En laboratorium metoden å mål smittsom gjesping inne rotter

Summary

Metoden beskrevet her har som mål å få gjesp smitte kurver i par av kjente eller ukjente hannrotter. Burene med hullene adskilt av enten den ene eller den andre av helt eller ugjennomsiktig deler med (eller uten) hullene er pleide merker hvorvidt synlig, olfactory, eller begge to typer av sensorisk stikkordene kanne stimulere gjesp smitte.

Abstract

Kommunikasjon er en viktig del av dyre sosiale liv. Dyr kan påvirke hverandre og kommer sammen i skoler, flokker og flokker. Kommunikasjon er også måten kjønnene samhandler på i løpet av frieri og hvordan rivaler avgjøre tvister uten å slåss. Det er imidlertid noen atferdsmønstre som det er vanskelig å teste eksistensen av en communicatory funksjon, fordi flere typer sensoriske modaliteter er sannsynlig involvert. For eksempel er smittsom gjesping en communicatory handling i pattedyr som potensielt oppstår gjennom synet, hørsel, lukt, eller en kombinasjon av disse sansene avhengig av om dyrene er kjent for hverandre. Derfor, for å teste hypoteser om mulige communicatory rolle av slik atferd, er en passende metode nødvendig for å identifisere de deltakende sensoriske modaliteter.

Metoden foreslo her har som mål å få gjesp smitte kurver for kjente og ukjente rotter og evaluere den relative deltakelse av visuelle og olfactory sensoriske modaliteter. Metoden bruker billig materialer, og med noen mindre endringer, kan det også brukes med andre gnagerarter som mus. Samlet, metoden innebærer substitusjon av klare skillevegger (med eller uten hull) med ugjennomsiktige skillevegger (med eller uten hull) som enten tillater eller hindrer kommunikasjon mellom rotter plassert i tilstøtende bur med hull i tilstøtende sider. Følgelig kan fire tilstander testes: olfactory kommunikasjon, visuell kommunikasjon, både visuell og olfactory kommunikasjon, og hverken visuell eller olfactory kommunikasjon. Idet sosiale vekselvirkningen hender imellom rottene, disse test vilkårene simulere hva kanskje finnes inne en naturlig omgivelsene. I denne forbindelse, metoden foreslått her er mer effektiv enn tradisjonelle metoder som er avhengige av video presentasjoner som biologisk gyldighet kan øke bekymringer. Likevel, det ikke diskriminerer mellom den potensielle rollen til hørsel og roller av lukt og visjon i gjesp smitte.

Introduction

Tradisjonelt har communicatory atferd blitt studert fra to perspektiver. Fra ett perspektiv, Ethologists observere og registrere atferden til dyr i naturlige innstillinger og forsøke å gjenkjenne sin adaptive verdi¹. Den spesielle forstand eller sanser involvert har ikke vært den primære interesse for disse studiene. Fra et annet perspektiv, fysiologer er mer interessert i unraveling mekanismene der dyrene kommuniserer¹; Derfor har laboratoriestudier gitt metoder for å ta opp rollen som sensoriske modaliteter spiller i kommunikasjon^2,3. Disse to perspektivene er faktisk komplementære, fordi kunnskap om både adaptiv verdi og umiddelbare mekanismer er nødvendig for å få en helhetlig forståelse av communicatory atferd i det sosiale livet til dyr.

Gjesping atferd er en iøynefallende komponent i atferdsdata repertoar i flere arter av virveldyr⁴, alt fra fisk til primater⁵. Det kan beskrives som en langsom åpning av munnen og vedlikehold av sin åpne stilling, etterfulgt av en raskere lukking av munnen⁵. Varigheten av hele sekvensen avhenger av arten; for eksempel, primater gjesp for lengre varighet enn ikke-primater arter⁶. Inne mange art, med human tilværelse unntaket, hanndyr har tendens til gjesp flere hyppig enn kvinner⁷. Denne funksjonen kan underbygge den mulige communicatory funksjon av gjesping, selv om vanlige mønstre av gjesping og den daglige frekvensen kan også foreslå en fysiologisk funksjon. Hos rotter følger spontan gjesping en døgnrytme, med topper med høy frekvens som oppstår om morgenen og ettermiddagen^8,9.

En interessant trekk ved gjesping atferd er at det kan være en smittsom handling (når slippe stimulans av en atferd som skjer for å være et annet dyr oppfører seg på samme måte¹⁰) i flere arter av virveldyr^{11,12, 13,14,15,16}, inkludert fugler¹⁷ og gnagere¹⁸. Videre har nyere bevis indikert at smittsom gjesping kan reflektere en communicatory rolle, fordi gjesping av en rotte kan påvirke den fysiologiske tilstanden til en annen når de utsettes for olfactory stikkord¹⁹. Men hvorvidt gjesping har en communicatory rolle er fortsatt under debatt^20,21, og analysere smittsom gjesping er et viktig første skritt for å løse dette problemet.

På den annen side, smittsom gjesping har vært knyttet til et dyrs evne til å føle med perspektiver av andre dyr; Derfor er det mer sannsynlig at nært beslektede individer viser smitte⁴. Denne hypotesen har blitt hyppig testet i laboratorieforhold der dyr blir presentert med gjesp stimuli på video^12,13; Derfor kan smitte bare forekomme gjennom visuelle signaler. Andre undersøkelser har vurdert gjesp smitte i mer naturlige forhold ved hjelp av grupper av dyr^14,15. Et stort problem med dette er at sosialt samspill dyr ofte reagerer på signaler og utveksle signaler som formidles gjennom kombinasjoner av sensoriske modaliteter. Disentangling de faktiske sansene involvert i en gitt atferd fra deres kombinerte effekter er ikke alltid en lett oppgave. Karakteristisk, forskning farmakologisk eller inngrep hindre en dyrene ' bruk av en gitt fornemme, så antyde rollen av det fornemme inne det relevant opptreden^2,3,18,22. Heldigvis finnes det andre metoder der bare fysiske barrierer er brukt til å enten tillate eller hindre kommunikasjon mellom dyr^23,24,25, og dermed oppnå større biologisk gyldighet.

Metoden foreslo her over er blitt spesielt beregnet på studere smittsom gjesping inne familiær og ukjent rotter inne en sosiale innfatning. Ifølge empatisk hypotese, bør den tidligere gruppen være mer utsatt for smittsom gjesping. Metoden krever ikke at dyrene skal kirurgisk eller farmakologisk fratatt noen sanser. I stedet, den arbeider av sted rottene inne nærliggende burene med hullene og fysisk hindre deres kommunikasjon benytter enten den ene eller den andre av helt eller ugjennomsiktig dividere med eller uten hullene. Dermed kan fire testforhold undersøkes: (1) olfactory kommunikasjon (OC, perforert ugjennomsiktig skillelinje), (2) visuell kommunikasjon (VC, nonperforated klar skillelinje), (3) visuell og olfactory kommunikasjon (VOC, perforert klar skillelinje), og (4) verken visuell eller olfactory kommunikasjon (NVOC, nonperforated ugjennomsiktig skillelinje). Derfor kan forskerne sammenligne den relative bidrag av olfactory, visuell, og til en viss grad, hørbar stikkord i gjesp smitte. Denne tilnærmingen er ikke ny, som lignende metoder har blitt brukt til å isolere sansene involvert i visse communicatory atferd i dyr som øgler²³ og mus²⁶. Faktisk Gallup og kolleger²⁷ har brukt en lignende metode for å demonstrere rollen som visuelle signaler i smittsom gjesping i undulaten. Hovedtrekkene i disse metodene er simulering av en sosial kontekst og minimal belastning påført dyrene. Videre, bruk av samspill dyr øker biologisk gyldighet av konklusjonene.

Det finnes flere måter å måle smittsom gjespingpå. Dr. Stephen E. G. Lea (personlig kommunikasjon, 2015) hjalp oss numerisk tilpasse en metode tidligere ansatt av primatologists^13,14 for en tidligere analyse av dataene som brukes her¹⁸. Presentert i denne protokollen er en forbedret versjon av denne metoden med et bredere spekter av applikasjoner. Den består av vekt det sum antallet av en rotten ' gjesper, innen og ytterside av en gitt tid vindu, av andelen av observasjon tid tilsvarende å det gjesper innen og ytterside klokken vindu.

For eksempel, hvis det antas at rotter A og B er observert i 12 min, er deres gjesping registrert til nærmeste minutt, og en 3 min tid vinduet er satt til å måle smittsom gjesping. Neste, det fulgte sekvenser av gjesper for hver av dem rotter er betraktet som: rotten en (0, 0,1,0, 1, 0, 0, 2, 0,0, 2, 1) og rotten B (0, 1, 1, 0, 1, 1,0, 0, 0, 0, 3). Det bør bemerkes at hvert nummer (0-3) tilsvarer antall gjesper scoret på hver min. For rotte A, i løpet av minutter 1, 10 og 11 (tall i fet skrift), gjesp ikke Rat B innen de foregående 3 minuttene (det valgte tidsvinduet) eller innen dette minuttet. I disse minuttene, rotte A gjesper totalt 2 ganger. Derfor, gjesp rate av rotten en uten alle gjesp stimulans (ingen-stolpe-gjesp gjesp rate) er 2/3 (i.e., 0,67 gjesper/min). Inne det resterende 9 min, rotten B gjesper det vil si ettall tid inne enten den ene eller det samme minutt eller det 3 foregående minuttene. Rat A gjesper totalt fire ganger i de 9 min. Derfor, gjesp rate av rotten en inne svaret å en gjesp stimulans (stolpe-gjesp gjesp rate) er 4/9 (i.e., 0,44 gjesper/min). Søknaden av det likt fremgangsmåte å rotten B gir en ingen-stolpe-gjesp gjesp rate av 2/3 (i.e., 0,66) og stolpe-gjesp gjesp rate av 5/9 (0,55).

På den annen side, hvis gjesping er registrert til nærmeste desimal av et minutt, vil gjesp smitte resultere i en justert etter gjesp tid. Hvis for eksempel følgende gjesp tider registreres i løpet av en 12 minutters observasjons periode for rotter A og B: Rat A (2,3, 5,1, 5,8, 10,4, 10,8, 11,1) og Rat B (1,2, 2,4, 4,5, 5,1, 11,2, 11,6, 11,8). For rotten en, klokken perioder over hvilke rotten B er ikke gjesp innen fortiden 3 min omfang fra 0 å 1,2 min og fra 8,1 å 11,2 min (i.e., 3,1 min), hvilke gir en samlet sum 4,3 min av ingen-stolpe-gjesp tid. Antallet av timene det rotten en gjesper i løpet av disse timene er tre (numrene inne dristig type), så det ingen-stolpe-gjesp gjesp rate er 3/4.3 (i.e., 0,69), stund det stolpe-gjesp gjesp rate er 3/7.7 (i.e., 0,38; det nevner fra 12-4.3 min). Tilsvarende, for rotte B, tidsperiodene som rotte A ikke gjesp i løpet av de siste 3 min rekkevidde fra 0 til 2,3 min og fra 8,8 til 10,4 min, noe som gir totalt 3,9 min. Antall ganger rotte B gjesper innenfor disse periodene er ett, så ikke-post-gjesp gjesp rate er 1/3.9 (dvs. 0,25). Følgelig er post-gjesp gjesp rate 6/8.1 (dvs. 0,74).

Mens en nær-samtidige kamp i atferd er et ideelt kriterium for å demonstrere tilstedeværelsen av en smitte, aspekter som begrensningene på hva en person deltar på, tidspunktet for reaksjon på en stimulans, distribusjon av atferden over tid (f. eks gjesping kan forekomme i episoder), og tid til å akklimatisere seg til den eksperimentelle innstillingen alle gi opphav til arter forskjeller, noe som gjør det vanskelig å bruke en unik tid vindu. Dette kan være grunnen til at forskerne har brukt tid Vinduer som varierer fra sekunder⁵ til flere minutter¹¹, noe som skaper problemer ved sammenligning resultater²⁸. På grunn av dette, er det foreslått å gjenta prosedyren beskrevet ovenfor for en rekke tidsvinduer for å få gjesp smitte kurver og sammenligne gjesp smitte kurver mellom arter.

Tilsvarende gjesp smitte kurver kan sammenlignes ved tilfeldig distribusjon av antall gjesper observert for hver rotte over observasjonsperioden. Således, det foreslo metoden å mål gjesp smitte tilbyder to typer av kontroller: det (1) gjesp rate skjer ytterside av klokken vindu (ingen-stolpe-gjesp tid) og (2) kunstig gjesp smitte kurven oppnådd fra det tilfeldig distribusjon av antallet av gjesper. Derfor er denne tilnærmingen til å analysere gjesp smitte et skritt fremover fra andre prosedyrer, slik som de sammenligner prosentandelen eller hyppigheten av gjesping i en enkelt tid vindu til det som skjer utenfor dette vinduet²⁵, uten å ta hensyn til faktiske tidsrammer. Metoden kompletteres med en R-basert program²⁹ til praktisk og objektivt beregne sannsynligheten for smittsom gjesping for en eller flere tidsvinduer.

For å illustrere nytten av denne metoden og fordelene ved R-basert program, brukes et datasett fra en tidligere publisert studie¹⁸ . Det eksperimentelle forfatning besto av 144 hannrotter fordelt å enten den ene eller den andre av en familiær eller ukjent forfatning. Rottene i hver eksperimentelle tilstand ble delt inn i fire undergrupper av ni par og utsatt for noen av de fire test situasjoner beskrevet ovenfor. Det gjesping opptreden av rottene inne hver eksperimentelle forfatning og test plassering var så registrert over en periode av 60 min.

Protocol

De eksperimentelle protokollene og husdyrhold ble gjennomført i samsvar med institusjonelle retningslinjer.

1. materialer

1. Finn en fullstendig liste over materialene som brukes til å implementere metoden i materialfortegnelsen. Bruk figur 1 og søke ekspertråd å konstruere en invertert T-formet bord, observasjon bur, og bur skillevegger. Følg sikkerhets indikasjonene for bruk av skarpe redskaper og potensielt farlige materialer.
2. Lag en invertert T-formet tabell ved å lime to rail-lignende tre barer (45 cm lengde, separert 0,6 cm fra hverandre) på toppen og i midten av et stykke tre (100 cm x 45 cm x 1,5 cm). Deretter plasserer et andre stykke tre (50 cm x 45 cm x 0,6 cm) vertikalt mellom rail-lignende barer. Pass på at dette andre trestykket hindrer at paret med rotter på den ene siden ser det andre paret på motsatt side (figur 1).
3. Bruk glass og akryl for å lage åtte observasjons bur. Sørg for at hvert bur (19 cm bred, 19 cm lang, 10 cm høy, 3 mm tykk) har 24 like langt hull (5 mm diameter) arrangert i tre rader i midten av en av sidene. Gjør denne siden av akryl (3 mm tykk) og forkorte høyden på motsatt side med 0,7 cm for å la rotte å puste.
   1. Sikre hver observasjon bur har en glidende lokk laget av akryl å forhindre rotta fra oppdragelse og distraherende selv under 60 min observasjon periode.
4. Lag fire skillevegger av akryl (19 cm bred, 30 cm høy, 3 mm tykk). Bor 24 hull (5 mm diameter) som samsvarer med de i observasjon bur, hver i en klar skillelinje og en ugjennomsiktig skillelinje.
5. Klargjør datablad på forhånd for å registrere forekomsten av gjesper. Inkluder, i overskriften til hvert datablad, navnet på observatøren, eksperimentell tilstand (dvs. kjente eller ukjente rotter), relevant testsituasjon (OC, VC, VOC, NVOC), dato, og innledende og siste tider av observasjon. Dividere hvilepausen av informasjonen laken i to rekkene, hver med det antallet av rotta skrevet i det øvre del, å fortegnelse det gjesping opptreden av rottene.

2. prosedyre

1. Huset 144 hannrotter inne holdene av fire inne plastikk bur (hjem burene) fra venne til de rekkevidde 2,5 måneder inne alderen. Ikke bruk hunnrotter, fordi de har en tendens til å vise større variasjon i atferd på grunn av hormonelle sykluser, som kan forveksles med virkningene av test situasjonen. Sikre det rottene inne hver bur er ikke søsken.
   Merk: det kan være vanskelig å få alle rottene sammen. I så tilfelle, opprette avdelinger av det vil si 8 familiær rotter og 8 ukjent rotter i den grad at enhver test plassering er representert en gang inne hver eksperimentelle forfatning³⁰.
2. Å identifisere rottene, flekk seg med symbolsk numrene på hale benytter en reklamen merke. For eksempel representerer tallene 1 til 4 ved å kombinere prikker og linjer (f. eks, en prikk for nummer 1 og en linje for nummer 4). Identifiser kjente og ukjente rotter med forskjellige farger.
   NOTE: hånd rottene fulgte sikkerheten retningene forsynt av dyr Letter stab, og innrette med anbefalinger angående det korrekt bruk av laboratorium dyrene for institusjonen der hvor eksperimenter ville være utført.
3. Tilfeldig foretrekker hvilke hjem burene ville huset gruppen av familiær rotter og hvilke ville huset det ukjent gruppe. For eksempel, anta der er 16 anvendelig rotter lever inne fire hjem burene: antallet hjemmet burene 1 å 4, så bruk R (dataoverføre den for http://cran.r-project.org/) som følger [etter spørsmålet (>)]:
   > eksempel (4, 4)
   [1] 4 3 2 1
   1. Gruppe det familiær (eller ukjent) rotter inne hjem burene 4 og 3, og gruppe det ukjent (eller familiær) rotter inne hjem burene 2 og 1. Sikre det dyr Letter stab holder identiteten av hver bur og håndterer rottene inne det likt måte idet alle annet rotter inne det dyr Letter.
   2. Bruk R-programmet på nytt og velg tilfeldig rotter for å danne hvert par i hver eksperimentelle tilstand. Sikre det rottene inne hver par av familiær rotter stamme fra det likt hjem bur, og sikre det det opposite er avrette for parene inne det ukjent gruppe. Tilfeldig velge parene av rotter for hver test plassering inne hver eksperimentelle forfatning.
4. Utfør to test økter per dag med to av de åtte mulige test situasjonene (fire for hver kjente og ukjente rotter) per test sesjon (dvs. 60 min observasjons periode). Gjennomfør de to test øktene fortløpende innen 3 timer.
   Merk: Sørg for å gjennomføre alle test sesjoner (fire par rotter per dag) enten om morgenen eller ettermiddagen for å unngå eventuelle forvirrende faktorer. Kjør en fullstendig replikere (åtte test situasjoner) av eksperimentet over to påfølgende dager.
   1. Sørg for å bruke test situasjonene i en tilfeldig rekkefølge for hver replikere av eksperimentet. Du kan for eksempel bruke tallene 1 til 8 til å identifisere hver testsituasjon, og deretter bruke R som følger:
      > eksempel (8, 8)
      [1] 8 7 4 6 5 1 2 3
   2. Tildel test situasjoner 8 og 7 for å teste økt 1, test situasjoner 4 og 6 for å teste økt 2, og så videre. Deretter tilfeldig velge siden av invertert T-formet bord der hvert par av rotter (testsituasjon) vil bli plassert.
5. Gjenta samme prosedyre (trinn 2,3 til 2.4.2) for en ny replikering (dvs. blokk) av eksperimentet.
   Merk: Hvis målet med studien er å teste virkningene av en sosial tilstand (dvs. to samspill rotter) på gjesping frekvens, bruke en rotte plassert i en observasjon buret ved siden av en tom observasjon buret som en kontroll for hver av de fire test situasjoner. Utfør dette eksperimentet 2x for hver testsituasjon for en kontrollgruppe på åtte rotter.
6. Sette opp prøven samling av overfører det for det første fire rotter fra det dyr Letter å observasjonen rom, der hvor de ville være igjen for 15 min å acclimate å det romersk omgivelsene. Transport rottene inne individ burene og oppbevare seg adskilt fra hverandre i løpet av transport og inne observasjonen rom.
   Merk: følg sikkerhetsanvisningene for transport av dyr som tilbys av de ansatte i dyre anlegget, og bruk de indikerte klærne til å arbeide med dyr i laboratoriet. Rottene ville ikke ha adgang til næringen og vann stund de er inne observasjonen rom.
7. Etter at Akklimatisering perioden har passert, plasserer du den omvendte T-formede tabellen på et større Rektangulært bord. Sørg for at det er et tak lampe som tilstrekkelig lyser opp rommet når du gjør observasjoner.
8. Sett filter papir på undersiden av hvert observasjons bur og plasser burene i par på hver side av den omvendte T-formede tabellen. Plasser den tilsvarende skillelinjen mellom hvert par i bur.
   Merk: filter papiret gjør det lettere å rengjøre burene og gir en ru overflate der rottene kan bevege seg uten å skli.
9. Strategisk sted to Digital videokamera slik det hver arkivene det gjesping opptreden av hver par av rotter. Sørg for at videokameraene er trygt festet til stativer og riktig orientert til observasjon bur. Koble videokameraene til en stasjonær datamaskin for å overvåke atferden til rottene samtidig.
   Merk: lagre digital informasjon på flash-stasjoner for å permanent arkivere eksperimentelle økter. Bruk minnepinner med høy lagringskapasitet.
10. Etter Akklimatisering perioden, plasserer rottene i observasjons burene i henhold til fordelingen tidligere bestemt. Still inn automatisk fokus for videokameraet og start videoopptaket samtidig med en stoppeklokke. Stopp videoopptaket på slutten av 60 min observasjons periode.
    Merk: mens forskere kan være utenfor rommet under test økten og observere eksternt, anbefales det at en person er i observasjon rom (så langt borte som mulig fra den eksperimentelle innstillingen) mens overvåking atferden til rottene til sikre at test økten fortsetter uten avbrudd.
11. Når observasjonen er over, retur rottene å deres hjem burene inne det dyr Letter. Anmode det dyr Letter stab å sikre det rottene ha adgang til næringen og vann atter. Rengjør observasjons burene grundig ved hjelp av et nontoxic vaskemiddel og Forbered det eksperimentelle oppsettet for å utføre den andre og siste test øktene på dagen.
    NOTE: feilfri veden å fjerne alle parfyme igjen av rottene når oppstilt inne observasjonen burene, hvilke kunne berøre oppførselen av morgendagen par av rotter testet.
12. Tren en til to frivillige delvis blinde til de tildelte behandlingene for å identifisere og registrere gjesping ved hjelp av en all-forekomst sampling metode. Sørg for at observatører bruker definisjonen av gjesping beskrevet i innledningen delen.
13. Spill av og projisere hver video på en dataskjerm ved hjelp av et hvilket som helst standard avspillings system. Spør observatøren å se hver video og observere og registrere gjesping atferd ved hjelp av tidligere forberedt datablad, så la ham/henne til å vurdere videoene ved lavere hastigheter for å forbedre evnen til å observere og måle gjesping.
    1. Spør observatører å score gjesping ved hjelp av en notasjon system som ligner på følgende: Bruk vertikale linjer med minuttet skrevet som en hevet skrift til å representere forekomsten av en gjesp (f. eks | ³ | | ⁶ på | ⁹, som indikerer en gjesp på minutt 3, to gjesper på 6 minutter, og en gjesp på minutt 9). Score gjesping som en sekvens (f. eks 1,2, 2,2, 3,2, 5,0, 5,8) for å ta det opp med større presisjon (minutter avrundet til en desimal).
    2. Alternativt kan du skrive inn data direkte fra videoene til en datamaskin ved hjelp av standarddata innsamlings programmer. Sørg for at observatøren er kjent med slike programmer.
       Merk: Hvis det er nødvendig, kan du la observatøren vise hver video i mer enn én økt. Sørg for at en observatør ser på alle videoene som tilsvarer én blokk med eksperimenter. Hvis to forskjellige observatører sett disse videoene, kan det være en risiko for at forskjeller i deres evne til å observere og registrere gjesping vil forvirre virkningene av testen situasjoner. Det er viktig å score den intra-observatør pålitelighet mellom ulike observatører på 10%-20% av videoene for å sikre at gjesping er kommentert på samme måte.

3. data behandling

1. Transkribere den timelige sekvensen av gjesper i hver rotte fra datablad til et regneark. Sikre det er ettall søylen for hver rotten med en kortoverskriften (e.g., FR1. l og FR1. r å gi uttrykk for det for det første par av familiær rotter på igjen og rett side, respectively). Kontroller at alle kolonner har samme lengde ved å fylle de tomme cellene med enten 0 eller NA (se nedenfor).
   Merk: Bruk den generelle veiledningen som er gitt som et tilleggsdokument for å fullt ut forstå følgende trinn for å behandle dataene, måle smittsom gjesping og oppnå smittsom gjesping kurver.
   1. Hvis gjesping ble tatt opp til nærmeste minutt, skriver du inn antall gjesper på hvert relevante minutt og bruker 0 (ingen gjesp) for å fylle inn cellene når det ikke er noen gjesp i et gitt minutt. Lagre regnearket som en tekstfil (txt).
   2. Hvis gjesping ble registrert til nærmeste desimal av et minutt, skriver i sekvensen øverst ned og bruk "IT" til å fylle ut tomme områder av kolonner (rotter) der antall gjesper (rader) er lavere enn for kolonnen med maksimalt antall (rader) av gjesper registrert for en r På. Lagre regnearket som en tekstfil (txt).
      Merk: som R har evnen til å arbeide med tomme celler, kan regnearket lagres med kolonner med ulik lengde. Bruk hjelpe alternativene som er levert av R til å håndtere manglende data.
2. Start R. Importer dataene fra filen de var plassert i tidligere.
3. Lagre program kodene med filtypen ". R "(leveres som tilleggsmateriale), og deretter laste ned den spesifikke programkoden (se generell guide) avhengig av om gjesper ble registrert som heltall eller brøk tall. Kjør programmet for hvert par av rotter og ønsket antall tidsrammer.
   1. Løpe programmet atter, nå benytter en tilfeldig distribusjon av antallet av gjesper fra hver rotten (se General guide). Følg de samme trinnene (trinn 3,3 til 3.3.1) for alle eksperimentelle forhold (dvs. kjente og ukjente rotter) og/eller alle test situasjoner. Fortsett som angitt i den generelle veiledningen, og Eksporter resultatene til Excel.
      Merk: i stedet for å importere et tidligere lagret program, som foreslått ovenfor ved hjelp av et tekstredigeringsprogram, kopiere og direkte lime inn programmet i R ' s arbeidsområde.
4. Hvis du vil opprette gjesp smitte kurver, bruker du dataene som tidligere var lagret i et regneark. Trekke den ikke-smitte priser fra smitte priser for hvert par av rotter, tid vindu, og testsituasjon. Skill analysene av de observerte data og kunstige (tilfeldig distribuerte) data.
   1. Deretter beregner du sikkerhets intervallene (CI) for hvert tidsvindu og testsituasjon ved hjelp av en bootstrap-prosedyre (se generell veiledning). Skill analysene for kjente og ukjente rotter. Deretter kombinerer de kunstige dataene fra de fire test situasjonene for hver eksperimentelle tilstand og beregner CI-en for hvert tidsvindu ved hjelp av en bootstrap-prosedyre.
   2. Deretter oppretter tomter for hver testsituasjon og eksperimentell tilstand (se figur 2 og Figur 3). Til slutt utfører du en fler regresjonsanalyse for å sammenligne intensiteten i gjesp smitte mellom test situasjoner (se nedenfor).

Representative Results

Rottene var valgt fra en tidligere produsert sub-line av Sprague-Dawley rotter det var valgt for hyppig gjesping (ca 22 gjesper per timen³¹). Imidlertid, det ni parene av ukjent og ni parene av familiær mannlig rotter (imellom 2,5 og 3 måneder av alderen) anvendt per test plassering gjesper ca 12 timene per timen, gjennomsnittlig¹⁸. Derfor test situasjoner for å måle gjesp smitte delvis hemmet gjesping atferd.

Gjesp smitte ble målt over en rekke tidsvinduer som varierte fra 1 til 10 min. figur 2 viser gjennomsnittlig forskjell i gjesp priser mellom ukjente hannrotter i smitte og ikke-smitte forhold for hver gang vinduet og testsituasjon. Disse gjesp smitte kurvene tyder på at bare OC rotter (i bur med en perforert, ugjennomsiktig skillevegg) viste gjesp smitte, som er tydelig fra tid vindu 4 og framover, fordi CI av gjennomsnittet ikke overlapper med CI av tilfeldig tildelte antall gjesper over 60 min periode. Bandet indikerte, som forventet, at en tilfeldig fordeling av antall gjesper i hver rotte i observasjonsperioden produserte gjesp priser som oscillated på ca null, uten å vise noen åpenbare mønster.

Den flere lineære regresjon modellen montert på dataene indikerte at kurvene fra de fire test situasjoner var signifikant forskjellig (F_{1, 3} = 11,5, p < 0,0001). Nærmere bestemt, gjesp smitte var sterkere inne OC rotter enn: VC rotter (rotter inne burene med en nonperforated, helt dividere; t =-3,8, p < 0,001), VOC rotter (rotter i bur med en perforert, klar skillelinje; t =-5,74, p < 0,0001), og NVOC rotter (rotter i bur med en nonperforated, ugjennomsiktig skillevegg; t =-2,64, p < 0,01). I alle tilfeller var frihetsgradene 695, siden analysen tok hensyn til ikke bare de fire test situasjoner, men også 10 tidsvinduer. Da disse forholdene genererte autocorrelated målinger, ble det lagt til en autokorrelasjon term (ARMA, autoregressive glidende gjennomsnitt) i den statistiske modellen. Den generelle trender over 10 tid Vinduer også forskjellig statistisk fra en 0 skråning (F_{1, 1} = 11,99, p < 0,0001). Figur 3 viser den samme analysen som i figur 2, brukes på kjente hannrotter. I dette tilfellet, ingen av de fire test situasjoner stimulert gjesp smitte fordi deres CI overlappes med tilfeldig genererte CI bandet. Det var ingen forskjeller mellom de fire test situasjonene (F_{1, 3} = p = 0,14); Selv om den samlede økningen i gjesp smitte over 10 tidsvinduer forskjellig fra en 0 skråning (F_{1, 1} = 9, p < 0,01).

Rollen til luktesans i det sosiale livet til pattedyr kan være grunnen til at bare OC rotter viste gjesp smitte og gjesper oftere enn VC rotter¹⁸. Synlig stikkordene kanskje ikke ha hjalp gjesping, fordi albino rotter ser ikke likeledes idet ingen-albino rotter. Imidlertid, det VC rotter gjesper to ganger så mye som gruppen av rotter hver for seg oppstilt inne en observasjon bur nærmest en tom emballasje bur¹⁸. Dette funnet definitivt støtter sosiale natur gjesping og antyder at gjesp smitte i rotter er avhengig av olfactory signaler. Imidlertid, det latter bare hjelper graden av fortrolighet imellom parene av rotter idet tilværelse involvert inne gjesp smitte, og hørbar Stikkordene er det sikkert kanalen av hvilke gjesp smitte hender¹⁸.

Total, disse er uventede resultater alt etter det prognosen det familiær snarere enn ukjent rotter ville viser smittsom gjesping. Selv om resultatene presentert ikke bruke en positiv kontroll (vi har ingen data som smittsom gjesping er observert i nært beslektede individer), er det antatt at denne metoden er upartisk for smittsom gjesping i ukjente rotter. Flere elementer støtter et slikt krav. For det første, familiær og ukjent rotter bydde ikke avviker inne gjennomsnittet hyppigheten av gjesping¹⁸; Dermed, forskjellene i gjesp smitte oppdaget her ikke synes å avhenge av hvor ofte de gjesper. For det andre, det fakta at det likt numrene av gjesper per rotten var tilfeldig fordelt å observasjonen periode og det denne bydde ikke tilvirke gjesp smitte dersom noe gruppe gjengir det oppdagelse av smittsom gjesping inne ukjent rotter flere robust. Til slutt, en kryss-korrelasjon analyse (for å oppdage samtidige Matching av atferd) ble tidligere brukt¹⁸ til samme datasettet som brukes her, og resultatet falt sammen med det som ble funnet. Derfor er denne metoden følsom nok til å oppdage og måle endringer i smittsom gjesping.

Alternativt kan det være spørsmålstegn ved om det som ble funnet her er smittsom gjesping. En slik bekymring er ikke eksklusivt for denne studien. Det er to perspektiver som smittsom gjesping og dens årsakssammenheng har vekket bekymringer. Først empati ikke synes å være den eneste faktoren underliggende smittsom gjesping¹⁸, som arter ikke forventes å vise empati og/eller mental tilstand henvisning ferdigheter som sauer og rotter kan fortsatt vise smittsom gjesping. For det andre er det økende bekymring for at det som kalles smittsom gjesping kanskje ikke er så slik. For mangetiår (Thorpe, 1956; sitert tidligere¹⁰), smittsom, stereotype atferd mønstre og smittsom gjesping spesielt har vært betraktet som et uttrykk for sosial tilrettelegging. Flere nylig, Kapitány og Nielsen²⁵ foreslått gjennom bruk av simulerte data som det er en sanse mønster-anerkjennelse feil kan være feilaktig kalles smittsom gjesping. Derfor kan problemet ikke ligge i måten smittsom gjesping måles, men snarere i hvordan det er definert.

Oppsummert metoden foreslås her er nyttig å oppdage gjesp smitte. I tillegg er det nyttig å forkaste noen sensoriske signaler, og dermed redusere antall sensoriske signaler til bare én eller to. Ytterligere eksperimenter for å teste konkrete spådommer er nødvendig for å skille virkningene av en følelse fra de andre.

Figur 1 : Skjematisk fremstilling av observasjons oppsettet for å måle smittsom gjesping. Fire individuelle bur ble arrangert parvis på hver side av den omvendte T-formede bordet. I hvert par var burene vendt mot hverandre med akryl skillevegger i mellom. Den spesifikke test situasjonen avgjør om skillet mellom burene har hull og om den er klar eller ugjennomsiktig. Videokameraene ble strategisk plassert for å registrere alle forekomster av gjesping oppførsel. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2 : Gjesp smitte kurver for ni parene av ukjente hannrotter eksponert for (A) olfactory stikkord, (B) visuelle stikkord, (C) olfactory og visuelle stikkord, og (D) verken visuell eller olfactory stikkord. Hver sirkel representerer gjennomsnittet differansen inne gjesp rate med 95% tillit intervaller (CI) fra en rotten det gjesper inne det likt minutt eller inne minuttet (tid vindu) foregående gjesp av det annet rotten og når den bydde ikke gjesp. Gjesp hastighets verdier over den stiplede linjen angir gjesp smitte, mens verdier under den stiplede linjen indikerer ikke-gjesp smitte. Det robust line blir med det meningene for hver tid vindu brukes å gi uttrykk for gjennomsnittet differansen gjesp ratene for hver tid vindu når antallet av gjesper av hver rotten var tilfeldig fordelt å det 60 min observasjon periode. Den mørkegrå bånd indikerer en 95% CI innhentet ved å kombinere tilfeldige datasettet fra de fire test situasjoner på hver gang vinduet (en kontinuerlig skygge brukes til å lette tolkningen av figuren). Ettall par av rotter utsatt for olfactory stikkordene var fjernet fra analysen fordi ingen av rottene gjesper. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 3 : Gjesp smitte kurvene for ni parene av familiær mannlig rotter utsatt for (A) olfactory Stikkordene, (B) synlig Stikkordene, (C) olfactory og synlig Stikkordene, og (D) ingen av to synlig heller ikke olfactory stikkordene. Hver sirkel representerer gjennomsnittet differansen inne gjesp rate med 95% tillit intervaller (CI) fra en rotten det gjesper inne det likt minutt eller inne minuttet (tid vindu) foregående gjesp av det annet rotten og når den bydde ikke gjesp. Gjesp hastighets verdier over den stiplede linjen angir gjesp smitte, mens verdier under den stiplede linjen indikerer ikke-gjesp smitte. Det robust line viser gjennomsnittet differansen inne gjesp ratene for hver tid vindu når antallet av gjesper av hver rotten var tilfeldig fordelt å det 60 min observasjon periode. Den mørkegrå bånd indikerer en 95% CI innhentet ved å kombinere tilfeldige datasettet fra de fire test situasjoner på hver gang vinduet. Ettall par av rotter utsatt for synlig stikkordene var fjernet fra analysen fordi ettall av rottene bydde ikke gjesp. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Discussion

Det er kritiske trinn i metoden som bør tas i betraktning for å oppnå vellykkede resultater. Familiær rotter må aksje hjem burene for det vil si 1,5 måneder etter venne og tidligere running eksperimentene. Imidlertid, ukjent rotter må høre hjemme i separat hjem burene. Inne begge to sakene, parene av rotter må komme fra annerledes søppel bortsett fra være idet lignende inne alderen idet mulig. Når det gjelder observasjon bur, bør deres hull samsvarer med de i skillevegger, fordi dette er den eneste måten å garantere olfactory kontakt mellom rottene. Den skillevegger, derimot, bør være klar nok til å sikre visuell kontakt eller ugjennomsiktig nok til å sikre ingen visuell kontakt. Det tredeling imellom ettall par av rotter og det annet må være nok å forhindre rottene opp på ettall side fra seende dem på den andre siden. Et annet viktig aspekt er den riktige utformingen av eksperimentet. Når det er mistanke om at en prosess kan være partisk, en tilfeldig prosedyre bør gjennomføres³⁰.

Metoden bør ikke presentere alvorlige problemer for brukerne. Making hullene i glasset var det viktigste tekniske problemet møtt, og på grunn av at akryl ble brukt i stedet. Likevel, glass kan brukes for å gjøre hele observasjon bur, forutsatt faglige råd er innhentet. Det bør sikres at kantene av hullene er arkivert for å unngå glass splinter som kan skade rottene. Men å endre den viktigste metoden er ikke anbefalt (f. eks, slik at hullene større). I tillegg kan bruk av en kombinert gruppe menn og kvinner gjøre det vanskelig å oppdage gjesp smitte.

Det dividere anvendt her over kanskje være mangelfull å forhindre rottene fra benytter hørbar Stikkordene, fordi rotter er kjøpedyktig tilvirke og oppfatte lyder for hyppigheten på hvilke materialene av observasjonen burene og dividere sikkert bydde ikke hindre. Men denne situasjonen i seg selv gjør det mulig å antyde at hørbar signaler forårsaket gjesp smitte¹⁸ og at olfactory signaler bare lettere anerkjennelse av partnerens grad av fortrolighet. Derfor metoden foreslått her fortsatt gir rimelig bevis for å identifisere sansene involvert i smittsom gjesping og deres intensitet.

Tidligere metoder har blitt designet for å studere smittsom gjesping i laboratorieforhold hovedsakelig ved å presentere videoer til den eksperimentelle individer^12,13, men disse var tvilsomme tilnærminger i form av biologisk gyldighet. Metoden som presenteres her løser denne bekymringen ved å bruke sosialt samspill dyr i forhold mer lik det som skjer i den virkelige verden. Videre er det mulig å samtidig utforske deltakelse av flere sensoriske modaliteter i en enkelt eksperimentell oppsett. Det er anerkjent at denne metoden ikke absolutt diskriminere mellom virkningene av hørbar signaler og andre sensoriske signaler. Men en godt utformet ytterligere eksperiment kan tillate forskere å antyde den mest sannsynlige sensoriske modalitet involvert¹⁸. En mulig ikke-invasiv løsning er bruken av hvit støy for å maskere lyder og eliminere hørbare signaler. På lignende måte, forskning kanskje utsette naiv rotter å bedding fra OC rotter å avgjøre rollen av olfactory Stikkordene, hvilke er en bevist fremgangsmåte inne sosiale tilrettelegging studier³².

Bruken av denne metoden kan utvides til å studere gjesp smitte i andre arter. For eksempel kan dette oppsettet brukes etter enkle modifikasjoner med dyr som mus og hamstere for å sammenligne gjesp smitte kurver. Sammenligninger mellom ulike arter kan avdekke uventede mønstre. Det grunn-eksperimentelle plan kanne operere med større dyrene som Guinea Pigs, kattene, og kanin. Likeledes, metoden kan brukes å studere annet muligheter smittsom opptreden som grooming og avlysning. R-basert program kan redusere tidsbruk beregne gjesp smitte for flere tidsvinduer og kan brukes til å måle gjesp smitte i andre virveldyr arter, forutsatt at brukeren har tidligere samlet inn relevante data.

Oppsummert de viktigste fordelene med denne metoden er de ledende til oppkjøpet av gjesp smitte kurver og hjelpe til med diskriminering mellom de relative rollene til sensoriske modaliteter involvert. Oppkjøpet av gjesp smitte kurver er, så vidt vi vet, en ny tilnærming som kan være nyttig å måle styrken av en smitte og observere hvordan denne intensiteten varierer blant arter. Følgelig, metoden kanne likeledes bli brukt med noe modifiseringer inne annet dyr art som sau¹⁶, Wolves¹⁵, hundene³³, slanger³⁴, og fisken⁵. I alle disse artene unntatt slanger, gjesping har tidligere vært dokumentert. Faktisk, en metoden analog med det ettall forevist her over er blitt anvendt med hell inne undulaten²⁷. Denne metoden kan også brukes til å studere andre typer atferd som er smittsom. For eksempel, opptreden som følelse reaktivitet, grooming, og avlysning inne Red kanskje være smittsom. Faktisk, foreslo metoden her viste smittsom emosjonell reaktivitet i kjente rotter¹⁸.

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.