Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Kiling, en teknikk for å indusere positiv innvirkning ved håndtering av rotter

Published: May 8, 2018 doi: 10.3791/57190
Automatic Translation
1,2, 3, 3, 1, 4
1Center for the Study of Animal Well-being, Department of Integrative Physiology and Neuroscience, Washington State University, 2Canadian Council on Animal Care, 3Department of Animal Sciences, Center for Animal Welfare Science, College of Agriculture, Purdue University, 4Department of Animal and Aquacultural Sciences, Faculty of Biosciences, Norwegian University of Life Sciences

Summary

Denne artikkelen viser standardisert anvendelsen av leken håndtering, en kilende teknikk designet for å etterligne rotte Tumble play. Denne teknikken er effektivt redusere engstelig reaksjoner på mennesker og generere positivt påvirke når rotter håndteres til vanlige dyrehold aktiviteter og medisinsk og forskning prosedyrer som injeksjon.

Abstract

Håndtering av små dyr som rotter kan føre til flere bivirkninger. Disse inkluderer frykt for mennesker, motstand mot håndtering, økt skade risiko for både dyr og hendene deres håndtering, redusert dyrevelferd og mindre gyldig forskningsdata. For å minimere negative effekter på eksperimentelle resultater og menneske-dyr relasjoner, er forskning dyr ofte habituated å tilværelse håndterte. Men er metodene for habituering svært variabel og ofte begrenset effektiviteten. Mer potently, er det mulig for mennesker å etterligne aspekter av dyr leken Tumble oppførsel under behandling. Når påføres laboratorium rotter i en systematisk måte, gir denne leken håndtering, referert til som kiling, konsekvent opphav til positiv atferdsdata svar. Denne artikkelen inneholder en detaljert beskrivelse av rotte standardisert kiling teknikk. Denne metoden kan bidra til fremtidige undersøkelser positiv affektive tilstander i dyr, gjør det enklere å håndtere rotter i vanlige dyrehold aktiviteter som bur endre eller medisinsk/forskning prosedyrer som injeksjon og implementeres som en kilde til sosiale berikelse. Det er konkludert med at denne metoden kan brukes til å effektivt og praktisk redusere rotter fearfulness mennesker og forbedre deres velferd, samt pålitelig modell positiv affektive tilstander.

Introduction

Håndtering av små dyr, kan slik som hjemmemarked rotter (Rattus norvegicus) holdt i laboratorier og som kjæledyr, forårsake betydelige økninger i atferdsmessige og fysiologiske indikatorer på stress1, samt aversive svar suggestiv av emosjonell støtte2. Håndtere rotter kan utløse frykt-basert reaksjoner mot mennesker3,4, som kan gjøre videre håndtering vanskeligere, øke risikoen for skader både dyr og handler og begrense gyldigheten av prøvedata5.

For å unngå negative effekter håndtering på eksperimentelle resultater og menneske-dyr relasjoner, er det vanlig praksis å ta litt tid nyervervede ung dyrene å venne til menneskelig samhandling før tilordner til eksperimentelle behandlinger. I denne acclimation perioden, kan vaktmester utsette rotter i en serie av hendelser som kan være svært variabel og varighet. Disse kan inkludere passiv eksponering for personer, berøre, løfting, lidenhet, holder, snakke, og tilbyr mat behandler. Selv om kombinasjoner av slike prosedyrer er rapportert å redusere frykt for mennesker6, er det uklart hvilke bestemte praksis er mest effektive for bruk av opptatt dyr vaktmester. Det er rapporter at rotter ha enten negative svar, eller i det minste ikke gunstig respons, noen av disse individuelle teknikker2,7,8,9.

I motsetning støtter rikelig bevis konklusjonen at kiling, en håndtering teknikk som etterligner deler av leken Tumble atferd av rotter, er en robust gunstig form for sosial kontakt, spesielt for unge rotter10, 11,12,13. Rotter er meget sosiale pattedyr, som er klart fra observere tid de tilbringer spille sammen som yngel14 og sterk motivasjon å gjenopprette og opprettholde sosial kontakt med fra Art15,16, 17. Rotte kiling trekker på leken sosiale natur rotter å konvertere håndtering i en positiv opplevelse. Dette konseptet ble opprinnelig utviklet som en modell for å undersøke nevrobiologiske grunnlag av positiv affektive tilstander fremkalt av sosial lek atferd7. Siden har rotten kiling blitt brukt i over 56 forskjellige eksperimenter, 22 som sammenlignet kiling til andre håndtering teknikker13.

Rottas Tumble play er preget av to viktige atferd: "dorsal kontakt" og "pin" (figur 1)18,19. Tumble avspilling, rotte starter spille ved dorsal kontakt med partneren bak. Mottakeren svarer ved å rulle ryggen og er låst av initiatoren stående over19. Spillet fortsetter med rotter tar svinger i hver posisjon, på toppen og under18. Menneskelige handlers kan etterligne to hovedkomponentene i Tumble play av vekslende mellom kontakt med en rottes bak (dorsal kontakt) og ventrale overflaten (pin) ved hjelp av sterk, rask bevegelser av fingrene ligner på de du brukte ved kiling barn. Selvfølgelig er kiling ikke en nøyaktig kopi av rotte Tumble spille fordi rotter ikke kan knappenål menneskehånd under kiling. Nivået på engasjement individer i Tumble play og kiling kan faktisk være20,21. Til tross for dette vises det at kiling påkaller de samme belønningen mekanismene som Tumble play blant fra art. Kiling utbes aktivt av dyrene og kan fungere som en belønning for operant læring, bidrar bevis som kilte er vesentlig givende for unge rotter7,11,12, 13 , 22. selv om rotter er også rapportert å lære en operant oppgave i bytte for mild strøk som belønning, de var raskere tilnærming av en person som tilbyr kiling sammenlignet stryke7.

Pinnene i kiling kan virke ligner på vanlige tilbakeholdenhet prosedyrer, men det er bevis som rotter oppfatter slike håndtering annerledes. Når rotter er gjentatte ganger tilbakeholdne, skiller som en injeksjon inngrepet, de overdreven porphyrins resulterer i chromodacryorrhea ("rød tårer")8. Chromodacryorrhea skjer i svaret til akutt stressfaktorer og forårsaker i hud og pels rundt øyne og nese å bli farget en rødlig farge23. Når flere ganger holdes nede og behersket på baksiden som en pin, rotter viste mindre tiltrekning til mennesker enn når kilte12. Disse resultatene antyder at den gjentatte kort begrensninger og utgivelser under kiling oppfattes på annerledes enn ikke-leken tilbakeholdenhet. Dermed har nøyaktige teknikken brukes i kiling viktige implikasjoner for å generere en positiv affektive tilstand i motsetning til bidra til å håndtere stress.

Overvåke effekten av kiling på rotte affektive staten kan enkelt gjøres ved å ivareta rottene vocalizations. Rotter vanligvis produserer to kategorier av ultralyd vocalizations (USVs), på rundt 22 kHz og 50 kHz, i tillegg til hørbar vocalizations. 22 kHz USVs oppstår vanligvis når forutse aversive hendelser og er ledsaget av opphøyet hjernen cholinergic aktivitet24. Derfor anses 22 kHz USVs for å angi en negativ affektive tilstand av angst. 50 kHz USVs, spesielt av frekvensmodulert "trille" type (figur 2), er vanligvis forbundet med givende situasjoner og stimuli og ledsages av økte hjernekapasiteten dopaminergic aktivitet24,25. Følgelig anses uttrykk for rikelig 50 kHz USVs å reflektere en positiv affektive tilstand24,26,27,28. Endelig er hørbar vocalizations vanligvis forbundet med, og derfor brukes som angir fysisk smerte og ubehag. Differensial produksjon av disse tre formene for vocalizations dermed gir en pålitelig oversikt over endringer i rotter26affektive staten. Rotter produsere USVs på rundt 22 kHz under eksponering for rovdyr, eksponering for smertefulle stimuli som foten sjokk og inter mannlige kampene28. Strøk er også rapportert å lokke fram flere 22 kHz USVs i naiv rotter, avledet som negativ innvirkning2. I kontrast, når kilt av mennesker, som ved Tumble lek med annet rotter, produsere rotter mange 50 kHz USVs. Det følger at frekvensen av 50 kHz USVs gir et gradert mål på den positive affektive responsen generert av kiling29,30.

Eksisterende beskrivelser av "hvordan å kile rotte" er ganske kort og kan føre til variable resultater. Videre kan nybegynner "rotte ticklers" være altfor foreløpig i sine forsøk på å etterligne Tumble play. Ordene "kile kraftig" er lettere å forstå når vist visuelt. Derfor er målet med denne artikkelen å gi en detaljert beskrivelse og demonstrasjon av hvordan å etterligne rotter positiv lekende samspill på en effektiv og konsekvent måte som pålitelig utløser positiv respons fra høyst rotter når håndteres. Denne protokollen beskriver en standardisert kilende teknikk, og forklarer hvordan kiling kan kombineres med prosedyrer som tilbakeholdenhet og injeksjon for å redusere potensielt ubehagelige affektive erfaringer.

Protocol

Alle eksperimentene ble utført i samsvar med den nasjonale institutter for helse Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr31,32 på anlegg akkreditert av AAALAC International og ble godkjent av delstaten Washington Universitetet institusjonelle dyr omsorg og bruk komiteen. Følgende protokollen kan utsette personell til laboratoriet dyr allergener. Personlig verneutstyr bør brukes som anbefalt av institusjonelle helse og sikkerhet programmet og helsevesenet tilbydere. Protokollen viser prosedyrer under vanlig laboratoriet bolig vilkår, men kan tilpasses for bruk i høyere-biosikkerhet fasiliteter (f.eks ved å bruke en biosafety skap, etc.).

1. forberedelse av utstyr og oppsett

  1. Håndtering-boksen
    1. Klargjør et dyr hjem bur eller annet vedlegg for kiling, heretter kalt boksen håndtering.
    2. Kontroller at boksen håndtering er stor nok til gi plass for den tickler hånd og rottene å flytte rundt mens hindrer dem i å hoppe ut.
    3. Kontroller at boksen håndtering er fri for hindringer. Dermed, hvis drive kiling i hjem buret, fjerne alle objekter som hytter, gnager pinner og farget papir.
    4. Linje boksen håndtering etasje med sengetøy33. Andre typer myk gulv cover kan brukes, men er ikke effektivt på fremlokkende 50 kHz vocalizations13.
    5. Plass boksen håndtering på en tabell eller countertop på en høyde der det hånd hånd å komfortabelt nå hele gulvarealet boksen håndtering.
    6. Minimere virkningen av nyhet ved habituating rotter til boksen håndtering før kiling, hvis nødvendig.
  2. Timer: For å angi starten og slutten av 15 s kamper, plass en timing enheten nær håndtering boksen der det kan være lett å lese. En auditory tidssignalet kan eventuelt overføres til tickler gjennom øretelefonene.
  3. Vocalization opptak
    1. Hvis vocalizations registreres kvantifisere forskjellige vocalization typer til forskningsformål, bruker en mikrofon kan fange 10-120-kHz bredbånd lyd, koblet til en enhet dugelig av innspillingen høyfrekvente lyder.
    2. Suspendere eller feste mikrofonen på toppen eller siden av boksen, lavt nok tydelig oppdage samtaler og unngå forvirring med samtaler fra rotter i nærliggende bur, men fysiske utilgjengelig for rotter.
    3. Hvis vocalizations trenger overvåkes for å bekrefte riktig kilende teknikk, deretter bruke en bat detektor og sette den opp på siden av boksen. Hvis bruker en enkel, heterodyne detektor, kan du angi enheten på 50 kHz.
  4. Laboratoriet hansker: Bruk en nakne eller tynt hansker hånd når kiling. Kilende teknikken ble utviklet ved hjelp av en bare hånden.  Men er et tynt gloved hånd også effektivt på inducing leken atferd og 50 kHz USV produksjon mens behandleren fornuftig beløpet av trykk mot rottenes kropp og føler rottas svar gjennom hansken.

2. kiling prosedyre

  1. Sette på laboratoriet hansker, hvis nødvendig. Bringe hjem buret til en tabell eller arbeidsbenken. Forsiktig overføre rotta i boksen håndtering hvis kiling ikke gjennomføres hjem buret. Starte tidtakeren og lydopptak hvis nødvendig.
  2. For konsekvent program, veksle mellom 15 s hånd kontakt og 15 utgivelsen fra kontakt for totalt 2 min. Denne varigheten av interaksjon har funnet tilstrekkelig for å øke tiltrekningen av rotter mennesker11.
    1. For å begynne kilende økten med en 15 utgivelsen, plass hånden urørlig inne en side av boksen håndtering. Tilstedeværelsen av hånden tillater rotter å anmode samhandling ved å lede slikker og lys nips (nibbles) mot den hånden rottas interesse å samhandle22. Når dette skjer, flytte hånden fra rotte, som kan anmode om lek jage hånden av rotta. Alternativt, la hånden ut av boksen under 15 s utgivelsen.
    2. Følge utgivelsen med 15 s kiling, starte samhandling med en dorsal kontakt (2-4 s). Med én hånd, kraftig trykk rottas bak (dorsal overflaten av halsen) med fingertuppene bruker rask fingerbevegelser som vanligvis utføres i menneskelig kiling. Unngå kontakt med parlamentet som dette området av kroppen er rettet i løpet av aggressiv møter34.
    3. Følg dorsal kontakten med en PIN-kode. Plass tommelen og langfingeren under rottas frambeina; Løft av rotte, bare høy nok til å tillate raskt snu rotta på ryggen samtidig halen ikke få kinked.
      Merk: Det kan hjelpe å lett trykk på baksiden av rotte med lillefingeren når rotta på ryggen.
    4. Avholde rotta løst, men fast; være påståelig men ikke kraftfulle. Når rotta er på ryggen på gulvet, holde kroppen løst under flytting fingrene raskt og kraftig, men forsiktig på magen, som er vanlig i menneskelige kiling.
    5. Selv om stimulering er rask og selvsikker, holde låsing rask (2-4 s/pin) for å minimere negative reaksjoner. Tillate rotta å høyre seg og raskt følger med en dorsal kontakt.
    6. Fortsette å veksle mellom dorsal kontakter og pinner. I gjennomsnitt, bør det være 4 til 5 pinnene/15 s35.
    7. Ikke plukke opp rotte med begge hender. Under 15 s kiling, alltid holde fingrene beveger og i kontakt med rottenes kropp, selv i overganger mellom pinner og dorsal kontakter.
    8. Utføre tre ytterligere 15-s overgrep og 15-s utgivelser for totalt 2 min.
  3. Hvis bruker en håndtering boks, tilbake rotta til buret sitt hjem. Hvis bruker hjem buret, plassere berikelse objekter tilbake i buret. Ren boksen håndtering med papirhåndklær fjerne avføring og urin ikke absorberes av sengetøy.
  4. Gjenta med neste byrået av rotter, etter behov.

3. kiling flere rotter samtidig

  1. Rotter kan være tickled som en gruppe36. Hvis hele håndtering ikke er relevant, alternative kiling hver rotten for 15 s. Varigheten av kilende økten kan utvides utover 2 min behov slik at hver rotte mottar fire utbrudd av kiling hånd kontakt blandet med utgivelsen.
  2. Hvis hele håndtering er relevante for søkeresultater, deretter bruke følgende prosedyrer:
    1. For par, kile en rotten for 15 s etterfulgt av kiling andre rotta for de neste 15 s (dvs., under utgivelsen av første rotta) og så videre. Tickler har ikke en hvileperiode.
    2. For trillinger, bruker du fremgangsmåten som er beskrevet i 3.2.1 kile to av rotter og kile den tredje en samtidig som en av de andre bruker den andre.
    3. For grupper av 4 eller flere rotter, kile hver rotte eller to rotter 15 s. Varigheten av kilende økten kan utvides utover 2 min etter behov.

Representative Results

Faktorer påvirker eller potensielt påvirke, oppsummeres Svar å kiling i tabell 1. Positive resultater fra rotte kiling har vært indikert av flere tiltak av rotte velferd og positiv innvirkning. Vanligste funn inkluderer økt produksjon av 50 kHz USVs, økt tilnærming atferd og økt bevegelighet. Rapportert effekter av rotte kiling på genetisk og mobilnettet nivå inkluderer endret genuttrykk i hypothalamus37, og økt neurogenesis i dentate gyrus av hippocampus38,39. Resultater indikativ av redusert generalisert angst og frykt for mennesker er også rapportert som redusert ventetid til tilnærming i 9 forskjellige eksperimenter13, mindre frysing etter frykt condition40,41, og økt oppføringer i sentrum av en åpen arena ved individuelt ligger rotter36. For ytterligere informasjon se LaFollette et al., identifiserer som presenterer en systematisk gjennomgang av kilende litteraturen som 22 rapporter undersøker resultatene av rotte kiling sammenlignet med andre teknikker13.

Neste, spesifikke eksempler på resultatene som kan oppnås når kilende teknikken er sammenkoblet med tilbakeholdenhet og intra peritoneal (IP) injeksjon prosedyrer er beskrevet.

Sprague-Dawley rotter (hanndyr 85-94 dager gammel; n = 48) kilte i 2 minutter umiddelbart før og etter IP saltvann injeksjon daglig for 10 dager, spesielt kombinert med juvenil kiling erfaring (2 min/dag fra 25-45 dager gammel), produsert mer 50 kHz USV bare før (GLM ANOVA, F3, 44 = 9.59, p < 0,0001; Figur 3A) og bare etter (F3, 44 = 8.74, p = 0,0001; Figur 3B) injeksjon (Tukey-Kramer, p < 0,05) sammenlignet med rotter utsatt for en passiv hånd10. Under faktiske kort levering av injeksjon, produksjon av 50 kHz USVs ble dempet (mener ± SE, 15 ± 1.4 USVs/min) og håndterer behandling hadde ingen effekt på sine rate10. Det ble konkludert med at kiling, når den brukes både før og etter en injeksjon, indusert en positiv affektive tilstand som moderert aversiveness av prosedyren, spesielt for de som hadde vært utsatt for kiling som yngel.

For å finne ut hvis kiling ville være effektiv om redusert til før eller etter en injeksjon i stedet for begge, og hvis så, da ville være bedre, ble rotte Svar å kilende før, etter, og før etter injeksjon sammenlignet. 50 kHz USVs og hørbar samtaler ble målt som indikatorer på positive og negative innvirkning, henholdsvis12. Sprague-Dawley rotter (menn; 32-41 dager gammel n = 96) var enten behersket og gitt en daglig IP saltvann injeksjon (INJ) eller behersket uten mottar en injeksjon (kontroll, CON) og utsatt for en av de følgende behandlingene: ingen kiling, rotter var ikke rørt før og etter tilbakeholdenhet prosedyren (TN); kilt i 2 minutter rett før (TB) etter (TA), eller før og etter (TBA) selvbeherskelse12. I 2 min før tilbakeholdenhet, rotter fra behandlinger som fikk kiling før tilbakeholdenhet (TB, TBA) produserte mest 50 kHz-USVs (GLMM ANOVA, F3,88 = 49.19, p < 0,0001; Figur 3 c). TA og TN rotter avvike ikke i frekvensen av USVs produsert før tilbakeholdenhet prosedyren. Under inngrepet produsert alle rotten har mottatt kilende (TA, TB, TBA) mer 50 kHz USV enn de som var ikke kilte (TN; F3,88 = 50.67, p < 0,0001; Figur 3D). Blant tickled rotter produsert de som mottar kiling før prosedyren (TB, TBA) mer 50 kHz USVs under tilbakeholdenhet i forhold til de kilte etterpå (TA; p < 0,05). 2-min perioden etter inngrepet produsert rotter i alle tickled grupper (TA, TB, TBA) mer 50 kHz USVs enn de som var ikke kilte (TN; F3,88 = 53.64, p < 0,0001; Figur 3E). Videre under inngrepet, rotter kilte før tilbakeholdenhet (TB, TBA) produsert færre hørbar samtaler sammenlignet med rotter det gjorde ikke mottatt kiling (TN), mens rotter kilte etterpå (TA) ikke var forskjellig fra de andre gruppene (F3,88 = 3,67, p= 0,02; Figur 3F). Resultatene viser at kiling rotter før holde dem for en IP-injeksjon produsert tegn på større positiv innvirkning over periodene før, under og etter inngrepet enn kiling etter tilbakeholdenhet12.

Vaktmester brukt en av de følgende behandling behandlingene rotter (Sprague-Dawley menn, n = 32) fra 57 74 dager gammel: (1) Minimal håndtering når uken Cage endres. (2) eksponering til en passiv hånd i 2 minutter daglig; (3) 2 min kiling hver dag, å etterligne sosiale spille; (4) 2 min daglig tvangstiltak på rat's tilbake, simulere unreciprocated låsing av en dominerende11. I minutt etter en IP tilbrakte injeksjon, rotter fra Tickled og passiv behandlinger mer tid oppdrett i front halvdel av byrået, nær der hun stod, sammenlignet med rotter fra den Minimal og tilbakeholdenhet behandlinger (GLM ANOVA, F3, 27 = 5.70, p = 0.004; Figur 3 g). I tillegg Tickled rotter ytret mer 50 kHz USVs enn rotter i passiv behandling når de utsettes for en kjente eller ukjente hånd for 3 min i en menneskelig tilnærming test (Logg-forvandlet gjennomsnittlig ± SE samtaler/min, Minimal: 0,7 ± 0.26, passiv: 0,6 ± 0,18, kilte: 1,8 ± 0,30, Selvbeherskelse: 1,4 ± 0.28; F3,28 = 4.04, p = 0,02). Dermed den enkle tilstedeværelsen av en passiv hånd hjulpet habituering rotter til mennesker i forhold til minimal håndtering, men var den mest effektive metoden for å produsere en positiv respons mot mennesker11.

Figure 1
Figur 1: rotte Tumble spille oppførsel. (A) Dorsal kontakt; (B) Pin18. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: 50 kHz ultralyd vocalizations av frekvensen modulert "trille" type. Fem trille vocalizations ble produsert i 1 s av rotte under kiling. De horisontale linjene på 17 - 25- og 70-kHz ble produsert av elektronisk utstyr i rommet (f.eks., datamaskin, mikrofon og kamera).

Figure 3
Figur 3: svar av rotter utsatt for kilende før eller i kombinasjon med, eksperimentelle prosedyrer som intra peritoneal (IP) injeksjoner. Hastighet (gjennomsnittlig ± SE samtaler/min) på 50 kHz USVs produsert (A) før og (B) etter en injeksjon prosedyre voksen mannlig rotter utsatt til minimal håndtering (M) eller kiling (T) som yngel og en passiv (P) eller kiling (T) like før og etter injeksjon (gir fire behandling kombinasjon: M-P, T-P, M-T, TT); fra Cloutier et al. 10. pris av 50 kHz USVs (gjennomsnittlig ± SE samtaler/min) produsert (C) før, (D) under og (E) etter tilbakeholdenhet (med eller uten en IP injeksjon) én gang daglig for 10 dager av juvenile hannrotter mottok ingen kiling (TN) eller kiling før (TB) etter (TA), eller både før og etter (TBA) prosedyren; og (F) raten av hørbar samtaler produsert under tilbakeholdenhet; fra Cloutier et al. 12. (G) varighet (gjennomsnittlig ± SE s) oppdrett i nærheten forskeren under 1 min etter IP injeksjon av mannlig rotter utsatt for minimal, passiv, kile eller tilbakeholdenhet håndtering av vaktmester; fra Cloutier et al. 11. barer med forskjellige bokstaver (a, b, c) viser ulikhetene i parvis sammenligninger (Tukey-Kramer, p < 0,05). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Faktor Effekt Referanser
Innebygd
Alder Ingen forskjell i 50 kHz ultralyd vocalizations (USVs) mellom rotter ages 24-44 og 89-92 dager gamle 18, 29, 42
Nedgang i 50 kHz USVs for rotter fra 71 dager gamle 148 dager gamle 29
17 dag gamle menn gjort mange flere 50 kHz USVs enn 7-9-måned gamle menn 43
Rotter kilte både barn og voksne viste mest positive resultatene sammenliknet med rotter bare kilte som barn eller voksne. 10
sex Hannrotter produsert mer 50 kHz USVs 44 og 71 dager gamle, men kvinner produsert mer 50 kHz USVs 148 dager gamle 29
Hannrotter produsert mer 50 kHz USVs enn kvinner 44 og 58 dager. 43
Ingen Kjønnsforskjeller i 50 kHz USVs i 96 juvenile lang-Evans rotter eller 52 juvenile Wistar rotter 42, 44
Hunnrotter juvenile Wistar produsert flere 22 kHz USVs enn menn 44
Inter-individuelle forskjeller Rotter som sagt mer 50 kHz USVs viste redusert tilnærming tid til selv-administrert kiling, økt positiv dom skjevhet etter kiling, og økt hippocampus celle spredning etter kiling 27, 37, 45
Mer lekende rotter produsert mer 50 kHz USVs 43
Belastning Ikke rapportert, men anekdotiske bevis tyder rotter fra ulike stammer og oppdrettere variere deres svar på kiling. Rotte linjer skilt når valgt høye vs 50 KHz USVs billig svar på kiling. 22, 26, 42, 46
Tidligere erfaring av kiling Økt produksjon av 50 kHz ultralyd USVs 12
Ytre
Sengetøy Rotter produsert mer 50 kHz USVs når du kiler på kjent sengetøy vs ingen senger 33
Stress Kiling rotter timen, men ikke 23 timer, etter tilbakeholdenhet stress redusert 50 kHz USVs produksjon 47, 48
Timing Kiling rotter før injeksjon var mer effektive i å øke 50 KHz USVs enn kiling etter injeksjon 12
Sex av hånd Ingen effekt funnet Panksepp, J. 2014, upubliserte data
Kjennskap til rotte med hånd Rotter produsert mer 50 kHz USVs og tilbrakte mer tid i en kjent forhold til en ukjent tickler 11
Behandleren kiling erfaring / kraft av kiling av hånd Berørte produksjon av 50 kHz USVs men ikke preferanse og tilnærming atferd Cloutier, S. 2011, upubliserte data
Varigheten av pinnene av hånd / frekvensen av veksling mellom dorsal kontakter og pins Lavere frekvens Nibbles (tolket som spiller oppfordring) var rettet mot en hånd imponerende 15-s pinner (tilbakeholdenhet) enn en hånd gi overgrep med flere dorsal kontakter og pins per 15 s 11
Odorants (f.eks parfyme, sjampo, barbering krem) brukes av hånd Ikke rapportert
Sosial gruppe størrelse Hensyn til bolig økte positive respons kiling sammenlignet gruppe boliger i de fleste eksperimenter. Kiling gruppe plassert rotter med bur make i hjem buret redusert denne forskjellen 7, 22, 27, 36
Lysintensiteten Kiling på 1000 lux redusert 50 kHz USVs sammenlignet med 25 lux. 43
Støy Ikke rapportert
Buret rengjøring før kiling Indusert produksjon av 22 kHz USVs i noe rotter 12
Klokkeslettet Ingen innvirkning på 50 kHz USVs produksjon når utført på begynnelsen eller slutten av lys perioden. Kiling rotter på begynnelsen/slutten av lys perioden vs midten av lyse eller mørke perioden ikke har ennå blitt sammenlignet Cloutier, S. 2011, upubliserte data

Tabell 1: Liste over faktorer påvirker eller potensielt påvirker, svar av rotter kiling, en leken håndtering teknikk ment å etterligne rotte Tumble play.

Discussion

Denne protokollen beskriver en teknikk for rotte kiling, en leken håndtering teknikk mimicking rotte Tumble play atferd som er effektive i å generere vocalizations tegn på positiv innvirkning og øke tilnærming atferd når rotter håndteres for vanlige dyrehold eller medisinsk og forskning prosedyrer som IP injeksjon.

Sosial lek, en typisk positiv form for sosial kontakt, har blitt foreslått å bistå i kalibrering av emosjonelle reaksjoner på skremmende situasjoner42,43og generere resiliens å angst og depresjon44. By mimicking rotte sosiale spill, kiling synes å ha samme gunstige effekter7. Dermed for anvendelse av kiling skal lykkes på inducing positiv affektive tilstander, er det viktig å huske på at hånden er ment å fungere som "spille partner" under kiling. Hånden er attraktiv fordi det simulerer virkemåter rotter og nyte fra en annen rotten Tumble avspilling. Derfor løfte og avholde rotta med begge hender er ikke etterligne rotte spille, og kan ikke ha samme effekt. Faktisk vil laboratorium rotter lære å unngå ikke-leken begrensninger som en hånd holder dem med én hånd og strøk dem med den andre hånden45. I rotte kiling er det også viktig å flytte hånden trygt og assertively, samtidig er livlig og leken. Holde låsing rask (2-4 s/pin) bør redusere negative svar fordi i Tumble play mellom rotter, gjentatt feste fører til ytre 22 kHz USVs18.

Selv om juvenil rotter er mer lekne og Vis sterkere Svar å kiling enn voksne rotter18, har kiling i voksen alder fordeler10. Kiling rotter når unge har også funnet for å ha fordeler senere i livet36, antyder at rotter opplever en langvarig positiv effekt på deres følelsesmessige reaksjon på menneskelig tilstedeværelse. Kjønnsforskjeller svar på kiling er inkonsistente, med rapporter om ingen Kjønnsforskjeller i juvenile rotter46,47, unge menn produserer mer 50 kHz vocalizations og færre 22 kHz vocalizations enn unge kvinner29 ,48,39, og eldre kvinner produserer mer 50 kHz vocalizations enn samme-alderen menn29, ligner på funn for sosial lek49.

Effektiviteten av kilende teknikken kan vurderes rotte bevegelsesmønstre og vocalization. Rotter vil bite og slikke den handler fingrene i 15-s perioder av utgivelsen etter kilende11. Nibbles er lys, ikke-skadelig biter som har blitt beskrevet som spille oppfordring atferd i unge rotter22. Når behandlingen beveger hånden rundt boksen håndtering, vil rotta følge og jage den. Rotter, særlig unge, vil også kjøre fare avsted rundt boksen mellom kilende og viser en tydelig økning i aktivitet etter en kilende kamp, ligner kjører aktiviteten som karakteriserer Tumble play. Hvis rotta forblir immobile under utgivelser, justering av kilende teknikken, for eksempel redusere pin nødvendig varighet eller gi færre pinner, sannsynligvis. Det er best å gi pins av kort varighet for første kilende økten. Varigheten og antallet pins økes rotter venne seg til kiling. Rotter utter 50 kHz USVs, inkludert triller, under kiling og mellom kilende. En gradvis økning i antall triller produsert under det 15-s befrir kan sees over de to første ukene av daglige kiling før stabilisere47. Individuelle forskjeller kan tickled rotter til høyt og lavt oppringere som reagerer ulikt på stress, angst og anhedonia46,47,50.

Rotte kiling har vært brukt med hell å indusere positiv innvirkning som vurdert basert på produksjon av 50 kHz USVs under kiling13. Det har nylig blitt gjennomført som en teknikk for å redusere frykt for mennesker i rotter og redusere deres aversiveness av medisinsk og forskning prosedyrer som injeksjon. Tyder på at når gitt for bare 2 minutter daglig per dyr, kiling er en effektiv og praktisk metode for å redusere unngåelse av mennesker11. Vurderer at juvenile rotter vil spille sammen for ca 60 min daglig51,52,53, kiling 2 min daglig er praktisk men antagelig for kort til å gjenskape hele effekten av sosial lek blant rotter. Pet rotten eiere, som vanligvis har mer tid for å håndtere rotter enn laboratorium vaktmester, kan gi rotter ekstra kiling som rotter fortsette å reagere positivt. Basert på Burgdorf et al. 44 , 45, den første 15 min Tumble spill synes å være de mest positive for rotter. Igjen kan det være mer effektivt å kile rotter i perioder opptil 15 min, spesielt hvis en berettiget grunn de ikke kan holdes i en sosial gruppe. Imidlertid basert på spill som "trening på det uventede"38, en mer variert teknikk enn metoden beskrevet her kan være nødvendig for å opprettholde lek av lengre kiling økter. Kilende tilleggsøkter hver dag kan også være fordelaktig så lenge andre biologisk viktige aktiviteter som søvn og fôring ikke er svekket. Og bidra til å forbedre velvære av laboratorie- og pet rotter, beskrevet standardisert kilende teknikken kan brukes i fortsatte forskningen rettet mot å forstå effekten av sosial lek og komponentene på opptreden, sosiale og hjernen utvikling.

Når kiling ble utført rundt injeksjon, spesielt kombinert med tidligere kilende erfaring (slutt 40-50 dager tidligere), det økt 50 kHz USV priser før og etter injeksjon, og redusert hørbar samtale priser under injeksjon10 . Dermed kiling synes å ha motvirket bivirkninger av IP injeksjoner, spesielt i rotter vant til kiling som yngel10. Selv om kiling ikke hindre ubehag knyttet injeksjon som vurdert basert på produksjon av hørbar samtaler, økt det 50 kHz USVs forhold til betingelsen kontroll før, under og etter tilbakeholdenhet prosedyren12. Ifølge 50 kHz USV data var mest effektive tidspunktet for bruk kiling rett før og ikke etter tilbakeholdenhet prosedyren12. Kilende rotter før injeksjon hadde en bære-over effekten at opphøyet positiv innvirkning under prosedyren12. Kiling kan derfor minimere potensielle negative effektene av rutinemessige medisinske prosedyrer på rotte velferd og atferd. Mer forskning er nødvendig for å fastslå hvordan teknikken kan kobles effektivt med andre injeksjon teknikker og andre medisinske/eksperimentell prosedyrer.

Samlet har vi vist at rotte kilende gir positive resultater som økt produksjon av 50 kHz USV og tilnærming atferd, samt redusert unngåelse av mennesker og motstand mot håndtering. Vi anbefaler rotte kiling som en levedyktig metode for å forbedre rotte velferd og modellering positiv affektive tilstander.

Disclosures

Forfatterne erklærer at de ikke har noe å avsløre.

Acknowledgments

Sylvie Cloutier, Megan LaFollette, Brianna Gaskill og Ruth Newberry ønsker å dedikere denne artikkelen til minne om Jaak Panksepp, våre elskede medforfatter, som døde under sluttfasen av å fullføre denne oppgaven. Vi husker Jaak fondly som "far av rotte kiling" - hans innsikt i dyr følelser danner grunnleggende inspirasjonen for dette arbeidet. Dette materialet er delvis basert på arbeidet støttes av en Washington State University Veterinary sommer forskningsstipend, en dyr velferd Enhancement Award fra dyr velferd Institute, og en "Grant for laboratoriet dyr Science" fra amerikanske Association for laboratoriet dyr Science. Publisering av denne artikkelen ble sponset av Petco dyr forsyninger, Inc. Vi vil gjerne takke Carol Dowell og Purdue University's Laboratory dyr Program for tillater oss å kile rotter for skyte.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Table or workbench No specific brand is recommended.
Handling box (rat home cage or another enclosure) No specific brand is recommended.
Bedding or or other type of soft cover No specific brand is recommended.
Gloves (thin laboratory gloves) Optional.
Timing device Deltaworks Interval Timer:Timing for HIIT Training, Workouts
https://itunes.apple.com/us/app/interval-timer-timing-for-hiit-training-workouts/id406473568?mt=8		 Optional. Any timer will do, although it is convenient to use an interval timer if you are tickling multiple rats.
Ultrasonic microphone such as a bat detector or USB microphone Magenta Electronics LTD Bat4 Bat Detector
https://www.magenta2000.co.uk/acatalog/Bat_Detector_Bat4.html		 Optional. The Magenta bat detector is relatively inexpensive and easy to use, but can only detect vocalizations at one range at a time.
Dodotronic Ultramic 200K
http://www.dodotronic.com/ultramics/?v=7516fd43adaa		 Optional. This microphone has worked well in our experiments. There are many other options for ultrasonic microphones.
Bioacoustic software CIBRA SeaWave
http://www-3.unipv.it/cibra/seawave.html		 Optional. Free software with limited recording capabilities.
CIBRA SeaPro
http://www-3.unipv.it/cibra/seapro.html		 Optional. This software has extensive recording capabilities, and has worked well in our studies. There are many other software packages that work with bioacoustic microphones.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gartner, K., Buttner, D., Dohler, K., Friedel, R., Lindena, J., Trautschold, I. Stress response of rats to handling and experimental procedures. Lab Anim. 14 (3), 267-274 (1980).
  2. Brudzynski, S. M., Ociepa, D. Ultrasonic vocalization of laboratory rats in response to handling and touch. Physiol Behav. 52 (4), 655-660 (1992).
  3. Davis, H., Pérusse, R. Human-based social interaction can reward a rat's behavior. Anim Learn Behav. 16 (1), 89-92 (1988).
  4. Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nat Methods. 7 (10), 825 (2010).
  5. Sherwin, C. M. The influences of standard laboratory cages on rodents and the validity of research data. Anim Welf. 13 (1), 9-15 (2004).
  6. Maurer, B. M., Doering, D., Scheipl, F., Kuechenhoff, H., Erhard, M. H. Effects of a gentling programme on the behaviour of laboratory rats towards humans. Appl Anim Behav Sci. 114 (3-4), 554-571 (2008).
  7. Burgdorf, J., Panksepp, J. Tickling induces reward in adolescent rats. Physiol Behav. 72 (1-2), 167-173 (2001).
  8. Cloutier, S., Newberry, R. C. Use of a conditioning technique to reduce stress associated with repeated intra-peritoneal injections in laboratory rats. Appl Anim Behav Sci. 112 (1-2), 158-173 (2008).
  9. Werner, C. M., Anderson, D. F. Opportunity for interaction as reinforcement in a T-maze. Pers Soc Psychol Bull. 2 (2), 166-169 (1976).
  10. Cloutier, S., Wahl, K., Baker, C., Newberry, R. C. The social buffering effect of playful handling on responses to repeated intraperitoneal injections in laboratory rats. J Am Assoc Lab Anim Sci. 53 (2), 168-173 (2014).
  11. Cloutier, S., Panksepp, J., Newberry, R. C. Playful handling by caretakers reduces fear of humans in the laboratory rat. Appl Anim Behav Sci. 140 (3-4), 161-171 (2012).
  12. Cloutier, S., Wahl, K. L., Panksepp, J., Newberry, R. C. Playful handling of laboratory rats is more beneficial when applied before than after routine injections. Appl Anim Behav Sci. 164, 81-90 (2015).
  13. LaFollette, M. R., O'Haire, M. E., Cloutier, S., Blankenberger, W. B., Gaskill, B. N. Rat tickling: A systematic review of applications, outcomes, and moderators. PLOS ONE. 12 (4), e0175320 (2017).
  14. Lawlor, M. M. Comfortable quarters for rats in research institutions. Comf Quart Lab Anim. , 26-32 (2002).
  15. Hurst, J. L., Barnard, C. J., Nevison, C. M., West, C. D. Housing and welfare in laboratory rats: welfare implications of isolation and social contact among caged males. Anim Welf. 6 (4), 329-347 (1997).
  16. Hurst, J. L., Barnard, C. J., Nevison, C. M., West, C. D. Housing and welfare in laboratory rats: the welfare implications of social isolation and social contact among females. Anim Welf. 7 (2), 121-136 (1998).
  17. Patterson-Kane, E. G., Hunt, M., Harper, D. Rats demand social contact. Anim Welf. 11 (3), 327-332 (2002).
  18. Panksepp, J. Affective neuroscience: The foundations of human and animal emotions. , Oxford University Press. New York, NY. (1998).
  19. Panksepp, J. The ontogeny of play in rats. Dev Psychobiol. 14 (4), 327-332 (1981).
  20. Lampe, J. F., Burman, O., Würbel, H., Melotti, L. Context-dependent individual differences in playfulness in male rats. Dev Psychobiol. 59 (4), 460-472 (2017).
  21. Melotti, L., Bailoo, J. D., Murphy, E., Burman, O., Wurbel, H. Play in rats: association across contexts and types, and analysis of structure. Anim Behav Cogn. 1 (4), 489-501 (2014).
  22. Panksepp, J., Burgdorf, J. 50-kHz chirping (laughter?) in response to conditioned and unconditioned tickle-induced reward in rats: Effects of social housing and genetic variables. Behav Brain Res. 115 (1), 25-38 (2000).
  23. Mason, G. J., Hampton, C., Würbel, H., Wilson, D. Non-invasively assessing disturbance and stress in laboratory rats by scoring chromodacryorrhoea. Altern Lab Anim. 32 (32), 153-159 (2004).
  24. Brudzynski, S. M. Communication of adult rats by ultrasonic vocalization: biological, sociobiological, and neuroscience approaches. ILAR J. 50 (1), 43-50 (2009).
  25. Wintink, A. J., Brudzynski, S. M. The related roles of dopamine and glutamate in the initiation of 50-kHz ultrasonic calls in adult rats. Pharmacol Biochem Behav. 70 (2), 317-323 (2001).
  26. Burgdorf, J., Panksepp, J., Brudzynski, S. M., Kroes, R., Moskal, J. R. Breeding for 50-kHz positive affective vocalization in rats. Behav Genet. 35 (1), 67-72 (2005).
  27. Burgdorf, J., Kroes, R. A., Moskal, J. R., Pfaus, J. G., Brudzynski, S. M., Panksepp, J. Ultrasonic vocalizations of Rats (Rattus norvegicus) during mating, play, and aggression: behavioral concomitants, relationship to reward, and self-administration of playback. J Comp Psychol. 122 (4), 357-367 (2008).
  28. Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. Ultrasonic vocalizations as indices of affective states in rats. Psychol Bull. 128 (6), 961-977 (2002).
  29. Panksepp, J., Burgdorf, J. "Laughing" rats and the evolutionary antecedents of human joy? Physiol Behav. 79 (3), 533-547 (2003).
  30. Burgdorf, J., Panksepp, J. The neurobiology of positive emotions. Neurosci Biobehav Rev. 30 (2), 173-187 (2006).
  31. National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. , National Academies Press. Washington, D.C. (1996).
  32. National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. , National Academies Press. Washington, D.C. (2011).
  33. Natusch, C., Schwarting, R. K. W. Using bedding in a test environment critically affects 50-kHz ultrasonic vocalizations in laboratory rats. Pharmacol Biochem Behav. 96 (3), 251-259 (2010).
  34. Pellis, S. M. Agonistic versus amicable targets of attack and defense. Aggress Behav. 14 (2), 85-104 (1988).
  35. Panksepp, J., Yovell, Y. Preclinical modeling of primal emotional affects (SEEKING, PANIC and PLAY): gateways to the development of new treatments for depression. Psychopathology. 47 (6), 383-393 (2014).
  36. Cloutier, S., Baker, C., Wahl, K., Panksepp, J., Newberry, R. C. Playful handling as social enrichment for individually- and group-housed laboratory rats. Appl Anim Behav Sci. 143 (2-4), 85-95 (2013).
  37. Hori, M., Hayashi, T., Nakagawa, Y., Sakamoto, S., Urayama, O., Murakami, K. Positive emotion-specific changes in the gene expression profile of tickled rats. Mol Med Rep. 2 (2), 157-161 (2009).
  38. Yamamuro, T., et al. Neurogenesis in the dentate gyrus of the rat hippocampus enhanced by tickling stimulation with positive emotion. Neurosci Res. 68 (4), 285-289 (2010).
  39. Wohr, M., Schwarting, R. K. W. Affective communication in rodents: ultrasonic vocalizations as a tool for research on emotion and motivation. Cell Tissue Res. 354 (1), 81-97 (2013).
  40. Hori, M., et al. Effects of repeated tickling on conditioned fear and hormonal responses in socially isolated rats. Neurosci Lett. 536 (1), 85-89 (2013).
  41. Hori, M., et al. Tickling during adolescence alters fear-related and cognitive behaviors in rats after prolonged isolation. Physiol Behav. 131, 62-67 (2014).
  42. Pellis, S., Pellis, V. The playful brain: venturing to the limits of neuroscience. , Oneworld Publications. Oxford. (2009).
  43. Spinka, M., Newberry, R. C., Bekoff, M. Mammalian play: training for the Unexpected. Q Rev Biol. 76 (2), 141-168 (2001).
  44. Burgdorf, J., Kroes, R. A., Beinfeld, M. C., Panksepp, J., Moskal, J. R. Uncovering the molecular basis of positive affect using rough-and-tumble play in rats: a role for insulin-like growth factor I. Neuroscience. 168 (3), 769-777 (2010).
  45. Werner, C. M., Anderson, D. F. Opportunity for interaction as reinforcement in a T-maze. Pers Soc Psychol Bull. 2 (2), 166-169 (1976).
  46. Burgdorf, J., et al. The effects of selective breeding for differential rates of 50-kHz ultrasonic vocalizations on emotional behavior in rats. Dev Psychobiol. 51 (1), 34-46 (2009).
  47. Mällo, T., et al. Tickling-induced 50-kHz ultrasonic vocalization is individually stable and predicts behaviour in tests of anxiety and depression in rats. Behav Brain Res. 184 (1), 57-71 (2007).
  48. Panksepp, J., Burgdorf, J. Laughing rats? Playful tickling arouses high-frequency ultrasonic chirping in young rodents. Am J Play. 2 (3), 357-372 (2010).
  49. Pellis, S. M., Field, E. F., Smith, L. K., Pellis, V. C. Multiple differences in the play fighting of male and female rats. Implications for the causes and functions of play. Neurosci Biobehav Rev. 21 (1), 105-120 (1997).
  50. Burgdorf, J., Wood, P. L., Kroes, R. A., Moskal, J. R., Panksepp, J. Neurobiology of 50-kHz ultrasonic vocalizations in rats: electrode mapping, lesion, and pharmacology studies. Behav Brain Res. 182 (2), 274-283 (2007).
  51. Panksepp, J. Rough and tumble play: A fundamental brain process. Parent-Child Play. , 147-184 (1993).
  52. Panksepp, J., Siviy, S., Normansell, L. The psychobiology of play: theoretical and methodological perspectives. Neurosci Biobehav Rev. 8 (4), 465-492 (1984).
  53. Pellis, S. M., Pellis, V. C. Rough-and-tumble play and the development of the social brain. Curr Dir Psychol Sci. 16 (2), 95-98 (2007).

Tags

Atferd problemet 135 Domesticated rotter dyrehold håndtering injeksjon medisinsk prosedyre atferd sosial lek ultralyd vocalization affektive tilstand habituering positive følelser laboratorium dyrevelferd
Kiling, en teknikk for å indusere positiv innvirkning ved håndtering av rotter
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Cloutier, S., LaFollette, M. R.,… More

Cloutier, S., LaFollette, M. R., Gaskill, B. N., Panksepp, J., Newberry, R. C. Tickling, a Technique for Inducing Positive Affect When Handling Rats. J. Vis. Exp. (135), e57190, doi:10.3791/57190 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter