J10733) от Японского общества содействия науке.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 45 мг беспыльных прецизионных гранул грызунов, очищенный | Bio-Serv. | F0021 | |
| Arduino Mega 2560 REV3 | Arduino S.r.l. | Нет | |
| Дозатор гранул с кормушкой (крысы) | Harvard Apparatus | 76-0353 | |
| Power DVD 14 | CyberLink | None | Используйте соответствующую программу воспроизведения видео, которая позволяет воспроизводить видео покадрово. |
| Аппарат для выполнения задач «беги и тяни | Bio Medica Corp. | Изготовленный на заказ предмет | Комплект аппарата (коробки), воздушного компрессора и устройства управления воздушными баллонами, которое получает входные данные от Arduino. |
| Видеокамера | JVC | GZ-R300 |
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение