Summary
Denna artikel visar standardiserade tillämpningen av lekfull hantering, en kittlande teknik utformad för att efterlikna råtta hårda spela. Denna teknik är effektiva på att minska rädda reaktioner till människor och genererar positiva påverkar när råttor hanteras för vanliga aktiviteter i djurhållning och medicinsk och forskning förfaranden såsom injektion.
Abstract
Hantering av små djur som råttor kan leda till flera negativa effekter. Dessa inkluderar rädsla för människor, motstånd mot hantering, ökad skaderisk för både djuren och händerna på sina handlers, minskat djurskydd, och mindre giltig forskningsdata. För att minimera negativa effekter på experimentella resultat och människor och djur relationer, är försöksdjur ofta vana att hanteras. Metoderna för tillvänjning är dock mycket varierande och ofta begränsad effektivitet. Mer potent, är det möjligt för människor att efterlikna aspekter av djurens lekfull hårda beteende under hantering. När tillämpas på laboratoriet råttor på ett systematiskt sätt, ger detta lekfull hantering, kallad kittlande, konsekvent upphov till positiva beteendemässiga svaren. Denna artikel ger en detaljerad beskrivning av en standardiserad råtta kittlande teknik. Denna metod kan bidra till framtida undersökningar positiva känslomässiga stater i djur, gör det enklare att hantera råttor för gemensamma djurhållning aktiviteter såsom bur ändra eller medicinsk forskning förfaranden såsom injektion och genomföras som en källa till social berikning. Slutsatsen är att denna metod kan användas för att effektivt och praktiskt minska råttornas fearfulness av människor och förbättra deras välbefinnande, samt tillförlitligt modell positiva känslomässiga stater.
Introduction
Hantering av små djur, kan såsom Hembiträde råtta (Rattus norvegicus) höll i laboratorier och husdjur, som orsaka betydande ökningar i beteendemässiga och fysiologiska indikatorer på stress1, liksom aversiva Svaren tyder på känslomässigt lidande2. Hantering av råttor kan utlösa rädsla baserade svaren mot människor3,4, vilket kan försvåra vidare hantering, ökar risken för skador på både djur och handler och begränsa giltigheten av experimentella data5.
För att undvika negativa effekter av hantering på experimentella resultat och människor och djur relationer, är det vanligt att tillåta tid för nyförvärvade unga djur till habituerar till mänsklig interaktion innan du tilldelar dem till experimentella behandlingar. Under acklimatiserings kan vaktmästare utsätta råtta till en serie av händelser som kan vara mycket variabel i både form och varaktighet. Dessa kan omfatta passiv exponering för människor, röra, lyfta, petting, hålla, talar, och erbjuder mat behandlar. Även kombinationer av sådana förfaranden har rapporterats minska rädsla för människor6, är det oklart vilka specifika metoder är mest effektiva för användning av upptagen djur vaktmästare. I området i närheten finns det rapporter att råttor kan ha antingen negativa svar, eller åtminstone ingen positivt svar, till några av dessa enskilda tekniker2,7,8,9.
Däremot stöder rikliga bevis slutsatsen att kittlande, en hantering teknik som härmar aspekter av råttor, lekfull hårda beteende är en robust fördelaktig form av sociala kontakter, särskilt för unga råttor10, 11,12,13. Råttor är mycket sociala däggdjur, vilket framgår av att observera tiden de tillbringar spela tillsammans som ungfisk14 och deras starka motivation att återupprätta och upprätthålla social kontakt med artfränder15,16, 17. Rat kittlande bygger på den lekfulla sociala karaktären av råttor att omvandla hantering till en positiv upplevelse. Detta koncept utvecklades ursprungligen som en modell för att undersöka den neurobiologiska grunden för positiva affektiva påstår framkallat av sociala spela beteende7. Sedan dess har har råtta kittlande använts i över 56 olika experiment, 22 varav jämfört kittlande till andra hantering teknik13.
Råttans hårda spela kännetecknas av två viktiga beteenden: ”dorsala kontakt” och ”pin” (figur 1)18,19. Under hårda gång, en råtta initierar leken genom att göra dorsala kontakt med partnerns nacken. Mottagaren svarar genom rullande böjningsform och är nålas ner av initieraren stående ovanför19. Leken fortsätter med råttorna turas om att vara i varje position, ovanpå och under18. Mänskliga hanterare kan efterlikna de två viktigaste komponenterna i hårda spela genom att växla mellan kontakt med en råttas nacken (dorsala kontakt) och ventrala yta (pin) med kraftig, snabba rörelser på fingrarna liknar de som används när kittlande barn. Naturligtvis, är kittlande inte en exakt kopia av råtta hårda spela eftersom råttor inte kan fästa den mänskliga handen under kittlande. Nivån av engagemang av individer i hårda play och kittlande kan faktiskt skilja sig20,21. Trots detta verkar det att kittlande åberopar samma belöningsmekanismer som hårda lek bland artfränder. Kittlande soliciteds aktivt av djuren och kan tjäna som en belöning för operant inlärning, bidrar bevis för att bli kittlade väsentligen är givande för unga råttor7,11,12, 13 , 22. även om råttor har också rapporterats att lära en operant uppgift i utbyte mot mild strök som belöning, de var snabbare att närma sig av en person som erbjuder kittlande jämfört strök7hand.
Stiften används i kittlande kan tyckas liknar vanliga fastspänningsprocedurer men det finns bevis att råttor uppfattar dessa typer av hantering av olikt. När råttor hindras upprepade gånger, utsöndrar som för en injektionsproceduren, de överdriven porfyriner resulterar i chromodacryorrhea (”röda tårar”)8. Chromodacryorrhea uppstår i svar på akuta stressorer och orsakar hud och päls runt ögon och näsa att bli missfärgade en rödaktig färg23. När flera gånger höll ned och fastspända på ryggen som i en PIN-kod, råttor visade mindre attraktion för människor än när kittlade12. Dessa resultat innebär att de upprepade korta begränsningar och pressmeddelanden under kittlande uppfattas annorlunda än icke-lekfull återhållsamhet. Således har den precisa teknik som används i kittlande viktiga konsekvenser för att generera ett positivt Affektiva tillstånd i motsats till bidrar till att hantera stress.
Övervaka effekten av kittlande på råtta Affektiva tillstånd kan enkelt åstadkommas genom att gå till råttornas vocalizations. Råttor framställs vanligen två kategorier av ultraljud läten (USVs), på runt 22-kHz och 50 kHz, förutom hörbara vocalizations. De 22-kHz-USVs uppstår vanligtvis när förskottsbetalande aversiva händelser och är tillsammans med förhöjda hjärnan kolinerga aktivitet24. Därför anses 22 kHz USVs indikerar en negativ Affektiva tillstånd av ångest. De 50-kHz-USVs, särskilt av frequency-modulated ”drilla” typ. (figur 2), generellt förknippas med givande situationer och stimuli och åtföljs av ökad dopaminerg aktivitet24,25. Därmed anses uttryck för riklig 50 kHz USVs återspegla en positivt Affektiva tillstånd24,26,27,28. Slutligen är hörs läten vanligtvis förknippas med, och därför används som markörer för, fysisk smärta och obehag. Differentiell produktionen av dessa tre former av vocalizations erbjuder därmed en tillförlitlig redovisning av förändringar i affektiva delstaten råttor26. Råttor producera USVs på runt 22-kHz under exponering för rovdjur, exponering för smärtsamma stimuli såsom foten chock och mellan manliga kämpar28. Strök har också rapporterats att framkalla flera 22 kHz USVs naiv råttor, slutsatsen som negativt påverkar2. Däremot när kittlade av människor, som när engagerade i hårda lek med andra råttor, producerar råttor många 50-kHz USVs. Härav följer att graden av 50 kHz USVs ger ett graderat mått på det positiva affektiva svar som genereras av kittlande29,30.
Befintliga beskrivningar av ”hur att kittla en råtta” är ganska kort och kan leda till varierande resultat. Ytterligare, novis ”råtta ticklers” kan vara alltför försiktiga i sina försök att efterlikna hårda spela. Orden ”kittla kraftigt” är lättare att förstå när visat visuellt. Därför, målet i denna artikel är att ge en detaljerad beskrivning och demonstration av hur du efterlikna råttornas positiva lekfulla interaktioner i ett effektivt och konsekvent sätt som tillförlitligt väcker positiva reaktioner från de flesta råttor när de hanteras. Detta protokoll beskriver en standardiserad kittlande teknik och förklarar hur kittlande kan kombineras med förfaranden såsom återhållsamhet och injektion för att minska potentiellt obehagliga affektiva erfarenheter.
Protocol
Alla experiment utfördes i enlighet med den nationella institut för hälsa Guide för vård och användning av laboratoriedjur31,32 på faciliteter ackrediterade av AAALAC International och godkändes av det Washington State Universitet institutionella djurens vård och användning kommittén. Följande protokoll kan utsätta personal för laboratorium djur allergener. Personlig skyddsutrustning ska användas som rekommenderas av de institutionella hälsa och säkerhet program och hälsovård providers. Protokollet skildrar förfaranden enligt typisk laboratorium boendeförhållanden men kunde anpassas för användning i högre-biosäkerhet anläggningar (t.ex. genom att använda en biosäkerhet skåp, etc.).
1. beredning av utrustning och inställningar
- Hantering rutan
- Förbereda ett djurs buren eller annan inhägnad för kittlande, nedan kallad rutan hantering.
- Kontrollera att rutan hantering är tillräckligt stor för att ge utrymme för den tickler's hand och för råttorna att flytta runt samtidigt som den hindrar dem från att hoppa ut.
- Kontrollera att rutan hantering är fritt från hinder. Således, om genomför kittlande i buren, ta bort eventuella föremål såsom hyddor, gnagande pinnar och plisserat papper.
- Line rutan hantering golv med sängkläder33. Andra typer av mjuka golv locket kan användas men är inte lika effektiva på framkalla 50 kHz vocalizations13.
- Placera rutan hantering på en tabell eller en bänkskiva på en höjd som gör den hanterares hand att bekvämt nå den hela golvytan i rutan hantering.
- Minimera effekten av nyhet av tillvänjning råttorna till rutan hantering före kittlande, om det behövs.
- Timer: För att ange början och slutet av 15 s skjutningarna, placera en tidtagningsanordning nära rutan hantering där det lätt kan läsas. Alternativt kan en auditiv tidsignal överföras till tickler genom hörlurar.
- Vocalization inspelning
- Om vocalizations registreras att kvantifiera olika vocalization typer för forskningsändamål, använda en mikrofon kan fånga 10-120 kHz bredband ljud, ansluten till en enhet som klarar inspelning högfrekventa ljud.
- Avbryta eller Fäst mikrofonen på ovansidan eller sidan av rutan tillräckligt låg för att tydligt identifiera samtal och undvika förvirring med samtal från råttor i närliggande burar, men fysiska oåtkomligt för råttorna.
- Om vocalizations behöver endast kontrolleras för att bekräfta korrekt kittlande teknik, sedan använda en fladdermus detektor och ställa upp på sidan av lådan. Om du använder en enkel, heterodyn detektor, Ställ in enheten på 50 kHz.
- Laboratoriet handskar: Använd en kala eller glest behandskade hand när kittlande. Kittlande tekniken utvecklades med en bare hand. Men är ett tunt behandskade hand också effektiv på förmå lekfulla beteende och 50 kHz USV produktion samtidigt som hanteraren ska känna mängden tryck som tillämpas på råttans kropp och känna råttans svar via handsken.
2. kittlande förfarande
- Sätta på laboratoriet handskar, om det behövs. Ta buren till en tabell eller workbench. Försiktigt över råtta till rutan hantering om inte kittlande utförs i buren. Starta timern och ljudupptagning vid behov.
- För konsekvent tillämpning alternera mellan 15 s av handkontakt och 15 s release från kontakt för sammanlagt 2 min. Denna längd samspel har befunnits tillräckligt för att öka attraktionen av råttor till människor11.
- För att påbörja den kittlande sessionen med en 15 s release, placera handen orörlig i ena sidan av rutan hantering. Närvaron av handen kan råttor att värva interaktion genom att rikta slickar och ljus valsnyp (nibbles) mot handen, som anger råttans intresse att interagera22. När detta inträffar, flytta handen från råtta, som kan värva lekfullt jagar av handen av råtta. Alternativt lämna handen ur lådan under 15 s frigöraren.
- Följ lanseringen med 15 s av kittlande, inleda samverkan med en dorsal kontakt (2-4 s). Med en hand, kraftigt tryck råttans nacken (dorsala ytan av halsen) med fingertopparna med snabba fingerrörelser som vanligen utförs i mänskliga kittlande. Undvik kontakt med gumpen eftersom detta område av kroppen är riktad under aggressiva möten34.
- Följ den dorsala kontakten med en PIN-kod. Placera tummen och långfingret under råttans frambenen; lyft råtta, bara tillräckligt hög för att möjliggöra snabbt slå råttan på ryggen samtidigt svansen inte få snodda.
Obs: Det kan hjälpa att lätt trycka på baksidan av råtta med lillfingret när att slå råttan på ryggen. - Håll råttan löst, men bestämt; vara påstridig men inte kraftfullt. När råttan är på rygg på golvet, håll kroppen ned löst medan du flyttar fingrarna snabbt och kraftfullt men skonsamt på magen, som ofta används i mänskliga kittlande.
- Även stimulering är snabb och offensiv, hålla den fästa Rask (2-4 s/stift) för att minimera negativa reaktioner. Låt råttan att just sig själv och snabbt följa med en dorsal kontakt.
- Fortsätta att alternera mellan dorsala kontakter och stift. I genomsnitt bör det vara 4 till 5 stift/15 s35.
- Inte plocka upp råtta med båda händerna. Under 15 s av kittlande, alltid hålla fingrarna i rörelse och kontakt med råttans kropp, även i övergångar mellan stift och dorsala kontakter.
- Utföra tre ytterligare 15-s kittlar och 15-s utgåvor för totalt 2 min.
- Om du använder en hantering låda, återgå råtta till dess buren. Om du använder buren, tillbaka platsen anrikning objekt i buren. Rengör rutan hantering med hushållspapper för att ta bort avföring och urin inte absorberas av sängkläder.
- Upprepa med nästa buren av råttor.
3. kittlande flera råttor samtidigt
- Råttor kan vara kittlade som en grupp36. Om hantering varaktighet inte är relevant, alternativa kittlande varje råtta för 15 s. Varaktigheten av den kittlande sessionen kan utvidgas utöver 2 min så att varje råtta får fyra anfall av kittlande handkontakt interspersed av release.
- Om hanteringen är relevanta för forskningsresultat, Använd sedan följande procedurer:
- För par, kittla en tjalla för 15 s omedelbart följt av kittlande andra råttan för nästa 15 s (dvs., under lanseringen av den första rat), och så vidare. Tickler har inte en viloperiod.
- För trillingar, använda det förfarande som beskrivs i punkt 3.2.1 att kittla två råttor och kittla den tredje en samtidigt som en av de andra med den andra handen.
- För grupper om 4 eller fler råttor, kittla varje råtta eller par råttor för 15 s. Varaktigheten av den kittlande sessionen kan utvidgas utöver 2 min efter behov.
Representative Results
Faktorer som påverkar eller kan påverka, sammanfattas Svaren till kittlande i tabell 1. Positiva resultat från råtta kittlande har angivits av flera åtgärder av råtta välfärd och positiv effekt. Vanliga fynd omfatta ökad produktion av 50 kHz USVs, ökad strategi beteende och ökad användarvänlighet hantering. Rapporterade effekter av råtta kittlande på genetiska och cellulär nivå omfattar förändrad genexpression i hypotalamus37och ökade neurogenes i dentate gyrus hippocampus38,39. Resultaten tyder på minskad generaliserad ångest och rädsla för människor rapporteras också såsom minskad latens tillvägagångssätt i 9 olika experiment13, mindre frysning efter rädsla luftkonditionering40,41, och ökade poster in i centrera av ett öppet fält arena av individuellt inhysta råttor36. För ytterligare information se Lundberg et al., identifierar som uppvisar en systematisk genomgång av den kittlande litteraturen som 22 rapporter undersöker resultatet av råtta kittlande i jämförelse med andra tekniker13.
Nästa, specifika exempel på resultat som kan erhållas när kittlande tekniken är ihopparad med återhållsamhet och inom peritonealdialys (IP) injektion förfaranden beskrivs.
Sprague-Dawley-råttor (hanar; 85-94 dagars ålder; n = 48) kittlade i 2 min omedelbart före och efter IP-saltlösning injektion dagligen i 10 dagar, särskilt i kombination med den juvenila kittlande upplevelse (2 min/dag från 25-45 dagars ålder), produceras mer 50-kHz USV bara innan (GLM ANOVA, F3, 44 = 9,59, p < 0,0001, Figur 3A) och bara efter (F3, 44 = 8,74, p = 0,0001, Figur 3B) injektion (Tukey-Kramer, p < 0,05) jämfört med råttor som utsätts för en passiv hand10. Under faktiska kort leverans av injektionen, dämpades produktionen av 50 kHz USVs (menar ± SE, 15 ± 1,4 USVs/min) och hantering av behandling hade ingen effekt på deras kurs10. Slutsatsen var att kittlande, när den tillämpas både före och efter en injektionsproceduren, inducerad ett positivt Affektiva tillstånd som dämpade motvilja av förfarandet, särskilt för dem som hade utsatts för kittlande som ungfisk.
Ta reda på om kittling skulle vara effektiv om reduceras till före eller efter en injektion i stället för både och, om så, då skulle vara bättre, jämfördes råtta Svaren till kittlande före, efter och före-efter injektion. 50 kHz USVs och hörbart samtal mättes som indikatorer av positiva och negativa påverkar, respektive12. Sprague-Dawley-råttor (hanar; 32-41 dagars ålder; n = 96) var antingen återhållsamma och en daglig IP saltlösning injiceras (INJ) eller återhållsamma utan att få en injektion (kontroll, CON), och utsätts för en av följande behandlingar: ingen kittlande, råttorna var inte beröring före och efter förfarandet återhållsamhet (TN); kittlade i 2 min strax innan (TB), efter (TA), eller före och efter (TBA) återhållsamhet12. I de 2 min före återhållsamhet, råttor från behandlingar som fått kittlande innan återhållsamhet (TB, TBA) produceras de mest 50-kHz-USVs (GLMM ANOVA, F3,88 = 49.19, p < 0,0001, Figur 3 c). TA och TN råttor skilde sig inte av USVs produceras innan förfarandet återhållsamhet. Under förfarandet produceras någon råtta som fick kittlande (TA, TB, TBA) mer 50-kHz USV än de som var inte kittlade (TN; F3,88 = 50,67, p < 0,0001, Figur 3D). Bland kittlade råttor produceras de som får kittlande före ingreppet (TB, TBA) mer 50-kHz USVs under fasthållningsanordningen jämfört med de som kittlade efteråt (TA; p < 0,05). Under perioden 2-min efter ingreppet produceras råttor i alla kittlade grupper (TA, TB, TBA) mer 50-kHz-USVs än de som var inte kittlade (TN; F3,88 = 53.64, p < 0,0001, Figur 3E). Dessutom under förfarandet, råttor kittlade före återhållsamhet (TB, TBA) produceras färre hörbart samtal jämfört med råttor som gjorde inte fått kittlande (TN), medan råttor kittlade efteråt (TA) inte skilde sig från dem i de andra grupperna (F3,88 = 3.67, p= 0,02; Figur 3F). Resultaten visar att kittlande råttor innan besöksförbud dem för en IP-injektion producerade tecken på större positiv effekt över perioderna före, under och efter ingreppet än kittlande endast efter återhållsamhet12.
Vaktmästare tillämpas en av följande behandlingar, hantering på råttor (Sprague-Dawley hanar; n = 32) från 57 till 74 dagar ålder: (1) Minimal hantering en gång i veckan på cage ändra; (2) exponering till en passiv hand för 2 min dagligen; (3) 2 min av kittlande varje dag, att efterlikna sociala spela; (4) 2 min dagligen återhållsamhet på råttans rygg, simulera obesvarade fastlåsning av en dominerande11. Under den timmen efter en IP tillbringade injektion, råttor från Tickled och passiva behandlingar mer tid uppfödning i den främre halvan av buren, nära där forskaren stod, jämfört med råttor från den minimala och återhållsamhet behandlingar (GLM ANOVA, F3, 27 = 5,70, p = 0,004; Figur 3 g). Dessutom Tickled råttor yttras mer 50-kHz USVs än råttor vid passiv behandling när de utsätts för en bekant eller obekant hand i 3 min i ett mänskligt synsätt test (logg-omvandlad medelvärde ± SE samtal/min, Minimal: 0,7 ± 0,26, passiv: 0,6 ± 0,18, kittlade: 1,8 ± 0,30, Återhållsamhet: 1,4 ± 0,28; F3,28 = 4,04, p = 0,02). Således en passiv hand enkel närvaro hjälpt tillvänjning av råttor till människor i förhållande till minimal hantering, men kittlande var den mest effektiva metoden för att producera ett positivt svar mot människor11.
Figur 1: råtta handgemängen lekuppförande. (A) dorsala kontakt; (B) fästa18. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: 50-kHz ultraljud vocalizations av frekvens modulerad ”drilla” typ. Fem trill vocalizations tillverkades i 1 s av en råtta under kittlande. De horisontella linjerna på 17 - 25- och 70-kHz producerades av elektronisk utrustning i rummet (t.ex., dator, mikrofon, kamera).
Figur 3: svaren från honråttor som exponerats för kittlande före eller i kombination med, experimentella procedurer såsom inom peritonealdialys (IP) injektioner. (Medelvärde ± SE samtal/min) andelen 50 kHz USVs att produceras (A) och (B) efter en injektionsproceduren av vuxna manliga råttor utsätts till minimal hantering (M) eller kittlande (T) som ungfisk och en passiv hand (P) eller kittlande (T) omedelbart före och efter injektion (ger fyra behandling kombination: M-P, T-P, M-T, T-T); från Cloutier o.a. 10. andelen 50 kHz USVs (medelvärde ± SE samtal/min) produceras (C) innan, (D) under och (E) efter återhållsamhet (med eller utan en IP-injektion) en gång dagligen i 10 dagar av unga manliga råttor som fick ingen kittlande (TN) eller kittlande innan (TB), efter (TA), eller både före och efter (TBA) förfarandet. och (F) graden av hörbara samtal produceras under återhållsamhet. från Cloutier o.a. 12. (G) varaktighet (medelvärde ± SE s) uppfödning i närheten forskaren under 1 min efter en IP-injektion av hanråttor som utsätts för minimal, passiv, kittla eller fasthållningsanordningen för hantering av vaktmästare; från Cloutier o.a. 11. barer med olika bokstäver (a, b, c) indikerar skillnader i parvisa jämförelser (Tukey-Kramer, p < 0,05). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
| Faktor | Effekt | Referenser | |||
| Inneboende | |||||
| Ålder | Ingen skillnad i 50-kHz ultraljud läten (USVs) råttor åldrarna 24-44-89-92 dagar gammal | 18, 29, 42 | |||
| Minskning av 50 kHz USVs för råttor från 71 dagar gammal till 148 dagar gammal | 29 | ||||
| 17 dag gamla män gjort många 50-kHz-USVs med mer än 7-9 månad gamla hanar | 43 | ||||
| Råttor som kittlade som både ungdomar och vuxna visade mest positiva resultaten jämförs med råttor bara kittlade som ungdomar eller vuxna. | 10 | ||||
| Sex | Hanråttor produceras mer 50-kHz USVs 44 och 71 dagar gamla, men kvinnor produceras mer 50-kHz USVs på 148 dagar gammal | 29 | |||
| Hanråttor produceras mer 50-kHz USVs än kvinnor 44 och 58 dagar. | 43 | ||||
| Inga könsskillnader i 50-kHz USVs i 96 juvenila råttor som Long-Evans eller 52 unga Wistar råttor | 42, 44 | ||||
| Kvinnliga unga Wistar råttor produceras mer 22 kHz USVs än män | 44 | ||||
| Interindividuella skillnader | Råttor som yttras mer 50-kHz USVs visade minskad strategi tid till själv administreras kittlande, ökade positiva omdöme bias efter kittlande och ökade Hippocampus cellproliferation efter kittlande | 27, 37, 45 | |||
| Mer lekfull råttor produceras mer 50-kHz USVs | 43 | ||||
| Stam | Inte rapporterade, men anekdotiska bevis tyder råttor från olika stammar och uppfödare skiljer sig i deras svar på kittlande. Rat linjer avvek när markerats när hög vs 50 KHz USVs löde svar på kittlande. | 22, 26, 42, 46 | |||
| Tidigare erfarenhet av kittlande | Ökad produktion av 50 kHz ultraljud USVs | 12 | |||
| Extrinsic | |||||
| Sängkläder | Råttor produceras mer 50-kHz USVs när kittlade på bekant sängkläder vs inga sängkläder | 33 | |||
| Stress | Kittlande råttor 1 timme, men inte 23 timmar, efter återhållsamhet stress minskat 50 kHz USVs produktion | 47, 48 | |||
| Timing | Kittlande råttor innan injektion var mer effektiva för att öka 50 KHz USVs än kittlande efter injektion | 12 | |||
| Sex av handler | Ingen effekt som hittade | Panksepp, J. 2014 opublicerade uppgifter | |||
| Förtrogenhet med råtta med handler | Råtta produceras mer 50-kHz USVs och tillbringade mer tid nära en bekant jämfört med en obekant tickler | 11 | |||
| Handler kittlande upplevelse / vigor av kittling av handler | Påverkade produktionen av 50 kHz USVs men inte preferens och tillvägagångssätt beteende | Cloutier, S. 2011, opublicerade data | |||
| Varaktigheten av pins av handler / frekvens av växlingen mellan dorsala kontakter och stift | Lägre frekvens av nibbles (tolkas som spelar värvning) var riktad till en hand som införande av 15-s pins (återhållsamhet) än en hand som ger kittlar med flera dorsala kontakter och stift per 15 s | 11 | |||
| Odoranter (t.ex. parfym, schampo, rakkräm) används av hanteraren | Inte rapporterade | ||||
| Social gruppstorlek | Enskilda bostäder ökade positiva Svaren till kittlande jämfört med gruppen bostäder i de flesta experiment. Kittlande grupp-inrymt råttor med bur kompisar i buren minskas denna skillnad | 7, 22, 27, 36 | |||
| Ljusintensitet | Kittlande på 1000 lux minskat 50 kHz USVs jämfört med 25 lux. | 43 | |||
| Buller | Inte rapporterade | ||||
| Cage rengöring innan kittlande | Inducerad produktionen av 22-kHz USVs hos vissa råttor | 12 | |||
| Tid på dagen | Ingen effekt på 50 kHz USVs produktion när de utförs i början eller slutet av perioden ljus. Kittlande råttor i början/slutet av ljus perioden vs mitten av ljus eller mörk period inte har ännu jämförts | Cloutier, S. 2011, opublicerade data | |||
Tabell 1: Lista över faktorer som påverkar eller kan påverka, svaren av råttor på kittlande, en lekfull hantering teknik avsedda att efterlikna råtta hårda spela.
Discussion
Det här protokollet beskriver en teknik för råtta kittlande, en lekfull hantering teknik härma råtta hårda play beteende som är effektiv i att generera vocalizations vägledande positivt påverka och öka strategi beteende när råttor hanteras för gemensamma djurhållning eller medicinsk och forskning förfaranden såsom IP-injektion.
Sociala lek, en vanligtvis positiv form av sociala kontakter, har föreslagits att hjälpa kalibrering av känslomässiga reaktioner på skrämmande situationer42,43, och generera motståndskraft mot ångest och depression44. Av symtom liknande råtta sociala spela, kittlande verkar ha liknande positiva effekter7. Därför, för tillämpningen av kittlande ska lyckas framkalla positiva känslomässiga stater, är det viktigt att komma ihåg att handen är avsedd att fungera som ”play partnern” under den kittlande. Handen är attraktiva eftersom den simulerar de beteenden som råttor förväntar sig och njuta av från en annan råtta under hårda spela. Därför lyfta håller råttan med båda händerna härma inte råtta lek och kanske inte har samma effekt. I själva verket lär laboratorium råttor att undvika icke-lekfull begränsningar där en hanterare håller dem med ena handen och smeker dem med den andra hand45. Under råtta kittlande är det också viktigt att flytta handen tryggt och mer bestämt, samtidigt som den är livlig och lekfull. Hålla den fästa Rask (2-4 s/pin) bör minimera negativa reaktioner eftersom i hårda lek mellan råttor, upprepade fastnålnings leder till prångla 22 kHz USVs18.
Även om juvenila råttor är mer lekfulla och Visa starkare Svaren till kittlande än vuxna råttor18, har kittlande i vuxen ålder också fördelar10. Kittlande råttor när unga har också visat sig ha fördelar senare i livet36, vilket tyder på att råttor uppleva en långvarig positiv effekt på deras känslomässiga reaktion på mänsklig närvaro. Könsskillnader i svar på kittlande är inkonsekvent, med rapporter om inga könsskillnader i juvenila råttor46,47, juvenila hanar producerar mer 50-kHz läten och färre 22 kHz vocalizations än juvenila honor29 ,48,39och äldre honor producerar mer 50-kHz vocalizations än samma ålder män29, liknande fynd för sociala spela49.
Effektiviteten av kittlande tekniken kan bedömas med hjälp av rat rörelsemönster och läte. Råttor kommer att knapra och slicka den hanterares fingrar under 15-s perioder av release efter kittlande11. Nibbles är lätt, icke-skadevållande biter som har beskrivits som spela-värvning beteende hos unga råttor22. När hanteraren flyttar handen runt rutan hantering, råtta följer och jaga den. Råttor, särskilt unga sådana, kommer också springa, rusa runt rutan mellan kittlande anfall och visar en tydlig ökning i aktivitet efter en kittlande skjutningen, liknande till aktiviteten körs som kännetecknar hårda spela. Om råttan förblir orörlig under pressmeddelanden, justering av kittlande tekniken, som att minska pin behövs varaktighet eller ger färre pins, förmodligen. Det är bäst att ge pins med kort varaktighet för första kittlande session. Varaktighet och antal pins kan ökas som råttorna vänja kittlande. Råttor uttala 50 kHz USVs, inklusive drillar, under kittlande och mellan kittlande anfall. En gradvis ökning av antalet drillar produceras under 15-s utgåvor kan ses under de första två veckorna av dagliga kittlande innan stabilisera47. Individuella skillnader kan skratta råttor skall indelas i höga och låga uppringare som svarar olika på stress, ångest och likgiltighet46,47,50.
Rat kittlande har använts framgångsrikt att framkalla positiva inverkan som bedöms utifrån produktionen av 50 kHz USVs under kittlande13. Det har nyligen genomförts som en teknik för att minska rädsla för människor i råttor och begränsa deras motvilja av medicinska och forskning förfaranden såsom injektion. Tyder att när föreskrivs endast 2 min dagligen per djur, kittlande är en effektiv och praktisk metod för att minska undvikande av människor11. Med tanke på att juvenila råttor kommer att spela tillsammans för ca 60 min dagligen51,52,53, kittlande för 2 min dagligen är praktiska men förmodligen för kort för att replikera de fulla effekterna av sociala lek bland råttor. Sällskapsdjur råtta ägare, som i allmänhet har mer tid för att hantera sina råttor än laboratoriet vaktmästare, kan ge råttor ytterligare kittlande så länge råttorna fortsätta att svara positivt. Baserat på Burgdorf o.a. 44 , 45, de första 15 min av hårda lek verkar vara den mest positiva för råtta. I sin tur kan det vara mer effektivt att kittla råttor för perioder på upp till 15 min, speciellt om för en motiverad orsak de inte kan hållas i en social grupp. En mer varierad teknik än den metod som beskrivs här kan vara baserat på spela som ”utbildning för det oväntade”38, dock behövs för att bibehålla lekfullheten längre kittlande sessioner. Extra kittlande sessioner varje dag kan också vara fördelaktigt så länge andra biologiskt viktiga aktiviteter som sömn och föda inte är nedsatt. Samt bidra till att förbättra wellen-being av laboratorium och sällskapsdjur råtta, beskrivs standardiserade kittlande tekniken kan användas i fortsatt forskning som syftar till att förstå effekterna av sociala lek och dess komponenter på beteendevetenskapliga, sociala och hjärnan utveckling.
När kittlande utfördes kring injektion, särskilt när de kombineras med kittlande förkunskaper (slutdatum 40-50 dagar tidigare), den ökade 50 kHz USV priser före och efter injektion och reducerade hörbart samtal under injektion10 . Således kittlande verkar har mildrat de negativa effekterna av IP-injektioner, särskilt i råttor vana vid kittlande som ungfisk10. Även om kittling inte hindrade obehag i samband med injektionen som bedömts utifrån produktionen av hörbara samtal, ökade den 50 kHz USVs jämfört med kontroll villkora, före, under och efter den återhållsamhet förfarande12. Enligt 50-kHz USV uppgifter var den mest effektiva tidpunkten för tillämpning av kittling strax innan snarare än efter den återhållsamhet förfarande12. Kittlande råttor innan injektionen hade en överföring som effekt att förhöjda positiva påverka under den procedur12. Kittlande kan därför minimera potentiella negativa effekter av rutinmässiga medicinska procedurer på råtta välbefinnande och beteende. Mer forskning är nödvändigt att fastställa hur tekniken kunde kopplas ihop effektivt med andra injektionsteknik och andra medicinska/experimentella procedurer.
Sammantaget har vi visat att råtta kittlande resulterar i positiva resultat såsom ökad produktion av 50 kHz USV och tillvägagångssätt beteende, samt minskad undvikande av människor och motståndskraft mot hantering. Vi rekommenderar råtta kittlande som en livskraftig metod för att förbättra råtta välfärd och modellering positiva känslomässiga stater.
Disclosures
Författarna förklarar att de har något att avslöja.
Acknowledgments
Sylvie Cloutier, Megan LaFollette, Brianna Gaskill och Ruth Newberry vill ägna denna artikel till minne av Jaak Panksepp, vår älskade medförfattare, som gick bort under slutfasen av att slutföra detta manuskript. Vi minns Jaak ömt som ”Fadern av råtta kittlande” - hans insikter i djurs känslor utgör grundläggande inspiration för detta arbete. Detta material bygger delvis på arbete som stöds av ett Washington State University veterinärmedicinska sommaren, en Animal Welfare Enhancement Award från Animal Welfare Institute och en ”Grant för djur laboratorievetenskap” från amerikanska Föreningen för försöksdjursvetenskap. Publicering av denna artikel var sponsrad av Petco djur leveranser, Inc. Vi vill tacka Carol Dowell och Purdue Universitys laboratorium djur Program för att tillåta oss att kittla deras råttor för att skjuta.
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. |
References
- 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).
- Brudzynski, S. M., Ociepa, D. Ultrasonic vocalization of laboratory rats in response to handling and touch. Physiol Behav. 52 (4), 655-660 (1992).
- Davis, H., Pérusse, R. Human-based social interaction can reward a rat's behavior. Anim Learn Behav. 16 (1), 89-92 (1988).
- Hurst, J. L., West, R. S. Taming anxiety in laboratory mice. Nat Methods. 7 (10), 825 (2010).
- Sherwin, C. M. The influences of standard laboratory cages on rodents and the validity of research data. Anim Welf. 13 (1), 9-15 (2004).
- 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).
- Burgdorf, J., Panksepp, J. Tickling induces reward in adolescent rats. Physiol Behav. 72 (1-2), 167-173 (2001).
- 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).
- Werner, C. M., Anderson, D. F. Opportunity for interaction as reinforcement in a T-maze. Pers Soc Psychol Bull. 2 (2), 166-169 (1976).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Lawlor, M. M. Comfortable quarters for rats in research institutions. Comf Quart Lab Anim. , 26-32 (2002).
- 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).
- 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).
- Patterson-Kane, E. G., Hunt, M., Harper, D. Rats demand social contact. Anim Welf. 11 (3), 327-332 (2002).
- Panksepp, J. Affective neuroscience: The foundations of human and animal emotions. , Oxford University Press. New York, NY. (1998).
- Panksepp, J. The ontogeny of play in rats. Dev Psychobiol. 14 (4), 327-332 (1981).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Brudzynski, S. M. Communication of adult rats by ultrasonic vocalization: biological, sociobiological, and neuroscience approaches. ILAR J. 50 (1), 43-50 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- Knutson, B., Burgdorf, J., Panksepp, J. Ultrasonic vocalizations as indices of affective states in rats. Psychol Bull. 128 (6), 961-977 (2002).
- Panksepp, J., Burgdorf, J. "Laughing" rats and the evolutionary antecedents of human joy? Physiol Behav. 79 (3), 533-547 (2003).
- Burgdorf, J., Panksepp, J. The neurobiology of positive emotions. Neurosci Biobehav Rev. 30 (2), 173-187 (2006).
- National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. , National Academies Press. Washington, D.C. (1996).
- National Research Council. Guide for the care and use of laboratory animals. , National Academies Press. Washington, D.C. (2011).
- 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).
- Pellis, S. M. Agonistic versus amicable targets of attack and defense. Aggress Behav. 14 (2), 85-104 (1988).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Hori, M., et al. Tickling during adolescence alters fear-related and cognitive behaviors in rats after prolonged isolation. Physiol Behav. 131, 62-67 (2014).
- Pellis, S., Pellis, V. The playful brain: venturing to the limits of neuroscience. , Oneworld Publications. Oxford. (2009).
- Spinka, M., Newberry, R. C., Bekoff, M. Mammalian play: training for the Unexpected. Q Rev Biol. 76 (2), 141-168 (2001).
- 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).
- Werner, C. M., Anderson, D. F. Opportunity for interaction as reinforcement in a T-maze. Pers Soc Psychol Bull. 2 (2), 166-169 (1976).
- 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).
- 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).
- Panksepp, J., Burgdorf, J. Laughing rats? Playful tickling arouses high-frequency ultrasonic chirping in young rodents. Am J Play. 2 (3), 357-372 (2010).
- 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).
- 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).
- Panksepp, J. Rough and tumble play: A fundamental brain process. Parent-Child Play. , 147-184 (1993).
- Panksepp, J., Siviy, S., Normansell, L. The psychobiology of play: theoretical and methodological perspectives. Neurosci Biobehav Rev. 8 (4), 465-492 (1984).
- 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).
