Een laboratoriummethode om besmettelijke geeuwen bij ratten te meten

Summary

De hier beschreven methode beoogt te verkrijgen geeuwen besmetting bochten in paren van bekende of onbekende mannelijke ratten. Kooien met gaten gescheiden door een duidelijke of ondoorzichtige partities met (of zonder) gaten worden gebruikt om te detecteren of visuele, reuk, of beide soorten zintuiglijke cues kunnen gapende besmetting te stimuleren.

Abstract

Communicatie is een essentieel aspect van dierlijk sociaal leven. Dieren kunnen elkaar beïnvloeden en samenkomen in scholen, koppels en kuddes. Communicatie is ook de manier waarop seksen interageren tijdens het Hof en hoe rivalen geschillen te regelen zonder te vechten. Nochtans, zijn er sommige gedragspatronen waarvoor het moeilijk is om het bestaan van een communicatory functie te testen, omdat verscheidene types van sensorische modaliteiten waarschijnlijk geïmpliceerde zijn. Bijvoorbeeld, besmettelijke geeuwen is een communicatory handelen in zoogdieren die mogelijk optreedt door middel van zicht, gehoor, geur, of een combinatie van deze zintuigen, afhankelijk van de vraag of de dieren zijn bekend bij elkaar. Daarom, om hypothesen over de mogelijke communicatory rol van dergelijk gedrag te testen, is een geschikte methode noodzakelijk om de deelnemende sensorische modaliteiten te identificeren.

De voorgestelde methode is bedoeld om gapende besmettings krommen voor vertrouwde en onbekende ratten te verkrijgen en de relatieve participatie van visuele en reuk sensorische modaliteiten te evalueren. De methode maakt gebruik van goedkope materialen, en met enkele kleine veranderingen, kan het ook worden gebruikt met andere soorten knaagdieren, zoals muizen. Globaal, impliceert de methode de substitutie van duidelijke verdelers (met of zonder gaten) met ondoorzichtige verdelers (met of zonder gaten) die of communicatie tussen ratten toestaan of verhinderen die in aangrenzende kooien met gaten in aangrenzende kanten worden geplaatst. Daarom kunnen vier voorwaarden worden getest: reuk communicatie, visuele communicatie, zowel visuele en reuk communicatie, en noch visuele noch reuk communicatie. Aangezien de sociale interactie tussen de ratten voorkomt, simuleren deze testvoorwaarden wat in een natuurlijke omgeving kan voorkomen. In dit opzicht is de hier voorgestelde methode effectiever dan de traditionele methoden die afhankelijk zijn van videopresentaties waarvan de biologische geldigheid kan zorgen. Toch is het niet discrimineren tussen de mogelijke rol van het gehoor en de rol van geur en visie in gapende besmetting.

Introduction

Traditioneel, communicatory gedrag is bestudeerd vanuit twee perspectieven. Vanuit het ene perspectief observeren en registreren ethologen het gedrag van dieren in natuurlijke omgevingen en proberen ze de adaptieve waarde¹te herkennen. De specifieke betekenis of zintuigen die betrokken zijn niet het primaire belang van deze studies. Vanuit een ander perspectief, fysiologen zijn meer geïnteresseerd in het ontrafelen van de mechanismen waarmee dieren communiceren¹; Vandaar, hebben de laboratoriumstudies methodes verstrekt om de rol aan te pakken die de sensorische modaliteiten in mededeling^2,3spelen. Deze twee perspectieven zijn inderdaad complementair, omdat kennis van zowel adaptieve waarde en onmiddellijke mechanismen nodig is om een uitgebreid begrip van communicatory gedrag in het sociale leven van dieren te krijgen.

Geeuwen gedrag is een opvallende component van de gedrags-repertoire in verschillende soorten gewervelde dieren⁴, variërend van vis tot primaten⁵. Het kan worden omschreven als een langzame opening van de mond en het onderhoud van de open positie, gevolgd door een snellere afsluiting van de mond⁵. De duur van de hele sequentie is afhankelijk van de soort; bijvoorbeeld, primaten geeuwen voor langere duur dan niet-primaat soorten⁶. In vele soorten, met mensen die de uitzondering zijn, neigen de mannetjes om vaker te geeuwen dan wijfjes⁷. Deze eigenschap zou de mogelijke communicatory functie van het geeuwen kunnen onderbouwen, hoewel de regelmatige patronen van het geeuwen en zijn dagelijkse frequentie ook een fysiologische functie kunnen voorstellen. Bij ratten, spontane geeuwen volgt een dag ritme, met pieken van hoge frequentie die zich in de ochtend en middag^8,9.

Een interessante eigenschap van geeuwen gedrag is dat het kan een besmettelijke daad (wanneer het vrijgeven van stimulus van een gedrag gebeurt er met een ander dier gedraagt op dezelfde manier¹⁰) in verschillende soorten gewervelde dieren^{11,12, 13,14,15},¹⁶, met inbegrip van vogels¹⁷ en knaagdieren¹⁸. Voorts heeft het recente bewijsmateriaal dat het besmettelijke geeuwen een communicatory rol kan weerspiegelen, omdat het geeuwen van één rat de fysiologische staat van een andere kan beïnvloeden wanneer blootgesteld aan reuk cues¹⁹. Echter, al dan niet geeuwen heeft een communicatory rol is nog steeds onder debat^20,21, en het analyseren van besmettelijke geeuwen is een essentiële eerste stap om dit probleem op te lossen.

Aan de andere kant, besmettelijke geeuwen is gekoppeld aan het vermogen van een dier om te inleven met de perspectieven van andere dieren; Vandaar dat nauw verwante individuen meer kans om besmetting te tonen⁴. Deze hypothese is vaak getest in laboratoriumomstandigheden waarin dieren worden gepresenteerd met geeuw prikkels op video^12,13; Vandaar, kan de besmetting slechts door visuele cues voorkomen. Andere onderzoeken hebben geoordeeld geeuw besmetting in meer natuurlijke omstandigheden met behulp van groepen van dieren^14,15. Een groot probleem hierbij is dat sociaal werkende dieren vaak reageren op cues en signalen uitwisselen die door combinaties van zintuiglijke modaliteiten worden overgebracht. Ontwarren de werkelijke zintuigen die betrokken zijn bij een bepaald gedrag van hun gecombineerde effecten is niet altijd een gemakkelijke taak. Typisch, onderzoekers farmacologisch of chirurgisch belemmeren het gebruik van een dier van een bepaalde zin, dan concluderen de rol van die zin in het relevante gedrag^2,3,18,22. Gelukkig zijn er nog andere methoden waarbij alleen fysieke barrières worden gebruikt om de communicatie tussen dieren^23,24,25toe te staan of te belemmeren, waardoor een grotere biologische geldigheid wordt bereikt.

De hier voorgestelde methode is speciaal ontworpen om besmettelijke geeuwen in bekende en onbekende ratten in een sociale setting te bestuderen. Volgens de empathische hypothese, de voormalige groep moet meer vatbaar zijn voor besmettelijke geeuwen. De methode vereist niet dat de dieren chirurgisch of farmacologisch worden beroofd van enige zintuigen. In plaats daarvan, het werkt door het plaatsen van de ratten in aangrenzende kooien met gaten en fysiek belemmeren hun communicatie met behulp van een duidelijke of ondoorzichtige verdelers met of zonder gaten. Zo kunnen vier testomstandigheden worden onderzocht: (1) reuk communicatie (OC, geperforeerde ondoorzichtige Divider), (2) visuele communicatie (VC, niet-geperforeerde Clear Divider), (3) visuele en reuk communicatie (VOC, geperforeerde Clear Divider), en (4) noch visuele of reuk communicatie (NVOC, niet-geperforeerde ondoorzichtige verdeler). Daarom kunnen onderzoekers vergelijken de relatieve bijdragen van reuk, visueel, en tot op zekere hoogte, auditieve cues in gapende besmetting. Deze aanpak is niet nieuw, zoals soortgelijke methoden zijn gebruikt om de zintuigen die betrokken zijn bij bepaalde communicatory gedrag bij dieren zoals hagedissen²³ en muizen²⁶te isoleren. In feite, Gallup en collega's²⁷ hebben gebruikt een soortgelijke methode om de rol van visuele cues aantonen in besmettelijke geeuwen in budgerigars. De belangrijkste kenmerken van deze methoden zijn simulatie van een sociale context en de minimale stress toegebracht aan de dieren. Bovendien vergroot het gebruik van met elkaar werkende dieren de biologische geldigheid van de conclusies.

Er zijn verschillende manieren om te meten besmettelijke geeuwen^25,28. Dr Stephen E. G. Lea (persoonlijke communicatie, 2015) hielp ons numeriek aanpassen van een methode die eerder in dienst van primatologists^13,14 voor een eerdere analyse van de gegevens die hier worden gebruikt¹⁸. Gepresenteerd in dit protocol is een verbeterde versie van deze methode met een breder scala van toepassingen. Het bestaat uit weging van het totale aantal geeuwen van een rat, binnen en buiten een bepaalde tijdvenster, door het aandeel van de observatietijd die overeenkomt met de geeuwen binnen en buiten het tijdsvenster.

Bijvoorbeeld, als wordt aangenomen dat ratten A en B worden waargenomen voor 12 min, hun geeuwen wordt geregistreerd op de dichtstbijzijnde minuut, en een 3 min tijdvenster is ingesteld op besmettelijke geeuwen te meten. Vervolgens worden de volgende sequenties van geeuwen voor elk van deze ratten worden beschouwd: Rat A (0,1, 0, 1, 0, 2, 0, 0, 2, 1) en rat B (0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 3). Opgemerkt moet worden dat elk nummer (0-3) overeenkomt met het aantal geeuwen gescoord op elke min. Voor rat A, tijdens notulen 1, 10, en 11 (getallen in vet type), rat B niet geeuwen binnen de voorgaande 3 min (de gekozen tijdvenster) of binnen die minuut. In die notulen, rat een geeuwen een totaal van 2 keer. Daarom is de geeuw snelheid van de rat A zonder geeuw stimulus (niet-post-geeuw geeuw tarief) is 2/3 (dat wil zeggen, 0,67 geeuwen/min). In de resterende 9 min, rat B gaapt ten minste een keer in een van beide dezelfde minuut of de 3 vorige minuten. Rat een geeuwen een totaal van vier keer in die 9 min. Daarom is de geeuw snelheid van Rat A in reactie op een geeuw stimulus (post-geeuw geeuw tarief) is 4/9 (dat wil zeggen, 0,44 geeuwen/min). De toepassing van dezelfde procedure om rat B levert een niet-post-geeuw geeuw tarief van 2/3 (dat wil zeggen, 0,66) en post-geeuw geeuw tarief van 5/9 (0,55).

Aan de andere kant, als geeuwen wordt geregistreerd op de dichtstbijzijnde decimaal van een minuut, GAAP besmetting zal resulteren in een aangepaste post-geeuw tijd. Bijvoorbeeld, als de volgende geeuw tijden worden geregistreerd over een 12 min observatieperiode voor ratten A en B: Rat A (2,3, 5,1, 5,8, 10,4, 10,8, 11,1) en rat b (1,2, 2,4, 4,5, 5,1, 11,2, 11,6, 11,8). Voor rat A, de perioden waarover rat B niet geeuwen in de afgelopen 3 min variëren van 0 tot 1,2 min en van 8,1 tot 11,2 min (dat wil zeggen, 3,1 min), die een totaal van 4,3 min van niet-post-geeuw tijd oplevert. Het aantal keren dat rat een geeuwen in die tijd is drie (getallen in vet type), dus de niet-post-geeuw geeuw tarief is 3/4.3 (dat wil zeggen, 0,69), terwijl de post-geeuw geeuw tarief is 3/7.7 (dat wil zeggen, 0,38; de noemer van 12-4,3 min). Evenzo, voor rat B, de perioden waarover rat A niet geeuwen in de afgelopen 3 min bereik van 0 tot 2,3 min en van 8,8 tot 10,4 min, die een totaal van 3,9 min. levert. Het aantal keren dat rat B geeuwen binnen die periodes is een, zodat de niet-post-geeuw geeuw tarief is 1/3.9 (dat wil zeggen, 0,25). Dienovereenkomstig, is de post-geeuw geeuw tarief 6/8.1 (d.w.z., 0,74).

Terwijl een bijna-gelijktijdige match in gedrag is een ideaal criterium om de aanwezigheid van een besmetting aan te tonen, aspecten zoals de beperkingen op wat een individu woont, tijd van de reactie op een stimulus, distributie van het gedrag in de tijd (bijv. geeuwen kan optreden in afleveringen), en de tijd om te acclimatiseren aan de experimentele instelling alle aanleiding geven tot soorten verschillen, waardoor het moeilijk is om een unieke tijdvenster te gebruiken. Dit kan de reden zijn waarom de onderzoekers tijdvensters hebben gebruikt die van seconden⁵ tot verscheidene notulen¹¹variëren, wat problemen veroorzaakt wanneer het vergelijken van resultaten²⁸. Vanwege dit, wordt voorgesteld om de hierboven beschreven procedure te herhalen voor een reeks van tijdramen te gapene besmetting bochten te verkrijgen en de gapende besmettings krommen tussen soorten te vergelijken.

Gelijkwaardige GAAP besmetting bochten kunnen worden vergeleken door willekeurig verdelen van het aantal geeuwen waargenomen voor elke rat over de observatieperiode. Zo is de voorgestelde methode om geeuw besmetting te meten biedt twee soorten controles: de (1) geeuw tarief die zich buiten de tijdvenster (niet-post-geeuw tijd) en (2) kunstmatige geeuwen besmetting curve verkregen uit de willekeurige verdeling van het aantal geeuwen. Daarom is deze benadering van het analyseren van gapende besmetting is een stap voorwaarts van andere procedures, zoals die het vergelijken van het percentage of de frequentie van geeuwen binnen een enkele tijdvenster om die zich buiten dit venster²⁵, zonder rekening te houden met de werkelijke tijden frames. De methode wordt aangevuld door een R-based programma²⁹ om gemakkelijk en objectief berekenen van de kans op besmettelijke geeuwen voor een of meer tijdramen.

Om het nut van deze methode en voordelen van het R-based programma te illustreren, wordt een dataverzameling van een eerder gepubliceerde studie¹⁸ gebruikt. De experimentele voorwaarde bestond uit 144 mannelijke ratten die aan of een vertrouwde of onbekende voorwaarde worden toegewezen. De ratten in elke experimentele voorwaarde werden onderverdeeld in vier subgroepen van negen paren en blootgesteld aan een van de vier hierboven beschreven testsituaties. Het gapende gedrag van de ratten in elke experimentele voorwaarde en testsituatie werd toen geregistreerd over een periode van 60 min.

Protocol

De experimentele protocollen en veeteelt werden uitgevoerd in overeenstemming met de institutionele richtsnoeren.

1. materialen

1. Vind een volledige lijst van de materialen die worden gebruikt om de methode in de lijst van materialenuit te voeren. Gebruik Figuur 1 en zoek deskundig advies om een omgekeerde T-vormige tafel, observatie kooien, en kooi verdelers te construeren. Volg de veiligheidsaanwijzingen voor het gebruik van scherpe gereedschappen en potentieel gevaarlijke materialen.
2. Maak een omgekeerde T-vormige tafel door het lijmen van twee Rail-achtige houten staven (45 cm lengte, gescheiden 0,6 cm van elkaar) op de top en in het midden van een stuk hout (100 cm x 45 cm x 1,5 cm). Plaats vervolgens een tweede stuk hout (50 cm x 45 cm x 0,6 cm) verticaal tussen de Rail-achtige staven. Zorg ervoor dat dit tweede stuk hout voorkomt dat het paar ratten aan de ene kant van het zien van de andere paar aan de andere kant (Figuur 1).
3. Gebruik glas en acryl om acht observatie kooien te creëren. Zorg ervoor dat elke kooi (19 cm breed, 19 cm lang, 10 cm hoog, 3 mm dik) 24 op gelijke afstand gaten (5 mm diameter) gerangschikt in drie rijen in het midden van een van de zijkanten heeft. Maak deze kant van acryl (3 mm dik) en verkort de hoogte van de tegenovergestelde kant door 0,7 cm om de rat te ademen.
   1. Zorg ervoor dat elke observatie kooi heeft een glijdende deksel gemaakt van acryl om de rat te voorkomen dat het fokken en afleiden zich tijdens de 60 min observatieperiode.
4. Maak vier verdelers uit acryl (19 cm breed, 30 cm hoog, 3 mm dik). Boor 24 gaten (5 mm diameter) die overeenkomen met die in de observatie kooien, elk in een duidelijke divider en een ondoorzichtige Divider.
5. Bereid datasheets vooraf om het optreden van geeuwen record. Omvatten, in de rubriek van elk gegevensblad, de naam van de waarnemer, experimentele voorwaarde (d.w.z., vertrouwde of onbekende ratten), relevante testsituatie (OC, VC, VOC, NVOC), de datum, en de aanvankelijke en definitieve tijden van de observatie. Verdeel de rest van het gegevensblad in twee kolommen, elk met het aantal rat dat in het hogere deel wordt geschreven, om het gapende gedrag van de ratten te registreren.

2. procedure

1. Huis 144 mannelijke ratten in groepen van vier in plastic kooien (huis kooien) van het spenen tot zij 2,5 maanden in leeftijd bereiken. Gebruik geen vrouwelijke ratten, omdat ze de neiging om een grotere variatie in gedrag laten zien als gevolg van hormonale cycli, die kunnen worden verward met de gevolgen van de testsituatie. Zorg ervoor dat de ratten in elke kooi zijn niet broers en zussen.
   Nota: het zou moeilijk kunnen zijn om alle ratten samen te verkrijgen. In dat geval, maak blokken van ten minste 8 bekende ratten en 8 onbekende ratten, zodat elke testsituatie is een keer in elke experimentele conditie³⁰vertegenwoordigd.
2. Om de ratten te identificeren, markeer ze met symbolische getallen op de staarten met behulp van een commerciële marker. U bijvoorbeeld de getallen 1 tot en met 4 weergeven door punten en lijnen te combineren (bijvoorbeeld één punt voor nummer 1 en één regel voor nummer 4). Identificeer bekende en onbekende ratten met behulp van verschillende kleuren.
   Opmerking: Behandel de ratten volgens de veiligheidsinstructies van het personeel van de personeels faciliteit en voldoe aan de aanbevelingen betreffende het juiste gebruik van proefdieren bij de instelling waar experimenten zullen worden uitgevoerd.
3. Willekeurig kiezen welke huis kooien zal de groep van bekende ratten huis en die zal het huis van de onbekende groep. Bijvoorbeeld, veronderstel er 16 beschikbare ratten die in vierhuis kooien leven zijn: nummer de huis kooien 1 tot 4, dan gebruik R (Download het bij http://cran.r-project.org/) als volgt [na de herinnering (>)]:
   > monster (4, 4)
   [1] 4 3 2 1
   1. Groep de bekende (of onbekende) ratten in huis kooien 4 en 3, en groep de onbekende (of bekende) ratten in huis kooien 2 en 1. Zorg ervoor dat de dieren Facility personeel handhaaft de identiteit van elke kooi en behandelt de ratten op dezelfde wijze als alle andere ratten in de dieren faciliteit.
   2. Gebruik het R-programma opnieuw en kies willekeurig ratten om elk paar in elke experimentele voorwaarde te vormen. Zorg ervoor dat de ratten in elk paar van bekende ratten afkomstig zijn uit dezelfde huis kooi, en ervoor te zorgen dat het tegenovergestelde geldt voor de paren in de onbekende groep. Kies willekeurig paren ratten voor elke testsituatie in elke experimentele voorwaarde.
4. Voer twee testsessies per dag uit met twee van de acht mogelijke testsituaties (vier voor elke bekende en onbekende ratten) per test sessie (d.w.z. 60 min. observatieperiode). Het uitvoeren van de twee testsessies achtereenvolgens binnen 3 uur.
   Opmerking: Zorg ervoor dat alle testsessies (vier paren van ratten per dag), hetzij in de ochtend of middag te voeren om eventuele verwarrende factoren te voorkomen. Voer een volledige replicatie uit (acht testsituaties) van het experiment gedurende twee opeenvolgende dagen.
   1. Zorg ervoor dat u de testsituaties in een willekeurige volgorde gebruikt voor elke replicatie van het experiment. Gebruik bijvoorbeeld de getallen 1 tot en met 8 om elke testsituatie te identificeren en gebruik R als volgt:
      > monster (8, 8)
      [1] 8 7 4 6 5 1 2 3
   2. Wijs testsituaties 8 en 7 toe aan test sessie 1, testsituaties 4 en 6 om sessie 2 te testen, enzovoort. Dan, kies willekeurig de kant van de omgekeerde T-vormige lijst waar elk paar ratten (testsituatie) zal worden geplaatst.
5. Herhaal dezelfde procedure (stappen 2,3 tot 2.4.2) voor een tweede replicatie (dat wil zeggen, blokkeren) van het experiment.
   Opmerking: als het doel van de studie is het testen van de effecten van een sociale toestand (dat wil zeggen, twee werkende ratten) op geeuwen frequentie, gebruik een rat geplaatst in een observatie kooi naast een lege observatie kooi als een controle voor elk van de vier testsituaties. Voer dit experiment 2x uit voor elke testsituatie voor een controlegroep van acht ratten.
6. Het opzetten van de test sessie door de overdracht van de eerste vier ratten van de dieren faciliteit naar de observatiekamer, waar zij zullen blijven gedurende 15 minuten om acclimatiseren aan de nieuwe omgeving. Vervoeren van de ratten in individuele kooien en houd ze gescheiden van elkaar tijdens het vervoer en in de observatiekamer.
   Opmerking: Volg de veiligheidsaanwijzingen voor het vervoer van dieren die door het personeel van de personeels faciliteit en gebruik de aangegeven kleding om te werken met dieren in het laboratorium. De ratten zullen geen toegang hebben tot voedsel en water, terwijl ze in de observatiekamer.
7. Nadat de acclimatisatie periode is verstreken, plaatst u de omgekeerde T-vormige tafel op een grotere rechthoekige tafel. Zorg ervoor dat er een plafondlamp die voldoende licht de kamer bij het maken van waarnemingen.
8. Zet filtreerpapier op de bodem van elke observatie kooi en plaats de kooien in paren aan elke kant van de omgekeerde T-vormige lijst. Plaats de overeenkomstige verdeler tussen elk paar kooien.
   Nota: het filter document maakt het gemakkelijker om de kooien schoon te maken en verstrekt een ruw oppervlak waarop de ratten kunnen bewegen zonder het uitglijden.
9. Strategisch plaats twee digitale camcorders zodanig dat elke records de gapende gedrag van elk paar ratten. Zorg ervoor dat de camcorders zijn veilig bevestigd aan statieven en correct georiënteerd op de observatie kooien. Sluit de camcorders aan op een desktop computer om gelijktijdig het gedrag van de ratten te controleren.
   Opmerking: Sla de digitale informatie op Flash drives op om de experimentele sessies permanent te archiveren. Gebruik flash drives met een hoge opslagcapaciteit.
10. Na de acclimatisatie periode, plaats de ratten in de observatie kooien volgens de eerder vastgestelde toewijzing. Stel de automatische focus van de camcorder in en start de video-opname gelijktijdig met een stopwatch. Stop de video-opname aan het einde van de 60 min observatieperiode.
    Opmerking: terwijl de proefpersonen kunnen worden buiten de kamer tijdens de test sessie en observeren op afstand, is het raadzaam dat een persoon in de observatiekamer (zo ver mogelijk uit de experimentele setting), terwijl het toezicht op het gedrag van de ratten om Zorg ervoor dat de test sessie zonder onderbreking verloopt.
11. Wanneer de observatie voorbij is, de ratten terug te keren naar hun huis kooien in de dieren faciliteit. Vraag het personeel van de dierlijke faciliteit om ervoor te zorgen dat de ratten toegang tot voedsel en water opnieuw hebben. Grondig reinigen van de observatie kooien met behulp van een niet giftig wasmiddel en bereiden de experimentele set-up voor de tweede en laatste testsessies van de dag uit te voeren.
    Nota: Maak het hout schoon om om het even welke geuren te verwijderen die door de ratten worden verlaten wanneer geplaatst in de observatie kooien, die het gedrag van het volgende geteste paar ratten zouden kunnen beïnvloeden.
12. Train een tot twee vrijwilligers gedeeltelijk blind voor de toegewezen behandelingen te identificeren en te registreren geeuwen met behulp van een all-voorkomen bemonstering methode. Zorg ervoor dat de waarnemers gebruik maken van de definitie van geeuwen beschreven in de inleiding sectie.
13. Afspelen en project elke video op een computerscherm met behulp van een standaard Playback systeem. Vraag de waarnemer om elke video te bekijken en te observeren en te registreren geeuwen gedrag met behulp van de eerder voor bereide datasheets, dan laat hem/haar om de Video's te herzien bij lagere snelheden om het vermogen te observeren en te meten geeuwen te verbeteren.
    1. Vraag de waarnemers te scoren geeuwen met behulp van een notatiesysteem vergelijkbaar met de volgende: gebruik verticale lijnen met de minuut geschreven als een superscript te vertegenwoordigen het optreden van een geeuw (bijv. | ³ | | ⁶ | ⁹, met vermelding van een geeuw op minuut 3, twee geeuwen op minuut 6, en een geeuw op minuut 9). Score geeuwen als een sequentie (bijv., 1,2, 2,2, 3,2, 5,0, 5,8) om het op te nemen met een grotere precisie (minuten afgerond op een decimale plaats).
    2. Als alternatief, direct inputgegevens van de Video's in een computer met behulp van standaard dataverzameling Programma's. Zorg ervoor dat de waarnemer is bekend met dergelijke Programma's.
       Opmerking: indien nodig, laat de waarnemer om elke video te bekijken in meer dan een sessie. Zorg ervoor dat een waarnemer alle Video's die overeenkomt met een blok van experimenten bekeken. Als twee verschillende waarnemers bekeken deze Video's, kan er een risico dat verschillen in hun capaciteiten te observeren en te registreren geeuwen zal verwarren de effecten van de testsituaties. Het is belangrijk om te scoren de intra-waarnemer betrouwbaarheid tussen de verschillende waarnemers op 10%-20% van de Video's om ervoor te zorgen dat geeuwen is geannoteerde op dezelfde manier.

3. gegevensverwerking

1. Transcribeer de temporele opeenvolging van geeuwen in elke Rat van de datasheets naar een spreadsheet. Zorg ervoor er één kolom voor elke rat met een korte rubriek is (b.v., FR1. l en FR1. r om het eerste paar bekende ratten op de linker en juiste kanten, respectievelijk aan te geven). Zorg ervoor dat alle kolommen dezelfde lengte hebben door de lege cellen te vullen met 0 of NA (zie hieronder).
   Opmerking: gebruik de algemene gids die als een aanvullend document om volledig te begrijpen de volgende stappen om de gegevens te verwerken, te meten besmettelijke geeuwen, en het verkrijgen van besmettelijke gapende bochten.
   1. Als geeuwen werd opgenomen op de dichtstbijzijnde minuut, type in het aantal geeuwen op elke relevante minuut en het gebruik 0 (geen geeuw) in te vullen in de cellen wanneer er geen geeuw plaatsgevonden in een bepaalde minuut. Sla het werkblad op als een tekstbestand (. txt).
   2. Als geeuwen werd opgenomen op de dichtstbijzijnde decimaal van een minuut, Typ in de volgorde boven naar beneden en het gebruik "NA" in te vullen in de lege ruimten van de kolommen (ratten), waarin het aantal geeuwen (rijen) lager is dan die van de kolom met het maximum aantal (rijen) van geeuwen opgenomen voor een r Op. Sla het werkblad op als een tekstbestand (. txt).
      Opmerking: als R heeft de mogelijkheid om te werken met lege cellen, kan het werkblad worden opgeslagen met kolommen van verschillende lengtes. Gebruik de Help-opties die door R worden geleverd om ontbrekende gegevens te verwerken.
2. Initiëren R. Importeer de gegevens uit het bestand waarin ze zich eerder bevonden.
3. Sla de programmacodes met de extensie ". R "(die als aanvullend materiaal), download dan de specifieke programmacode (zie algemene gids), afhankelijk van de vraag of geeuwen werden geregistreerd als integers of fractionele getallen. Voer het programma voor elk paar ratten en gewenste aantal tijdframes.
   1. Start het programma opnieuw, nu met behulp van een willekeurige verdeling van het aantal geeuwen van elke rat (zie algemene gids). Volg dezelfde stappen (stappen 3,3 tot 3.3.1) voor alle experimentele omstandigheden (bijv. bekende en onbekende ratten) en/of alle testsituaties. Ga verder zoals aangegeven in de algemene gids en exporteer de resultaten naar Excel.
      Opmerking: in plaats van het importeren van een eerder opgeslagen programma, zoals hierboven voorgesteld met behulp van een tekst-editor, kopiëren en direct plakken van het programma in de werkruimte van R.
4. Voor het maken van gapende besmetting bochten, gebruik maken van de gegevens die eerder opgeslagen in een spreadsheet. Aftrekken van de niet-besmetting tarieven van de besmettings percentages voor elk paar ratten, tijdvenster, en testsituatie. De analyses van de waargenomen gegevens en kunstmatige (willekeurig gedistribueerde) gegevens te scheiden.
   1. Bereken vervolgens betrouwbaarheidsintervallen (CI) voor elke tijdvenster en testsituatie met behulp van een bootstrap procedure (Zie de algemene gids). Scheid de analyses voor bekende en onbekende ratten. Dan, combineer de kunstmatige gegevens van de vier testsituaties voor elke experimentele voorwaarde en bereken CI voor elk tijdvenster gebruikend een bootstrap procedure.
   2. Maak vervolgens percelen voor elke testsituatie en experimentele toestand (Zie Figuur 2 en Figuur 3). Ten slotte, het uitvoeren van een meervoudige regressie-analyse om de intensiteit van GAAP besmetting tussen testsituaties te vergelijken (zie hieronder).

Representative Results

De ratten werden geselecteerd uit een eerder geproduceerde sub-lijn van Sprague-Delombaerde ratten die werden geselecteerd voor frequente geeuwen (ongeveer 22 geeuwen per uur³¹). Echter, de negen paren van onbekende en negen paren van bekende mannelijke ratten (tussen 2,5 en 3 maanden oud) gebruikt per testsituatie geeuwde ongeveer 12 keer per uur, gemiddeld¹⁸. Daarom is de testsituaties te meten geeuw besmetting gedeeltelijk geremd geeuwen gedrag.

Geeuw besmetting werd gemeten over een reeks van tijdramen die varieerden van 1 tot 10 min. Figuur 2 toont het gemiddelde verschil in de geeuw tarieven tussen onbekende mannelijke ratten in besmetting en niet-besmetting voorwaarden voor elke tijdvenster en testsituatie. Deze GAAP besmetting bochten geven aan dat alleen OC ratten (in kooien met een geperforeerde, ondoorzichtige Divider) toonde geeuw besmetting, die blijkt uit de tijdvenster 4 en verder, omdat de CI van de gemiddelden niet overlappen met de CI van de willekeurig toegewezen nummers van gaapt over de 60 min periode. De band aangegeven, zoals verwacht, dat een willekeurige verdeling van het aantal geeuwen in elke rat in de observatieperiode geproduceerd geeuw tarieven die schommelde op ongeveer nul, zonder dat een duidelijk patroon.

De meervoudige lineaire regressiemodel gemonteerd op de gegevens aangegeven dat de bochten uit de vier testsituaties waren significant verschillend (F_{1, 3} = 11,5, p < 0,0001). Specifiek, GAAP besmetting was sterker bij OC ratten dan: VC ratten (ratten in kooien met een niet-geperforeerde, duidelijke Divider; t =-3,8, p < 0,001), VOC ratten (ratten in kooien met een geperforeerde, duidelijke verdeler; t =-5,74, p < 0,0001), en NVOC ratten (ratten in kooien met een niet-geperforeerde, ondoorzichtige verdeler; t =-2,64, p < 0,01). In alle gevallen, de vrijheidsgraden waren 695, omdat de analyse rekening gehouden met niet alleen de vier testsituaties, maar ook de 10 keer ramen. Aangezien deze voorwaarden gegenereerde autocorreled metingen, een autocorrelatie termijn werd toegevoegd (ARMA, autoregressieve voortschrijdend gemiddelde) aan de statistische model. De algemene tendensen over de 10 tijdvensters verschilden ook statistisch van een 0 helling (F_{1, 1} = 11,99, p < 0,0001). Figuur 3 toont dezelfde analyse als die in Figuur 2, toegepast op bekende mannelijke ratten. In dit geval, geen van de vier testsituaties gestimuleerd geeuw besmetting omdat hun CI overlapte met de willekeurig gegenereerde CI band. Er waren geen verschillen tussen de vier testsituaties (F_{1, 3} = p = 0,14); Hoewel, de algehele stijging van de gapende besmetting over de 10 keer ramen verschilden van een 0 helling (F_{1, 1} = 9, p < 0,01).

De rol van reukzin in het sociale leven van zoogdieren kan de reden waarom alleen de OC ratten toonden geeuw besmetting en geeuwde vaker dan de VC ratten¹⁸. Visuele cues kunnen niet hebben vergemakkelijkt geeuwen, omdat albino ratten niet zien, alsmede niet-albino ratten. Echter, de VC ratten geeuwde twee keer zoveel als de groep van ratten individueel geplaatst in een observatie kooi naast een lege kooi¹⁸. Deze bevinding ondersteunt definitief de sociale aard van geeuwen en suggereert dat gapende besmetting bij ratten is afhankelijk van reuk cues. Echter, de laatste ondersteunt alleen de mate van vertrouwdheid tussen paren van ratten als betrokken bij gapende besmetting, en auditieve cues zijn de waarschijnlijke kanaal waarmee GAAP besmetting optreedt¹⁸.

Globaal, zijn dit onverwachte resultaten volgens de voorspelling die vertrouwd in plaats van onbekende ratten besmettelijke gapend zal tonen. Hoewel de gepresenteerde resultaten geen gebruik maken van een positieve controle (we hebben geen gegevens waarin besmettelijke geeuwen wordt waargenomen in nauw verwante individuen), wordt aangenomen dat deze methode is onbevooroordeeld voor besmettelijke geeuwen in onbekende ratten. Verscheidene elementen steunen zulk een eis. De eerste, vertrouwde en onbekende ratten verschilden niet in de gemiddelde frequenties van geeuwen¹⁸; zo, de verschillen in GAAP besmetting gedetecteerd hier niet lijken te afhangen van hoe vaak ze geeuwde. Ten tweede, het feit dat dezelfde aantallen geeuwen per rat willekeurig werden toegewezen aan de observatieperiode en dat dit niet te produceren geeuw besmetting in een groep maakt het vinden van besmettelijke geeuwen in onbekende ratten meer robuust. Ten slotte, een cross-correlatieanalyse (op te sporen gelijktijdige matching van gedrag) werd eerder toegepast¹⁸ op dezelfde dataset hier gebruikt, en het resultaat viel samen met wat werd gevonden. Daarom is deze methode is gevoelig genoeg om te detecteren en te meten veranderingen in besmettelijke geeuwen.

Als alternatief kan worden ondervraagd of wat hier werd gevonden is besmettelijk geeuwen. Een dergelijke zorg is niet exclusief voor deze studie. Er zijn twee perspectieven van waaruit besmettelijke geeuwen en de causaliteit hebben gewekt bezorgdheid. Ten eerste, empathie lijkt niet de enige factor onderliggende besmettelijke geeuwen¹⁸, zoals soorten niet naar verwachting empathie en/of mentale toestand attributie vaardigheden zoals schapen en ratten show kan nog steeds besmettelijke geeuwen tonen. Ten tweede is er groeiende bezorgdheid dat wat wordt genoemd besmettelijke geeuwen misschien niet als zodanig. Voor vele decennia (Thorpe, 1956; aangehaald eerder¹⁰), besmettelijke, stereotiepe gedragspatronen en besmettelijke geeuwen in het bijzonder zijn beschouwd als een uiting van sociale facilitering. Meer recentelijk, Kapitány en Nielsen²⁵ voorgesteld door het gebruik van gesimuleerde gegevens dat wat een waarneming patroon-herkenning fout kan ten onrechte worden genoemd besmettelijke geeuwen. Daarom kan het probleem niet liggen in de manier waarop besmettelijke geeuwen wordt gemeten, maar eerder in hoe het is gedefinieerd.

Samengevat, de methode die hier wordt voorgesteld is nuttig om gapende besmetting op te sporen. Daarnaast is het nuttig om een aantal zintuiglijke signalen te ontdoen, waardoor het aantal zintuiglijke cues te verminderen tot slechts een of twee. Verdere experimenten om specifieke voorspellingen te testen zijn noodzakelijk om de gevolgen van één betekenis van anderen te onderscheiden.

Figuur 1 : Schema van de observatie set-up te meten besmettelijke geeuwen. Vier individuele kooien werden gerangschikt in paren aan elke kant van de omgekeerde T-vormige tafel. In elk paar, de kooien werden geconfronteerd met elkaar met acryl verdelers in tussen. De specifieke testsituatie bepaalt of de divider tussen de kooien gaten heeft en of het duidelijk of ondoorzichtig is. Camcorders werden strategisch geplaatst om om het even welk geval van het geeuwen gedrag te registreren. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 2 : Gapende besmettings krommen voor negen paren onbekende mannelijke ratten die aan (a) worden blootgesteld reuk cues, (B) visuele cues, (C) reuk en visuele cues, en (D) noch visuele noch reuk signalen. Elke cirkel vertegenwoordigt het gemiddelde verschil in geeuw tarief met 95% betrouwbaarheidsintervallen (CI) van een rat die geeuwde in dezelfde minuut of in de minuut (tijdvenster) voorafgaand aan de geeuw van de andere rat en wanneer zij niet geeuwen. Geeuw rate waarden boven de stippellijn geven gapende besmetting, terwijl de waarden onder de stippellijn geven niet-gapende besmetting. De vaste lijn toetreden tot de punten op elk moment venster wordt gebruikt om het gemiddelde verschil in geeuw tarieven op elk moment venster wanneer het aantal geeuwen van elke rat werd willekeurig toegewezen aan de 60 min observatieperiode aan te geven. De Dark Gray band geeft een 95% CI verkregen door het combineren van de willekeurige dataset van de vier testsituaties op elk moment venster (een continue schaduw wordt gebruikt om de interpretatie van de figuur te vergemakkelijken). Een paar ratten blootgesteld aan reuk cues werd verwijderd uit de analyse, omdat geen van de ratten geeuwde. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figuur 3 : Gapende besmettings krommen voor negen paren bekende mannelijke ratten die aan (a) worden blootgesteld reuk cues, (B) visuele cues, (C) reuk en visuele cues, en (D) noch visuele noch reuk signalen. Elke cirkel vertegenwoordigt het gemiddelde verschil in geeuw tarief met 95% betrouwbaarheidsintervallen (CI) van een rat die geeuwde in dezelfde minuut of in de minuut (tijdvenster) voorafgaand aan de geeuw van de andere rat en wanneer zij niet geeuwen. Geeuw rate waarden boven de stippellijn geven gapende besmetting, terwijl de waarden onder de stippellijn geven niet-gapende besmetting. De vaste lijn geeft het gemiddelde verschil in geeuw tarieven op elk moment venster wanneer het aantal geeuwen van elke rat werd willekeurig toegewezen aan de 60 min observatieperiode. De donker grijze band geeft een 95% CI verkregen door het combineren van de willekeurige dataset van de vier testsituaties op elk moment venster. Een paar ratten blootgesteld aan visuele cues werd verwijderd uit de analyse, omdat een van de ratten niet geeuwen. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Discussion

Er zijn kritieke stappen in de methode waarmee rekening moet worden gehouden om succesvolle resultaten te behalen. De vertrouwde ratten moeten huis kooien voor minstens 1,5 maanden na het spenen delen en alvorens de experimenten in werking te stellen. Nochtans, moeten de onbekende ratten in afzonderlijke huis kooien leven. In beide gevallen moeten de paren van ratten afkomstig zijn uit verschillende nesten, maar zo gelijkaardig in leeftijd mogelijk. Ten aanzien van de observatie kooien, hun gaten moeten overeenkomen met die in de verdelers, want dit is de enige manier om reuk contact tussen de ratten te garanderen. De verdelers, aan de andere kant, moet duidelijk genoeg zijn om visueel contact of ondoorzichtig genoeg om ervoor te zorgen geen visueel contact te waarborgen. De houten verdeling tussen een paar ratten en de andere moet voldoende zijn om te voorkomen dat de ratten aan de ene kant van het zien van die aan de andere kant. Een ander cruciaal aspect is het juiste ontwerp van het experiment. Wanneer er een vermoeden dat een proces kan worden bevooroordeeld, een willekeurige procedure moet worden uitgevoerd³⁰.

De methode zou geen ernstige problemen voor gebruikers moeten voorstellen. Het maken van de gaten in het glas was het belangrijkste technische probleem onder ogen gezien, en wegens dat, werd acryl in plaats daarvan gebruikt. Toch kan glas worden gebruikt voor het maken van de gehele observatie kooien, mits professioneel advies wordt verkregen. Er moet worden gezorgd dat de randen van de gaten worden ingediend om glassplinters die kunnen verwonden de ratten te voorkomen. Echter, het wijzigen van de belangrijkste methode wordt niet aanbevolen (bijvoorbeeld het maken van de gaten groter). Bovendien, het gebruik van een gecombineerde groep van mannen en vrouwen kan het moeilijk maken om gapende besmetting op te sporen.

De hier gebruikte verdelers kunnen ontoereikend zijn om de ratten te verhinderen het gebruiken van auditieve cues, omdat de ratten geluiden bij frequenties kunnen produceren en waarnemen waarbij de materialen van de observatie kooien en de verdelers waarschijnlijk niet blokkeren. Echter, deze situatie zelf maakt het mogelijk om te concluderen dat auditieve cues veroorzaakt geeuw besmetting¹⁸ en dat reuk cues alleen vergemakkelijkt de erkenning van de mate van de partner van vertrouwdheid. Daarom is de voorgestelde methode hier nog steeds redelijk bewijs om de zintuigen die betrokken zijn bij besmettelijke geeuwen en hun intensiteiten te identificeren.

Eerdere methoden zijn ontworpen om te studeren besmettelijke geeuwen in het laboratorium voorwaarden vooral door het presenteren van Video's aan de experimentele personen^12,13, maar deze waren twijfelachtige benaderingen in termen van biologische geldigheid. De hier gepresenteerde methode lost deze zorg door het gebruik van sociaal werkende dieren in de voorwaarden meer vergelijkbaar met wat er gebeurt in de echte wereld. Bovendien is het mogelijk om gelijktijdig de deelname van verschillende zintuiglijke modaliteiten te onderzoeken in één experimentele opstelling. Het is erkend dat deze methode niet absoluut discrimineren tussen de effecten van auditieve cues en andere zintuiglijke cues. Echter, een goed ontworpen verder experiment kan onderzoekers toelaten om de meest waarschijnlijke zintuiglijke modaliteit betrokken¹⁸concluderen. Een mogelijke niet-invasieve oplossing is het gebruik van witte ruis om geluiden te maskeren en auditieve cues te elimineren. Op dezelfde manier kunnen de onderzoekers naïeve ratten aan beddegoed van OC ratten blootstellen om de rol van reuk cues te bepalen, die een bewezen procedure in sociale facilitatie studies³²is.

Het gebruik van deze methode kan worden uitgebreid tot GAAP besmetting studie in andere soorten. Bijvoorbeeld, deze set-up kan worden gebruikt na eenvoudige wijzigingen met dieren zoals muizen en hamsters te vergelijken GAAP besmetting bochten. Vergelijkingen tussen verschillende soorten kunnen onthullen onverwachte patronen. Het basis experimentele plan kan met grotere dieren zoals proefkonijnen, katten, en konijnen werken. Evenzo kan de methode worden gebruikt om andere potentieel besmettelijke gedrag te bestuderen, zoals grooming en krabben. De R-based programma kan verminderen de tijd besteed berekenen gapende besmetting voor meerdere tijdramen en kan worden gebruikt om gapende besmetting in andere gewervelde soorten te meten, op voorwaarde dat de gebruiker eerder verzamelde relevante gegevens.

Samengevat, de belangrijkste voordelen van deze methode zijn de leidende tot overname van GAAP besmetting bochten en medeplichtigheid aan discriminatie tussen de relatieve rol van de zintuiglijke modaliteiten betrokken. De overname van GAAP besmetting bochten is, voor zover we weten, een nieuwe aanpak die nuttig kunnen zijn om de sterkte van een besmetting te meten en te observeren hoe deze intensiteit varieert tussen de soorten. Dienovereenkomstig, kan de methode ook met sommige wijzigingen in andere dierlijke soorten zoals schapen¹⁶, wolven¹⁵, honden³³, slangen³⁴, en vissen⁵worden gebruikt. In al deze soorten, behalve slangen, geeuwen is eerder gedocumenteerd. In feite is een methode vergelijkbaar met de hier gepresenteerde is met succes gebruikt in budgerigars²⁷. Deze methode kan ook worden gebruikt om andere soorten gedrag die zijn besmettelijke studie. Bijvoorbeeld, gedrag zoals emotionele reactiviteit, Grooming, en krabben bij knaagdieren kunnen worden besmettelijk. In feite is de voorgestelde methode hier toonde besmettelijke emotionele reactiviteit in bekende ratten¹⁸.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acrylic dividers	Handcrafted	Not available	Two dividers, one clear and one opaque, will have 24 holes each. The other two dividers, one clear and one opaque, will have no holes. See the main text for details of construction.
An R-based program	Benemérita Universidad Autónoma de Puebla	Not available	This is the program used to assess yawn contagion in rats. See the main text for information about the way the program is used.
Data sheets	The user can elaborate them	Not available	These forms will be used for the observer to record the frequency of yawning behaviour by viewing the video recordings. Alternatively, a notebook can be use provided you follow the suggestions given in the main text.
Desktop computer	Any maker	Not available	Make sure the computer has a video card capable of conveniently processing the video recordings of yawning behaviour.
Digital camcorders	Any maker	Not available	They will be used to video record yawning behaviour of each pair of rats; there will be 2 pairs of rats per experimental session.
Flash drive	Any maker	Not available	Each experimental session will last 60 min, and so you will require sufficient memory to store the video recording.
Glass cages	Handcrafted	Not available	Each cage (19 X 19 X 10 cm height) will have 24 holes (0.5 cm diameter) forming three rows in the middle of one of its sides. See the main text for more details about their construction. It is recommended to fabricate one extra cage in case one of them is accidentally broken.
Markers	Sharpie or any other maker	Not available	Permanent markers to number the rats. See the main text to see one way of using painting symbols on the rat's tail.
Pencils	Any maker	Not available	They are used by the observer to record the frequency of yawning. It is important that the observer has previously been trained to recognize yawning behaviour and operate the video player system.
R software	R Development Core Team	Not available	Download R at: http://cran.r-project.org/
Rail-like wooden bars	Handcrafted	Not available	They will be fixed in the middle of the rectangular wooden sheet  forming a track, where a second wooden sheet is placed. See the main text for additional instructions for construction.
Rectangular table	Any maker	Not available	This is the table (approximately 2 x 1 m) where the inverted T-shaped table will be placed for performing the observation of yawning behaviour.
Sprague-Dawley male rats	Any local supplier of laboratory animals	Not available	Nine pairs of male rats per test situation are necessary for each group, familiar and unfamiliar rats, because with this sample size the interindividual variation that might exist in yawning frequency will not severely affect the conclusions drawn from the statistical analysis performed to the data.
Spreadsheet software	Microsoft	Not available	Excel will be the software used to store the yawning recordings initially recorded on the data sheets. Revise the main text for instructions about the recommended way of doing the transcription.
Square filter papers	Any maker	Not available	They are used for covering the cage's bottom.
Tripods	Any maker	Not available	They will be used for fixing the camcorders in front of each pair of observation cages.
Wooden Inverted T-shaped table	Handcrafted	Not available	Read the instructions in the main text to see the way of constructing it. If preferred, a different material to wood can be used. Make sure any material is as resistant as possible to the transmission of ultrasounds, which the rats might use for communication.