Summary
Здесь мы представляем протокол для проведения различных поведенческих тестов на скоте, которые были разработаны для оценки эмоций. Для оценки различных компонентов темперамента животных была проведена батарея поведенческих тестов (открытый полевой тест, тест на поразительный, нулевой лабиринт, скорость выхода, оценка пера и счет желоба).
Abstract
Темперамент животных является сложным и имеет последствия для производительности и экономической рентабельности. Количественная оценка реакции животного на различные стимулы может облегчить отбор размножения и определить животных, которые лучше подходят для конкретных стратегий управления. Несколько тестов были разработаны для оценки темперамента крупного рогатого скота (например, скорость выхода, желоб оценка, оценка пера, открытый полевой тест, исчерпать тест, бычий нулевой лабиринт), но каждый из этих тестов оценивает реакцию животного на различные раздражители (например, изоляция, новая среда, поразительство, готовность войти в закрытую область). Темперамент крупного рогатого скота был замечен относительно стабильным с течением времени. Тем не менее, оценка темперамента имеет потенциал, чтобы быть под влиянием текущих условий, предыдущий опыт, и наблюдатель предвзятости. Многие из этих испытаний темперамента были неправильно классифицированы как тесты страха, а также были подвергнуты критике за субъективную. Этот документ обеспечивает основу для стандартизации поведенческих тестов для крупного рогатого скота и предполагает, что эти различные оценки оценки различных аспектов общего темперамента животного.
Introduction
Темперамент животных был связан с поведенческими характеристиками, такими как исследовательское поведение и смелость1,,2 и может проявлять консистенции с течением времени и в контексте3,4. Тем не менее, темперамент состоит из нескольких эмоциональных систем, работающих вместе. У животных есть физические и психологические стрессы, и оценка эмоциональной реакции на оба типа является сложной задачей. Эмоциональное состояние может влиять на то, как животные воспринимают стимулы (например, когнитивные предубеждения), и является важнейшим компонентом благополучия животных5. Понимание того, как человек будет вести себя в ответ на психологические стрессы (например, коммюлинг, отъем, изменение запаса) обеспечит животных менеджеров дополнительные критерии отбора при выявлении животных, которые имеют навыки, чтобы справиться с психологическими стрессоров.
Эмоции контролируются семью ядрами аффективных систем в головном мозге (Таблица 1)6. Эти системы включают в себя четыре, которые контролируют положительные эмоции: 1) SEEKING (разведка), 2) LUST (сексуальное возбуждение), 3) CARE (воспитание), и 4) PLAY (социальная радость). Три системы контролируют негативные эмоции 1) СТРАХ (тревога), 2) RAGE (гнев), и 3) PANIC/GRIEF (разделение бедствия). Эти аффективные системы могут быть наследственными7,влияние прибыльности, и являются важнейшим компонентом благополучия животных.
Была разработана батарея тестов для оценки темперамента крупного рогатого скота (например, скорость выхода, оценка желоба). Тем не менее, оценка темперамента имеет потенциал, чтобы быть под влиянием текущих условий, предыдущий опыт, и наблюдатель предвзятости. Хотя многие из этих поведенческих оценок обычно называют страх испытаний, они могут быть количественно различных эмоциональных компонентов темперамента, кроме FEAR. Кроме того, различия в том, как эти тесты были проведены делает сравнение по различным оценкам сложной задачей. Таким образом, необходимо понимать взаимосвязи между этими поведенческими оценками, а также иметь стандартизированный протокол для этих оценк темперамента.
Цель этой статьи состоит в том, чтобы визуально задокументировать различные тесты страха, используемые для крупного рогатого скота; представить тип данных, которые были получены из этих различных тестов; оценить повторяемость, достоверность и надежность этих тестов; продемонстрировать, как оценить взаимосвязь между поведением, полученным в этих тестах; и предложить, какие эмоциональные цепи могут быть оценены с каждым тестом.
Protocol
Все методы, описанные здесь, были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и использованию (IACUC) Техасского университета (IACUC2016-0356).
1. Животное и жилье
- Дом годоучитель 1/4 Bos indicus х 3'4 Bos taurus управляет (n No 32) из того же стада в двух сухих ручках (n No 16 руля/pen) в течение 7 дней до начала теста. В начале исследования, рулевые весили 270,9 и 14,8 кг и кормили же стандартный растущий рацион на протяжении всего исследования.
- Визуально оценить управляет ежедневно как часть рутинной практики животноводства. На протяжении всего исследования не было получено никакой медицинской помощи.
2. Описание тестов
- Тест 1: Скорость выхода
- Поместите электронные таймеры перед парашютом обработки так, чтобы расстояние между стартовыми и остановочных точек составило 1,8 м. Эти таймеры предназначены для начала времени, когда животное нарушает первый электронный луч и остановить, когда животное нарушает второй электронный луч.
- Перемещение крупного рогатого скота через обработку объекта.
- Поймать каждое животное в головной уворот желоба и держать его сдержанным в течение 10 с.
- После 10 с, отпустите животное от headgate.
- С помощью электронного таймера запишите время, необходимое животному для прохождения 1,8 м от желоба.
- Рассчитайте скорость животного, как он покидает желоб, разделив 1,8 м к тому времени, когда животное пройти 1,8 м после освобождения от headgate и желоба.
ПРИМЕЧАНИЕ: Другие публикации использовали эту стратегию сбора данных8,9,10,11.
- Тест 2: Счет Чута
- Перемещение крупного рогатого скота через обработку объекта.
- Поймать каждое животное в головной узел желоба в течение 10 с, не применяя давление на его тело.
- Есть кто-то наблюдать крупного рогатого скота для 10 с и назначить каждому животному оценка в соответствии с 2019 Говядина Улучшение Федерации Руководящие принципы для единой программы улучшения говядины 9-е издание (Таблица 2) на основе его поведения в то время как сдержанный.
- После 10 с, освободить животное из headgate и желоба.
ПРИМЕЧАНИЕ: Другие публикации использовали эту стратегию сбора данных12,13,14.
- Тест 3: Оценка пера
- Поместите группу из пяти голов крупного рогатого скота в ручку (7,3 м Вт х 7,3 м л x 2,4 м Н).
- Иметь одного человека наблюдателя, который неизвестен крупного рогатого скота войти в ручку пешком и закрыть ворота после входа в ручку.
- Попроси наблюдателя сделать два шага к группе крупного рогатого скота.
- Визуально наблюдать за поведением каждого животного в ответ на наблюдателя.
- В течение 30 с ввода пера, назначить каждому животному оценка в соответствии с 2019 Говядина Улучшение Федерации Руководящие принципы для равномерного улучшения говядины Программы 9-е издание (Таблица 3).
- Очистите арену тестирования от мочи и кала между группами животных.
ПРИМЕЧАНИЕ: Другие публикации, которые использовали эту стратегию сбора данных10,11.
- Тест 4: Бовин нулевой лабиринт
- Постройте коровьего нулевого лабиринта (БЗМ).
- Используйте панели крупного рогатого скота для создания круговой дорожки шириной 1,6 м, с внутренним и внешним диаметрами размером 6,6 м и 8,2 м, соответственно(рисунок 1).
- Разделите БЗМ на четыре квадранта одинаковой длины с двумя противоположными открытыми квадрантами и двумя противоположными закрытыми квадрантами, где панели покрыты теневой тканью, а тени ткани растягиваются по внутренним и внешним кольцам лабиринта, чтобы сделать крышу над закрытыми частями лабиринта.
- Если тест проводится на открытом воздухе, чтобы свести к минимуму изменения из-за теней, сориентируйте БЗМ так, что закрытые участки лабиринта выходят на север и юг и проводят испытания примерно в полдень каждого испытательного дня.
- Установите видеокамеру (ы), чтобы захватить всю арену. Включите камеру и начните запись.
- Используя методы низкого напряжения, переместите одно животное в открытую часть лабиринта, и позвольте животному исследовать арену в течение 10 минут.
- В конце 10-минутного периода наблюдения верните животное в домашнюю ручку.
- Очистите арену тестирования от мочи и кала между животными.
- Расшифруем видеозаписи для частоты и задержки шагов, попытки побега, удары ногами, мочеиспускание, дефекации, вокализация, стоячие бои, продолжительность времени, проведенного стоя, продолжительность времени, проведенного пешком, задержка, чтобы войти в закрытые зоны, количество раз, когда животное входит в закрытые зоны, количество времени в закрытых/открытых частях, количество переходов между открытыми/закрытыми руками. Метрики были определены на основе ранее опубликованных работ15.
- Постройте коровьего нулевого лабиринта (БЗМ).
- Тест 5: Индивидуальный тест старта и групповой startle Test
- Постройте арену (7,3 м Вт х 7,3 м л x 2,4 м Н), которая имеет твердую, однородную поверхность грунта, свободную от растительности или навоза, и два закрытых зонтика на противоположных концах арены(рис. 2). Зонты должны быть разработаны таким образом, чтобы они внезапно открывались нажатием кнопки.
- Убедитесь, что стороны арены тверды или покрыты фанерой или теневым тканью, чтобы животное не видело за пределами арены.
- Вырежьте отверстие на приблизительно высоте головки скотин на противоположных сторонах арены для зонтика для того чтобы прорезать до конца.
- Установите видеокамеру (ы), чтобы захватить всю арену. Включите видеокамеру и начните запись.
- Используя методы низкого напряжения, переместите одно животное на тестовую арену. Для группового теста поразительный вводит небольшая группа из примерно четырех животных.
- После того, как животное (ы) был в арене в течение 60 с, открыть два зонтика одновременно.
- Оставьте животное (ы) на арене в течение 4 минут после того, как зонтики открылись.
- Очистите арену тестирования от мочи и кала в период между тестами.
- Расшифруем видеозаписи для частоты и задержки шагов, попытки побега, касаясь зонтиков, ударов ногами, мочеиспускания, дефекации, вокализации, стоячие поединки, продолжительность времени, проведенного стоя, шаги в первые 60 с тестирования, и шаги в 60-х после зонтики были открыты для каждого животного. Метрики были определены на основе ранее опубликованных работ16.
- Постройте арену (7,3 м Вт х 7,3 м л x 2,4 м Н), которая имеет твердую, однородную поверхность грунта, свободную от растительности или навоза, и два закрытых зонтика на противоположных концах арены(рис. 2). Зонты должны быть разработаны таким образом, чтобы они внезапно открывались нажатием кнопки.
- Тест 6: Открытый полевой тест
- Постройте квадратную арену (7,3 м Вт х 7,3 м л x 2,4 м Н), которая имеет твердую, однородную поверхность земли, свободную от растительности или навоза. Стороны арены должны быть твердыми или покрыты фанерой или теневым тканью, чтобы животное не видело за пределами арены.
- Установите видеокамеру (ы), чтобы захватить всю арену. Включите видеокамеру (ы) и начните запись.
- Используя методы низкого напряжения, переместите одно животное в центр сплошной открытой полевой арене.
- Оставьте животное на арене на 10 минут.
- Через 10 минут верните животное в домашнюю ручку.
- Очистите арену тестирования от мочи и кала между животными.
- Декодировать видеозаписи для частоты и задержки до первого шага, попытки побега, удары ногами, мочеиспускание, дефекация, вокализация, стоячие бои, продолжительность времени, потраченного на стояние, продолжительность ходьбы, количество сделанных шагов, количество шагов, предпринятых в течение первых 60 с тестирования. Метрики были определены на основе ранее опубликованных работ17,18,19.
3. Статистический анализ
- Оцените повторяемость между и внутри теста с помощью корреляции Пирсона (PROC CORR) и надежность, рассчитанную с помощью альфа Cronbach (PROC CORR). Проведение достоверности переменных ответов по отношению к среднесуточному приза (ADG) с использованием регрессионного анализа (PROC REG).
- После стандартизации переменных (PROC STANDARD) используйте кластерный анализ (PROC VARCLUS) для определения взаимосвязей между переменными внутри и между различными тестами. Многие из этих переменных могут быть регрессированы в отношении производственных показателей для определения производственно-значимых взаимосвязей между поведением крупного рогатого скота во время этих испытаний и производительности.
Representative Results
Использование этих результатов может помочь охарактеризовать поведенческую возответственность крупного рогатого скота к различным типам стимулов, и эта информация может повлиять на индивидуальные решения по удержанию и отбору размножения. В общем, эти тесты должны проводиться, когда животные молоды, чтобы свести к минимуму влияние предыдущего опыта на их поведение20. Взаимосвязь между этими различными поведенческими тестами может быть предсказуемой поведения в других тестах и с производительностью животного. Повторяемость этих тестов также варьируется, так как некоторые тесты являются относительно последовательными с течением времени, в то время как другие тесты не являются.
Для каждого теста мы представим повторяемость, достоверность и надежность метрик, собранных в этом конкретном тесте. Мы изложите плюсы и минусы каждого теста, как мы видим их и обсудить, какие эмоциональные цепи могут быть оценены. Затем мы представим анализ компонента принципа выборки по количеству выполняемых во всех тестах.
Скорость выхода (EV)
EV может немного уменьшиться, как животные возраста, но будет оставаться относительно стабильным9,10,21. Была высокая повторяемость (R 0.72; р q lt; 0.0001) и действительность по отношению к ADG зависела от обстоятельств (R2 и 0.12, p 0.03). Надежность была неприемлемой (МЦК - 0,41). Тест EV имеет короткое время тестирования, переменную объективного ответа, является повторяемым и действительным, но требует инвестиций в оборудование, может зависеть от работы объекта обработки и предыдущего опыта оценщика, и имеет низкую надежность.
Эмоциональная схема: FEAR
Счет пера (PS)
PS имел низкую повторяемость (R 0.35; р 0.05) и его действительность по отношению к ADG зависела от обстоятельств (R2 и 0.12, р 0.03). Надежность была неприемлемой (МЦК No 0,33). Тест PS имеет короткое время тестирования и несколько животных могут быть оценены одновременно. Тем не менее, это субъективно. Это может зависеть от предыдущих негативных переживаний, чтобы быть обработаны людьми. Это может зависеть от внешнего вида и языка тела оценщика и является рискованным для оценщика. Существует низкая повторяемость и надежность.
Эмоциональная схема: ПАНИ
Чуте Оценка (CS)
CS имел небольшую повторяемость (R 0.15, р 0.42) и его действительность по отношению к ADG вряд ли будет полезна (R2 и -0,03, р 0,67). Надежность была низкой (МЦК 0,60). CS имеет короткое время тестирования (10 с/животное), но это субъективная переменная реакции. На это может повлиять оборудование/инфраструктура и предыдущий опыт оценщика. Если гидравлика слишком туго, это может привести к вокализации и изменить количество headgate потянув. Предыдущие негативные опыты с объектом могут искусственно завышать баллы. По мере того как животные будут старе или более тяжелыми, счет будет уменьшать.
Эмоциональная схема: RAGE
Отношения между EV, PS, CS и ADG
На рисунке 3 иллюстрируются взаимосвязи между этими четырьмя переменными. По мере увеличения ADG, EV (FEAR; Р - 0,41; р 0,02) и PS (PANIC; Р - 0,42; стр. 0,02) уменьшилась. Никакой связи между ADG и CS (RAGE). Положительная связь (R 0.45; р 0.01) наблюдалась между PS (PANIC) и EV (FEAR). Никакой связи между CS (RAGE) и EV, ни между CS (RAGE) и PS (PANIC).
Коровин нулевой лабиринт (БЗМ)
Поведенческие ответы в то время как в БЗМ (SEEKING, PANIC) представлены в таблице 4. Потому что этот тест не повторяется22, поведение крупного рогатого скота во время повторного тестирования не может быть точным показателем ответственности крупного рогатого скота к немедленному стимулу, но это может быть более свидетельствует о основной аффективное состояние (например, тревога).
Ряд шагов имел высокую повторяемость (R - 0,71, стр. 0,005). Количество постоянных поединков (R -0.61) и задержка до первого стоящего боя (R 0.61) были действительными метриками для EV только во время первоначального теста. Общее время, стоявщее во время первого теста, было допустимым показателем для ADG. Несколько шагов имели неприемлемую надежность (МЦК - 0,42). БЗМ имеет несколько повторяемых шагов. Продолжительность времени, затраченного на постоянное положение, является допустимой метрикой для ADG, а поведение стояния может быть прокси для EV и ADG. Оценивается широкий спектр переменных. Поведение крупного рогатого скота наблюдается без вмешательства человека. Метрики ответа объективны. Тем не менее, это ресурс, время и трудоемкие, чтобы построить лабиринт и провести тест (10 мин / животных для тестирования только), и это требует видео декодирования.
Эмоциональная схема: SEEKING, PANIC
Индивидуальный тест startle
Хотя тест на поразительный является повторяемым, крупный рогатый скот будет вести себя по-разному во время теста на поразительный, когда они оцениваются индивидуально по сравнению с тем, когда они находятся в группе23. Во время индивидуального теста испуга, крупный рогатый скот может испытывать стресс изоляции; таким образом, активация систем PANIC и SEEKING может переопределить любую активацию системы FEAR. Количество шагов (R 0.62, р 0.0008) и количество шагов в течение первых 60 с после открытия зонтика (R 0.60, р 0.001) имели умеренную повторяемость. Действительность по отношению к ADG вряд ли будет полезным (R2 и 0.07) индикатор ADG. Несколько шагов (МЦК - 0,06) за весь период испытаний имели неприемлемую надежность. Тем не менее, количество шагов в течение первых 60 с после открытия зонтика (ICC 0.70) было приемлемой надежностью.
Индивидуальный тест испуга имеет несколько показателей, которые повторяются и надежны, и оценивается широкий спектр переменных. Поведение крупного рогатого скота наблюдается без вмешательства человека. Метрики ответа объективны. Тем не менее, это ресурс, время и трудоемкие, чтобы построить лабиринт и провести тест (5 мин / животных исключительно для тестирования). Она требует видео расшифровки и может быть сбитс с толку изоляции стресса.
Эмоциональная схема для индивидуального теста на поразительный: PANIC, SEEKING
Эмоциональная схема для группового теста поразительный: FEAR
Открытый полевой тест
Количество шагов (R 0.67, P й 0.0001) имело умеренную повторяемость. Его действительность по отношению к ADG скомпрометирована, потому что несколько шагов (R2 и 0.03) вряд ли будут полезны. Ряд шагов (МЦК - 0,26) имели неприемлемую надежность. Открытый полевой тест имеет широкий спектр оцениваемых переменных. Некоторые шаги во время теста повторяются. Поведение крупного рогатого скота наблюдается без вмешательства человека. Метрики ответа объективны. Тем не менее, это ресурс, время и трудоемкие, чтобы построить лабиринт и провести тест (10 мин / животных исключительно для тестирования), и это требует видео декодирования.
Эмоциональная схема: ПАНИДА, SEEKING
Мультивариатный анализ
Кластерный анализ определил три основных кластера (FEAR, RAGE и PANIC/SEEKING) в данных(рисунок 4). Количество шагов в групповом startle Test (FEAR) сгруппировано с ADG и EV (FEAR). Количество шагов в БЗМ (PANIC/SEEKING), OFT (PANIC/SEEKING) и Индивидуальный тест испуга (PANIC/SEEKING) сгруппированы вместе. CS (RAGE) не сгруппируется ни с одной из других переменных.
| Эмоциональная система | Поведенческий тест, предложенный для обнаружения активации системы |
| Ищут | открытый тест поля, новый тест объекта, бычий нулевой лабиринт, оценка пера |
| Похоть | оценка либидо |
| Уход | материнское поведение, бедствие, окружающее отлужели |
| Играть | Tbd |
| Страх | поразительный тест, скорость выхода |
| Ярость | счет желоба, защита потомства |
| ПАНИКА/ГОРЕ | социальная изоляция тест, бычий нулевой лабиринт, оценка пера |
Таблица 1: Поведенческие оценки, которые могут определить активацию различных эмоциональных систем в головном мозге.
| Оценка по | Метки | Описание |
| 1 | Послушный | Мягкий нрав. Нежный и легко обрабатываются. Стоит и медленно движется во время обработки. Невозмутимый, поселился, несколько скучно. Не тянет на headgate, когда в желобе. Выходы желоб спокойно |
| 2 | Беспокойный | Квитер, чем в среднем, но может быть упрямым во время обработки. Может попытаться вернуться из желоба или отступить на headgate. Некоторые щелкая хвостом. Выходит желоб быстро. |
| 3 | Нервной | Типичный темперамент управляемый, но нервный и нетерпеливый. Умеренное количество борьбы, движения и хвост айкинг. Повторное нажатие и потянув заголовок. Выходит желоб бойко. |
| 4 | Полетный (дикий) | Jumpy и из-под контроля, колчаны и борется яростно. Может рев и пены в рот. Frantically бежит линия загородки и может поскакать когда penned индивидуально. Экспонаты большое расстояние полета и выходы желоб дико. |
| 5 | Агрессивный | Может быть похож на Оценка 4, но с добавлением агрессивное поведение, страх, крайняя агитация, и непрерывное движение, которое может включать прыжки и рев в то время как в желобе. Выходы парашют отчаянно и может проявлять поведение атаки при обработке в одиночку. |
| 6 | Очень агрессивный | Чрезвычайно агрессивный темперамент. Thrashes о или нападения дико, когда ограничивается в небольших, жестких местах. Выраженное поведение атаки. |
Таблица 2: Описание поведения крупного рогатого скота, как оценивается для Chute результаты (Федерация улучшения говядины).
| Оценка по | Метки | Описание |
| 1 | Неагрессивный (документально) | Прогулки медленно, могут быть приближены близко людей, не возбужденных людьми или объектов |
| 2 | Слегка агрессивный | Бежит вдоль заборов, будет стоять в углу, если люди держаться подальше, может темп забор |
| 3 | Умеренно агрессивный | Бежит вдоль заборов, голову и будет работать, если люди приближаются, останавливается, прежде чем ударить ворота и заборы, избегает людей |
| 4 | Агрессивный | Работает, остается в задней части группы, высоко и очень осведомлены о людях, может столкнуться с заборами и воротами даже с некоторым расстоянием, скорее всего, столкнется с заборами, если только в ручке |
| 5 | Очень агрессивный | Возбужденные, работает в заборы, работает над людьми и все остальное в пути, "сумасшедший" |
Таблица 3: Описание поведения крупного рогатого скота, как оценивается для pen Score (Федерация улучшения говядины).
| Частота производительности поведения | Среднее - SEM | Макс-Мин |
| Шаги (счет) | 244.11 и 29.19 | 594 - 34 |
| Попытки побега (счет) | 9 и 1,48 | 29 - 0 |
| Удары (счет) | 8,67 и 1,17 | 25 - 1 |
| Уринации (счет) | 0,32 и 0,13 | 3 - 0 |
| Дефекации (счет) | 1 и 0,29 | 6 - 0 |
| Вокализация (счет) | 0,96 и 0,3 | 6 - 0 |
| Постоянные поединки (счет) | 10,61 и 1,06 | 25 - 0 |
| Продолжительность времени, проведенного стоя (ы) | 200.23 и 22.59 | 456.32 - 0 |
| Шаги (счет) в течение первых 60 секунд тестирования | 32.18 и 5.31 | 106 - 0 |
| Задержка для выполнения поведения после входа в лабиринт Коровина нулевой | Среднее - SEM | Макс-Мин |
| Задержка до первого шага (ы) | 18,32 и 8,36 | 228.7 - 0.03 |
| Задержка с первой попыткой побега (ы) | 165,67 и 38,31 | 600 - 1.6 |
| Latnecy к первому изменению направления (s) | 76,05 и 14,43 | 290.96 - 2.87 |
| Задержка до первого мочеиспускания (ы) | 520,31 и 31,64 | 600 - 42.3 |
| Задержка до первой дефекации (ы) | 325,63 и 52,13 | 600 - 0 |
| Задержка до первой вокализации (ы) | 437.03 и 45.69 | 600 - 1.7 |
| Задержка до первого стоящего боя (ы) | 68,72 и 23,6 | 600 - 0.54 |
Таблица 4: Частота и задержка для выполнения поведения наблюдается в то время как крупный рогатый скот находятся в коровьем нулевом лабиринте.
| Индивидуальный тест startle | Групповой старт-тест | |||
| Частота поведения во время теста | Среднее - SEM | Макс-Мин | Среднее - SEM | Макс-Мин |
| Время, в которое открываются зонтики | 63,27 и 0,35 | 68.34 - 60.09 | 61,2 и 0,08 | 62.16 - 60.33 |
| Шаги (счет) | 318,5 и 37,52 | 948 - 65 | 126.72 и 12.68 | 312 - 25 |
| Попытка побега (счет) | 0 - 0 | 0 - 0 | 0 - 0 | 0 - 0 |
| Коснится зонтик (счет) | 2,27 и 0,53 | 11 - 0 | 0,03 и 0,03 | 1 - 0 |
| Удары (счет) | 0,16 и 0,09 | 3 - 0 | 0 - 0 | 0 - 0 |
| Уринации (счет) | 0,19 и 0,07 | 1 - 0 | 0,13 и 0,07 | 2 - 0 |
| Дефекации (счет) | 0,72 и 0,12 | 3 - 0 | 0,72 и 0,15 | 3 - 0 |
| Вокализация (счет) | 0,44 и 0,29 | 10 - 0 | 0,03 и 0,03 | 1 - 0 |
| Постоянные поединки (счет) | 7,91 и 0,56 | 15 - 0 | 8,66 х 0,52 | 14 - 3 |
| Длительность стояния (sonds) | 140,87 и 13,77 | 316.25 - 0 | 188.94 и 9.91 | 299 - 64.74 |
| Шаги в первые 60 секунд тестирования (счет) | 62,44 и 8,92 | 248 - 6 | 33,84 и 3,11 | 81 - 6 |
| Шаги в 60 секунд после того, как зонтики открыты (счет) | 72,52 и 10,1 | 295 - 6 | 27.09 - 3,76 | 92 - 0 |
| Индивидуальный тест startle | Групповой старт-тест | |||
| Задержка для выполнения поведения | Среднее - SEM | Макс-Мин | Среднее - SEM | Макс-Мин |
| Задержка до первого шага (ы) | 4,14 и 1,46 | 36.98 - 0.11 | 2,61 и 0,88 | 28.65 - 0.11 |
| Задержка с первой попыткой побега (ы) | - | - | - | - |
| Задержка до первого зонтичного прикосновения (ы) | 94.79 и 14.74 | 282.84 - 11.64 | 157.76 и 157.76 | 157.76 - 157.755 |
| Задержка до первого удара (ы) | 137.29 - 16,78 | 167.2 - 93.47 | - | - |
| Задержка до первого мочеиспускания (ы) | 135.47 и 38.38 | 293.79 - 29.74 | 52,87 х 9,39 | 69.66 - 37.17 |
| Задержка до первой дефекации (ы) | 104.18 - 23 | 271.98 - 3.35 | 62,44 и 13,74 | 196.76 - 15.11 |
| Задержка до первой вокализации (ы) | 67,32 х 41,27 | 226.89 - 3.83 | 68,15 х 0,00 | 68.15 - 68.15 |
| Задержка до первого стоящего боя (ы) | 26,52 и 7,1 | 193.48 - 0.44 | 11.43 и 1,76 | 45.4 - 1.12 |
| Задержка до первого шага после открытия зонтика (ы) | 63,2 и 1,77 | 84.19 - 6.36 | 65,94 х 5,09 | 167.34 - 6.96 |
| Задержка к первой попытке избежания после зонтика открыто (s) | - | - | - | - |
| Задержка до первых касаний зонтика после открытия зонтиков (ы) | 110.2 и 16.38 | 282.84 - 11.64 | - | 157.76 – 0 |
| Задержка до первого удара после открытия зонтика (ы) | 137.29 - 16,78 | 167.2 - 93.47 | - | - |
| Задержка до первого мочеиспускания после открытия зонтика (ы) | 152.34 и 40.79 | 293.79 - 29.74 | 67,94 х 1,72 | 69.66 - 66.21 |
| Задержка до первой дефекации после открытия зонтика (ы) | 160.57 и 26.49 | 271.98 – 1 | 90.03 и 21.26 | 196.76 - 17.39 |
| Задержка до первой вокализации после открытия зонтика (ы) | 100.91 и 44.77 | 226.89 - 11.47 | - | 68.15 – 0 |
| Задержка до первого стоящего боя после открытия зонтика (ы) | 85,59 и 10,32 | 297.33 - 1.27 | 76,91 и 5,33 | 182.69 - 15.47 |
Таблица 5: Частота и задержка для выполнения поведения наблюдается в то время как крупный рогатый скот в индивидуальном Startle Test и группы Startle Test.
| Частота поведения во время теста | Среднее - SEM | Макс-Мин |
| Шаги (счет) | 464.28 и 42.65 | 1607 - 91 |
| Попытки побега (счет) | 0,06 и 0,04 | 2 - 0 |
| Удары (счет) | 0,16 и 0,06 | 2 - 0 |
| Уринации (счет) | 0,14 и 0,04 | 1 - 0 |
| Дефекации (счет) | 0,44 и 0,08 | 2 - 0 |
| Вокализация (счет) | 1,91 и 0,7 | 32 - 0 |
| Постоянные поединки (счет) | 13,75 х 0,84 | 40 - 4 |
| Продолжительность времени, проведенного стоя (ы) | 294.94 и 17.85 | 562.98 - 48.72 |
| Шаги (счет) в течение первых 60 секунд тестирования | 69,36 х 7,72 | 297 - 0 |
| Задержка для выполнения поведения | Среднее - SEM | Макс-Мин |
| Задержка до первого шага (ы) | 5,9 и 2,42 | 148.18 - 0.11 |
| Задержка с первой попыткой побега (ы) | 357.81 и 158.26 | 563.23 - 45.56 |
| Задержка до первого удара (ы) | 355,95 х 53,7 | 584.58 - 66.51 |
| Задержка до первой дефекации (ы) | 135.38 и 31.51 | 486.29 - 1.98 |
| Задержка до первой вокализации (ы) | 162,67 и 49,87 | 742 - 8.8 |
| Задержка до первого стоящего боя (ы) | 28.11 и 6.06 | 255.97 - 0.35 |
Таблица 6: Частота и задержка для выполнения поведения наблюдается в то время как крупный рогатый скот в Открытом поле испытаний.
Рисунок 1: Трехмерное представление коровьего нулевого лабиринта. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2: Трехмерное представление арены для Open Field Test, Pen Score и Startle Test. Maroon круги указывают на размещение зонтиков только для Startle Test. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3: Отношения между скоростью выхода, оценка пера, желоб оценка, и производительность в Bos indicus влияние рулевых (n No 32). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 4: Представитель кластерного анализа поведенческих реакций крупного рогатого скота на различные тесты страха. На этой цифре, количество шагов, выполненных во время коровьего нулевого лабиринта (БЗМ), Индивидуальный тест старта, Открытый тест поля (OFT), и групповой startle Test были оценены с Chute Score, Pen Score, Выход скорость, и средний ежедневный выигрыш. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Дополнительный материал 1: животные ведут себя на разных оценках, описанных в рукописи. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть этот файл (Право нажмите, чтобы скачать).
Дополнительный материал 2: Замедленное видео построения нулевого лабиринта. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть этот файл (Право нажмите, чтобы скачать).
Discussion
Скорость выхода и желоб Оценка
EV и CS оцениваются в то время как животное обрабатывается через обработку желоба. Хотя поведение крупного рогатого скота как для EV, так и для CS количественно количественно по тому же сценарию, поведенческие ответы на эти два теста не связаны24. Это говорит о том, что сценарий, при котором Е.В. (например, уход от сдержанности) и CS (например, непреходящая сдержанность) могут восприниматься скотом по-разному, а затем оценивать различные эмоциональные системы. EV оценивает поведение крупного рогатого скота, как они убегают от сдержанности и, следовательно, считается, чтобы оценить систему FEAR в то время как CS может оценить RAGE. CS оценивает поведение крупного рогатого скота, будучи сдержанным в обработке желоба (Таблица 2), и, таким образом, может быть хорошим прокси для эмоциональной системы RAGE.
Проведено существенное исследование взаимосвязи между EV и производством, здоровьем и поведенческими чертами. Хотя EV может зависеть от предыдущего опыта животного, эта целевая метрика может быть эффективной в количественной оценке системы FEAR, так как были выявлены существенные отношения между EV и здоровьем, производительностью, размножением и поведением. Крупный рогатый с более быстрым EV снизили темпы роста14, плохое качество туши11,,25, снижение иммунной функции20, и более высокие уровни кортизола при обработке10. Это измерение может обеспечить информацию о поведении в домашней ручке, потому что EV положительно коррелирует с количеством шагов в домашней ручке13. С точки зрения управления животными, крупный рогатый скот с более быстрым EV более трудна для того чтобы отрегулировать, представляет большой риск к животным менеджерам, и может повлиять на поведение herd-mates. Хотя EV может быть хорошей метрикой для оценки FEAR, он не измеряет все эмоциональные системы. Поэтому необходимы дополнительные тесты для оценки всех эмоциональных систем, влияющих на производство и благосостояние.
Счет пера
PS субъективно оценивает готовность крупного рогатого скота к нему подходить человек(Таблица 3)и может быть полезным в оценке системы PANIC. Тем не менее, PS была подвергнута критике за отсутствие объективности, потому что различные оценщики могут иметь различные интерпретации поведения, и несколько субъективных оценок пострадали от плохой межрейтингнадежности надежности26.
Тест на старт
Тревога высоко развита у всех видов добычи. Высокий уровень FEAR помочь защитить животное от боли и активирует сочувствующие надпочечников и гипоталамо-гипофизарно-надпочечников осей в рамках борьбы или полета и стресс ответ на воспринимается опасность. Испуганый тест оценивает реакцию животного на внезапные, новые стимулы, и был определен как эффективное измерение в выявлении поведенческих различий между различными генетическими штаммами свиней27. Испугав тест может быть эффективным в оценке чувствительности и реактивности симпато-надпочечников системы, которая имеет производственные последствия при активации и может обеспечить понимание системы FEAR.
Открытый полевой тест
OFT является наиболее часто используемым тестом. OFT был первоначально разработан для оценки индивидуальной смелости животных, или готовность войти в открытую арену, среду, которая может быть воспринята как опасная и рискованная для выживания животного. OFT была проверена для видов, которые инстинктивно искать убежище и избегать открытых пространств, таких как грызуны, куры и индейки16.
Крупный рогатый скот эволюционировал, чтобы жить в открытых полях, таким образом, OFT не может вызвать поведенческие и физиологические реакции, связанные со СТРАХи и может быть лучше подходит для оценки социальной изоляции (PANIC/ GRIEF) или разведки (SEEKING). Кроме того, OFT оценивает отдельных животных, и потому, что крупный рогатый скот стадные стадные животные, опыт OFT может вызывать эмоциональную реакцию, кроме FEAR. OFT не имеет сильной корреляции с другими тестами FEAR и результаты трудно интерпретировать (т.е. многие факторы могут привести к той же активности). Таким образом, OFT не рекомендуется в качестве общего теста FEAR для крупного рогатого скота16 и не может обеспечить полное понимание систем FEAR в крупного рогатого скота. OFT, однако, может быть полезным инструментом в количественной оценке либо PANIC или SEEKING систем в крупного рогатого скота.
Система SEEKING имеет важное значение для животных, чтобы приобрести ресурсы, необходимые для выживания. Высокие уровни SEEKING провоцируют интенсивное, постоянное восторженное исследование, аппетитное и упреждающее волнение и обучение. Эта система может привести к переднему передвижению, как животное мотивировано, чтобы исследовать его окрестности. SEEKING может играть роль как в положительных, так и в отрицательных эмоциях; положительный SEEKING может породить чувство цели в то время как отрицательные SEEKING может привести к поведению, связанного с безопасностью28. Коровы, которые потратили больше времени, исследуя и исследовали большую часть диапазона (например, сильнее активации SEEKING) ели быстрее, в то время как в заключении, были икры с более тяжелыми весами отлучить, более высокие концентрации кортизола во время заключения, и более короткие послеродовые интервалы к estrus29. Таким образом, система SEEKING может иметь производственные и социальные последствия. Выявление животных с высокой активацией системы SEEKING может быть более успешным в обширных средах, где индивидуальная и репродуктивная пригодность зависит от способности животного найти ресурсы и убежище. Тем не менее, животные с высокой активацией системы SEEKING могут испытывать более высокий уровень стресса и разочарования во время заключения.
Коровин нулевой лабиринт
Широко используемые тесты в биомедицинских исследований, которые предназначены для оценки эффективности успокаивающих и антидепрессантов развития препарата у грызунов являются повышенные плюс лабиринт (EPM) и повышенный нулевой лабиринт (Экем)30. Эти тесты используют инстинктивное поведение грызунов и его естественную склонность к темным, закрытым местам, чтобы количественно изучить их готовность исследовать среды, которые были бы по своей сути страшными или вызывать беспокойство. Метрики из этих тестов могут включать в себя задержку, чтобы оставить затемненной рукой лабиринта, продолжительность времени в открытых и закрытых руках лабиринта, и количество переходов между двумя средами в течение периода тестирования, а также поведение животного (например, вокализация, мочеиспускание, дефекация, попытки побега) во время теста31.
EPM и ЭКМ являются хорошо проверенными тестами для количественной оценки FEAR/ANXIETY у грызунов15,31. Модифицированный EPM был использован для количественной оценки fear ответ в свиней32, но не был использован в жвачных. Тем не менее, EPM был подвергнут критике за свою неоднозначность интерпретации в отношении поведения на центральной площади лабиринта. Таким образом, ЭКМ был разработан для оценки тех же показателей, что и EPM, но позволяет бесперебойное исследование без двусмысленности. При определении теста для оценки FEAR/ANXIETY и SEEKING у крупного рогатого скота, ЭКМ был логичной моделью. ЭКМ способствует естественному поведению крупного рогатого скота, поскольку они инстинктивно движутся по круговым моделям и имеют склонность к возвращению в районы, из которых они прибыли.
Применяя принципы, аналогичные ЭКМ с обратной интерпретации, Коровин нулевой лабиринт33 был разработан для оценки FEAR, PANIC / GRIEF, и SEEKING систем в крупного рогатого скота. Крупный рогатый скот эволюционировал, чтобы жить в открытых пространствах; Таким образом, крупный рогатый скот с уменьшенной активацией FEAR и PANIC / GRIEF систем будет более охотно проводить время в открытых частях БЗМ, чем затемненные части лабиринта, будет менее вероятно, чтобы войти в закрытые части лабиринта, и будет выполнять больше попыток побега.
Количественная оценка поведения крупного рогатого скота по нескольким оценкам может определить сложные эмоциональные отношения, которые могут иметь экономическое значение, легко измеряются и могут быть включены в усилия по отбору размножения. Эмоциональные схемы PLAY, LUST и CARE не были оценены в этом исследовании.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать.
Acknowledgments
Мы благодарны студентам в лаборатории поведения и благополучия животных в Техасском университете а и М за их помощь в расшифровке видеозаписей поведения крупного рогатого скота и персоналу Научно-исследовательского центра животных за их помощь в этом проекте. Этот проект был поддержан Техасского университета И М Департамента животных наук и исследований аспирантов Мини-Грант программы.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Electronic timers | FarmTek, Wylie, TX | ||
| Priefert Cattle Panels | Priefert Rodeo & Ranch Equipment, Mount Pleasant, TX, USA | ||
| Shade Cloth | Windscreen4less, San Bernardino, CA, USA | Heavy Duty Privacy Screen Fence in Color Solid Black | |
| SILENCER Commerical Pro | Silencer Hydraulic Chutes, Stapleton, NE | ||
| Umbrella | WinCraft | Model# A04852, Winona, Minnesota | |
| Video Camera | Canon | Canon VIXIA HF R800 HD, Mellville, NY, USA |
References
- Kurvers, R. H., et al. Personality predicts the use of social information. Ecology Letters. 13 (7), 829-837 (2010).
- Stöwe, M., et al. Novel object exploration in ravens (Corvus corax): effects of social relationships. Behavioural processes. 73 (1), 68-75 (2006).
- Réale, D., Reader, S. M., Sol, D., McDougall, P. T., Dingemanse, N. J. Integrating animal temperament within ecology and evolution. Biological Reviews. 82 (2), 291-318 (2007).
- Sih, A., Bell, A. M., Johnson, J. C., Ziemba, R. E. Behavioral syndromes: an integrative overview. The Quarterly Review of Biology. 79 (3), 241-277 (2004).
- Mendl, M., Burman, O. H., Parker, R. M., Paul, E. S. Cognitive bias as an indicator of animal emotion and welfare: Emerging evidence and underlying mechanisms. Applied Animal Behaviour Science. 118 (3-4), 161-181 (2009).
- Panksepp, J. A critical role for" affective neuroscience" in resolving what is basic about basic emotions. Psychological Review. 99 (3), 554-560 (1992).
- Panksepp, J. Emotional endophenotypes in evolutionary psychiatry. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 30 (5), 774-784 (2006).
- Bruno, K., Vanzant, E., Vanzant, K., McLeod, K. Relationships of a novel objective chute score and exit velocity with growth performance of receiving cattle. Journal of Animal Science. 94 (11), 4819-4831 (2016).
- Burdick, N., et al. Evolution of exit velocity in suckling Brahman calves. Journal of Animal Science. 89 (1), 233-236 (2011).
- Curley, K. Jr, Paschal, J., Welsh, T. Jr, Randel, R. Exit velocity as a measure of cattle temperament is repeatable and associated with serum concentration of cortisol in Brahman bulls. Journal of Animal Science. 84 (11), 3100-3103 (2006).
- King, D., et al. Influence of animal temperament and stress responsiveness on the carcass quality and beef tenderness of feedlot cattle. Meat Science. 74 (3), 546-556 (2006).
- Hall, N. L., et al. Working chute behavior of feedlot cattle can be an indication of cattle temperament and beef carcass composition and quality. Meat Science. 89 (1), 52-57 (2011).
- MacKay, J., Turner, S., Hyslop, J., Deag, J., Haskell, M. Short-term temperament tests in beef cattle relate to long-term measures of behavior recorded in the home pen. Journal of Animal Science. 91 (10), 4917-4924 (2013).
- Voisinet, B., Grandin, T., Tatum, J., O'Connor, S., Struthers, J. Feedlot cattle with calm temperaments have higher average daily gains than cattle with excitable temperaments. Journal of Animal Science. 75 (4), 892-896 (1997).
- Shepherd, J. K., Grewal, S. S., Fletcher, A., Bill, D. J., Dourish, C. T. Behavioural and pharmacological characterisation of the elevated "zero-maze" as an animal model of anxiety. Psychopharmacology. 116 (1), 56-64 (1994).
- Forkman, B., Boissy, A., Meunier-Salaün, M. C., Canali, E., Jones, R. A critical review of fear tests used on cattle, pigs, sheep, poultry and horses. Physiology & Behavior. 92 (3), 340-374 (2007).
- Boivin, X., Le Neindre, P., Chupin, J., Garel, J., Trillat, G. Influence of breed and early management on ease of handling and open-field behaviour of cattle. Applied Animal Behaviour Science. 32 (4), 313-323 (1992).
- Kilgour, R. J., Melville, G. J., Greenwood, P. L. Individual differences in the reaction of beef cattle to situations involving social isolation, close proximity of humans, restraint and novelty. Applied Animal Behaviour Science. 99 (1-2), 21-40 (2006).
- Redbo, I. Relations between oral stereotypies, open-field behavior, and pituitary-adrenal system in growing dairy cattle. Physiology & Behavior. 64 (3), 273-278 (1998).
- Burdick, N., Randel, R., Carroll, J., Welsh, T. Interactions between temperament, stress, and immune function in cattle. International Journal of Zoology. 2011, (2011).
- Gibbons, J. M., Lawrence, A. B., Haskell, M. J. Consistency of flight speed and response to restraint in a crush in dairy cattle. Applied Animal Behaviour Science. 131 (1-2), 15-20 (2011).
- Mathias, A., Forehand, L., Carstens, G., Daigle, C. Quantifying Stress and Anxiety: Development and Validation of a Novel Fear Test for Cattle. Journal of Animal Science. 96, 19 (2018).
- Mathias, A., Daigle, C. L. Safety in numbers: Social isolation increases behavioral responses of cattle during startle tests. Journal of Animal Science. 97, 18 (2019).
- Lee, C., et al. Anxiety influences attention bias but not flight speed and crush score in beef cattle. Applied Animal Behaviour Science. 205, 210-215 (2018).
- Voisinet, B., Grandin, T., O'Connor, S., Tatum, J., Deesing, M. Bos indicus-cross feedlot cattle with excitable temperaments have tougher meat and a higher incidence of borderline dark cutters. Meat science. 46 (4), 367-377 (1997).
- Czycholl, I., et al. Test-retest reliability of the Welfare Quality animal welfare assessment protocol for growing pigs. Animal Welfare. 25 (4), 447-459 (2016).
- Lawrence, A., Terlouw, E., Illius, A. Individual differences in behavioural responses of pigs exposed to non-social and social challenges. Applied Animal Behaviour Science. 30 (1-2), 73-86 (1991).
- Panksepp, J., Biven, L. The archaeology of mind: Neuroevolutionary origins of human emotions. , WW Norton & Company. (2012).
- Goodman, L. E., et al. Temperament affects rangeland use patterns and reproductive performance of beef cows. Rangelands. 38 (5), 292-296 (2016).
- Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2 (2), 322 (2007).
- Hogg, S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 54 (1), 21-30 (1996).
- Janczak, A. M., Andersen, I. L., Bøe, K. E., Færevik, G., Bakken, M. Factor analysis of behaviour in the porcine and murine elevated plus-maze models of anxiety. Applied Animal Behaviour Science. 77 (2), 155-166 (2002).
- Hubbard, A. J., Carstens, G. C., Forehand, L., Daigle, C. L. The Bovine Zero Maze: Development of a novel fear test for cattle. Applied Animal Behaviour Science. , 104865 (2019).
