Summary
Этот протокол описывает метод изучения социальной иерархии в крысиной модели. Крысы выполняют сложную задачу дайвинга в пищу, в которой они образуют четкую иерархию в соответствии с их готовностью нырять под водой и плавать, чтобы получить пищевую гранулу. Этот метод используется для понимания принятия решений и социальных отношений между высоко социальными животными в небольших группах.
Abstract
Для многих видов, где статус является жизненно важным мотиватором, который может повлиять на здоровье, социальные иерархии влияют на поведение. Социальные иерархии, которые включают доминирующие покорные отношения, распространены как в животных, так и в человеческих обществах. Эти отношения могут быть затронуты взаимодействия с другими людьми и с их окружающей средой, что делает их трудно анализировать в контролируемом исследовании. Вместо простой иерархии доминирования, это образование имеет сложную презентацию, которая позволяет крысам избежать агрессии. Статус может быть застойным или изменчивым и приводить к сложным расслоениям общества. Здесь мы описываем сложную задачу дайвинга в пищу для исследования социальной иерархии грызунов и поведенческих взаимодействий. Эта модель животных может позволить нам оценить взаимосвязь между широким спектром психических заболеваний и общественной организацией, а также изучить эффективность терапии социальной дисфункции.
Introduction
Крысы являются высоко социальными животными, что делает их идеальной моделью для понимания социального поведения и того, как это связано с принятием решений. Крысы делятся на иерархические группы, основанные на доминирующих и покорных отношениях. Крысы могут быть обучены для задач, которые выражают сотрудничество, управление рисками, обманчивое поведение, и поведение, которое меняется в зависимостиот решений других крыс 1,2. Исследования с крысиных моделей, выражаюющих такое поведение оказаться полезным в понимании социальной структуры и ее отношение к принятию решений с актуальностью для человеческой психологии.
Как необходимый ресурс, доступ к продовольствию является основной причиной для социальной организации среди крыс3. Наивные крысы были замечены участие в социальном взаимодействии и дифференциации вситуациях, когда доступ к пище был ограничен 1,2,4,5,6,7,8. В одном исследовании, взрослые крысы должны были пересечь туннель под водой, чтобы получить доступ к пище, а затем принести пищу обратно через туннель в клетку9. Индивидуальные крысы в каждой группе были в состоянии быть классифицированы в соответствии с их методом получения пищи. Появились два поведенческих профиля: первый - это "носители", которые ныряют вниз и плавают под водой к кормушки, получают гранулы и держат гранулы во рту, когда они плывут обратно в клетку. Вторая группа – это «невозобыви», которые не ныряют и не получают пищу только путем воровства у перевозчиков. В группах из шести крыс, примерно половина были носителями, а другая половина не9. Все крысы были замечены в качестве носителей, когда они были обучены индивидуально в дайвинг аппарат10.
Аналогичные поведенческие задачи животных включают конкуренцию за пищу или пространство и были использованы скурами 11,грызунами 12,13,14,15исвиньями 16. В трубчатом тесте, две мыши отправляются через узкую трубку с противоположных концов, с одной мыши обязательно у сожалению право пути к другому. Этот тест помогает в измерении социальногодоминирования 17,18,19. Поведенческий тест называют теплое пятно тест мышей конкурировать за позицию в небольшом теплом месте в противном случае холоднойклетке 19,20.
Последующая задача дайвинга в пищу, которая является более сложной позволяет перевозчика крыс иметь доступ ко второй клетке, вдали от не-носителей, где они могли бы потреблять пищуотдельно 4. В этом протоколе мы представляем задачу «нырять в пищу» в качестве альтернативной модели социальной иерархии и поведения крыс. Эта задача дайвинга в пищу обеспечивает метод для крыс, чтобы избежать социальных групп основной клетке и, следовательно, избежать агрессии и социальных взаимодействий других крыс. Эта задача вводит возможность избегая социального поведения у крыс, которые могут прояснить наше понимание социальной агрессии.
Социальное функционирование, которое описывает способность участвовать в нормальных социальных ролей, могут быть затронуты условия, такие как депрессия3. Угнетенные люди часто борются с безработицей, имеют мало социальных контактов, и вряд ли занимаютсядосугом 3. Эффективное лечение депрессии часто измеряется улучшением социальной и межличностнойфункции 21. Антидепрессанты лечения, однако, различаются по своей эффективности в лечении нарушений в социальном функционировании, связанных сдепрессией 3.
В этой методологии, мы индуцированных депрессивное состояние у крыс через хронический стресс-тест и оценили уровень крыс агедония, одна из особенностей депрессии, как состояние, с сахарозой предпочтения тест. Анхедонические крысы, а также ангедонические крысы, которым вводили антидепрессанты, отслеживались с помощью задачи «нырять в пищу» по сравнению с контрольной группой.
Ранее упомянутые дайвинг в пищу задачи напоминают тесты конкуренции пищи, которые часто используют только одну пару животных или один дихотомии в качестве точки сравнения, такие как перевозчики и не-носителей и единый анализ, который сравнивает представлениедоминирование 15,17,22. Наш метод определяет более сложные взаимодействия между крысами через делений на несколько типов поведения, в том числе: носителей и не-носителей, тех, кто борется за пищу и тех, кто этого не делают, и крыс, которые разделяют пищу или перейти к отдельным клеткам. Мы считаем, что этот протокол является единственным типом, который использует иерархию для оценки сложной структуры социального взаимодействия в группе животных, а не в парах. Это будет полезно для исследований, которые проверяют доминирование на основе пищевых предпочтений, а также исследования, которые направлены на уточнение более иерархических отношений, которые не ограничиваются доминирующей покорной модели.
В этом протоколе мы подробно описываем сложную задачу дайвинга в пищу для исследования социальной организации и взаимодействия у крыс с изменениями в индивидуальном поведении, особенно после развития анхедонии. Эта модель животных также может быть использована для изучения других психических состояний, связанных с изменениями в социальном поведении и иерархии.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Эксперименты проводились в соответствии с рекомендациями Хельсинкских и Токийских деклараций и Руководящих принципов использования экспериментальных животных Европейского сообщества. Эксперименты были одобрены Комитетом по уходу за животными Университета Бен-Гуриона в Негеве. Код авторизации для этого эксперимента был Ил-55-8-12.
1. Подготовка крыс
- Получить разрешение на эксперименты от Институционального комитета по уходу за животными и использованию (IACUC).
- Выберите взрослых крыс Спрага Доули. Исключите животных, которые обладают ненормальными физическими чертами, такими как судороги или другие двигательные дефициты.
ПРИМЕЧАНИЕ: Для этого протокола мы использовали взрослых самцов крыс весом от 300 до 350 г в возрасте 4-8 месяцев. Самки крыс могут быть использованы, а также. - Поддерживайте крыс при комнатной температуре (22 градуса по Цельсию ± 1 градус по Цельсию), с 12 ч света и 12 ч темных циклов. Обеспечить крыса чау и воды объявление libitum. Дом 3 крысы на клетку.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все крысы, размещенные в одной клетке, должны быть в одной экспериментальной группе. - Случайно поместите 120 крыс в одну из трех экспериментальных групп. Используйте группу 1 (n'60) w в качестве контрольной группы. Индуцировать экспериментальную группу, Группа 2 (n'30), со стрессорами, как описано ниже. Индуцировать группу 3, экспериментальную группу с лечением (n'30), с анхедонией и впоследствии управлять антидепрессантами. Сроки экспериментального протокола можно найти на рисунке 1.
- Отметь крыс цветными ручками в начале эксперимента, чтобы обеспечить индивидуальную идентификацию.
- Выполните все эксперименты между 6:00 .m и 12:00 .m.
- Взвешивать крыс ежедневно на протяжении всей процедуры для возможной потери веса. Потеря веса выше 20% исключит крыс из исследования. Смотрите раздел 3.1.3.
2. Индукция ангедонии у крыс
- Хроническая непредсказуемая модель стресса
- Индуцировать крыс из экспериментальной группы и экспериментальной группы с лечением с особенностями депрессивного состояния по модели хронического непредсказуемого стресса, как ранее подробно23.
- Хроническая непредсказуемая модель стресса
- Индуцировать крыс из двух экспериментальных групп с депрессивным поведением по модели хронического непредсказуемого стресса, как ранее подробно23.
ПРИМЕЧАНИЕ: Крысы подвергаются воздействию 2 из 7 стрессоров ежедневно в случайном порядке; один днем и второй ночью в течение 5 недель24,25. - Ввести следующие стрессоры в случайном порядке:
- Дом крыс с 6 животных в клетку вместо 3 на 18 ч.
- Наклон клетки размещения 45 "вдоль вертикальной оси в течение 3 ч.
- Лишить животных пищи на 18 ч.
- Лишите животных воды на 18 ч, а затем ввемите пустую бутылку с водой.
- Поддерживайте загрязненную клетку в течение 8 ч с 300 мл воды, пролитой в постельных принадлежностях.
- Держите непрерывное освещение и обратить вспять свет / темный цикл в течение 48 ч в неделю.
- Нагрейте окружающую среду до 40 градусов по Цельсию в течение 5 минут.
- Подтвердите развитие агедонии, одной из особенностей депрессии, как состояние, выполняя тест предпочтения сахарозы. Смотрите раздел 4.
- Индуцировать крыс из двух экспериментальных групп с депрессивным поведением по модели хронического непредсказуемого стресса, как ранее подробно23.
- Антидопинговая терапия
- Администрирование 20 мг/кг гидрохлорида имипрамина (трициклический антидепрессант) intraperitoneally один раз в день в течение 3 недель крыс изэкспериментальной группы 26,27,28.
ПРИМЕЧАНИЕ: Подгруппа (n'3 в каждом наборе крыс) экспериментальной группы вводится 0,9% солевого раствора (плацебо) intraperitoneally один раз в день в течение 3-недельного периода, в том же объеме, как антидепрессанты группы лечения.
- Администрирование 20 мг/кг гидрохлорида имипрамина (трициклический антидепрессант) intraperitoneally один раз в день в течение 3 недель крыс изэкспериментальной группы 26,27,28.
3. Тест общественной организации (комплексная задача дайвинга в пищу)
ПРИМЕЧАНИЕ: Экспериментальный аппарат был описан в предыдущихисследованиях 9,29,30 с незначительными изменениями. Все части аппарата должны состоять из прозрачного плексигласа.
- Подготовь аппарат и акклиматизуй крыс.
- Соедините две клетки (50 см x 50 см х 50 см) с аквариумом (130 см х 35 см х 50 см) через туннели (45 см х 15 см х 15 см)(рисунок 2). Убедитесь, что нет доступа из одной клетки в другую, не погружаясь ваквариум 25. Поддержание температуры воды при температуре 25 градусов по Цельсию.
- Поместите трубки с пищевыми гранулами (по одной пищевой грануле в каждой трубке) на одном конце аквариума.
ПРИМЕЧАНИЕ: Снижение доступности пищевых гранул в клетке отъезда должно постепенно поощрять крыс, которые в противном случае развивать привычку воровать, нырять, чтобы достичь пищи. - На первый день эксперимента ввемить каждую группу из 6 крыс в экспериментальный аппарат без воды для 3-часовых сеансов. Вернуть крыс в стандартную клетку после сеанса.
- Ограничите доступ крысиной пищи к 3-часовым занятиям, не иметь другого доступа к пище в течение остальной части дня.
- Удалите крыс, которые потеряли более 20% своего базового веса от эксперимента вместе со своей социальной группой, и дать объявление libitum пищи и воды.
- Вручную полотенце сухие крысы или обеспечить доступ к источнику тепла до высыхания и перед размещением их обратно в их обычное жилье, чтобы избежать переохлаждения.
- Повторите эти сеансы в течение дней 2-3.
ПРИМЕЧАНИЕ: Видеозапись крыс в аппарате непрерывно в течение 3-часовых сессий. Убедитесь, что камера установлена на высокой четкости (720p) и автофокус выключен.
- Выполняем задачу «нырять в пищу в пищу»
- В дни 4-17, добавить воду постепенно, пока максимальный уровень воды не будет достигнут, как описано ранее4. В дни 17-21, поддерживать максимальный уровень воды.
- Наблюдайте, как крысы ныряют для доступа к гранулам.
- Завехать следующие параметры для каждой крысы:
- Оцените частоту входа в туннель.
- Подсчитайте каждую попытку нырнуть за едой.
ПРИМЕЧАНИЕ: Путешествие из клетки в аквариум обратно в клетку не должно превышать 5-6 секунд, что гарантирует, что гранулы остаются съедобными. - Оцените количество раз, что пища получена в результате нападения между крысами, которые плавают для производства продуктов питания и крыс, которые этого не делают.
- Запись количество раз пища осуществляется крыса, которая плавает.
- Записывают время, которое крысы провели в отдельных клетках по сравнению с временем, проведенным в оригинальной клетке.
ПРИМЕЧАНИЕ: Все данные были получены путем непрерывного визуального наблюдения.
4. Оценка анхедонии: тест предпочтений сахарозы
- Оцените анхедонию тестом предпочтений сахарозы с незначительноймодификацией, как ранее описывали 23,25,31,32,33. Выполните этот тест в дни -6, 0, 35, 41, 62 и 68 процедуры (см. рисунок 1 для протокольной шкалы).
- Разрешить крыс потреблять раствор сахарозы для 24 ч путем свободного доступа к двум бутылкам в каждой клетке, содержащий 100 мл раствора сахарозы (1%, ж / в).
- После 24 ч, заменить одну из бутылок с водой для дополнительных 24 ч.
- Лишить крыс воды на 12 часов34.
- Дайте крысам обе бутылки (один с водой и один с сахарозой). После 4 ч, записывают объем как потребляемого раствора сахарозы и воды.
- Рассчитать предпочтение сахарозы в качестве предпочтения сахарозы (%) - потребление сахарозы (мл)/(потребление сахарозы (мл) - потребление воды (мл)) × 100%.
ПРИМЕЧАНИЕ: При использовании модели хронического непредсказуемого стресса в сочетании с тестом социальной организации, мы рекомендуем не только записывать среднее потребление сахарозы и воды, но и отметить изменения в поведении каждой отдельной крысы. Это позволит более конкретно понять поведенческие изменения внутри индивидуума, а не внутри группы при столкновении с иерархической моделью, такой как задача «нырять за едой».
5. Статистический анализ
- Определите сравнения между группами, использующими Kruskal-Wallis, за которыми следует Манн-Уитни для непараметрических данных или одноуголовный анализ дисперсии (ANOVA), а затем специальный тест Bonferroni или тест студента на параметрические данные.
ПРИМЕЧАНИЕ: Результаты считаются статистически значимыми, когда p lt; 0.05, и весьма значительными, когда p lt; 0.01.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Изменения веса тела
Одной из сторон ANOVA не показывает каких-либо различий в изменениях массы тела между экспериментальными группами в течение 21 дней дайвинг-для-пищевой задачи. Со 2 по 21 дни произошли изменения в весе тела для всех 3 групп (p'lt;0.01, Таблица 1).
Тест предпочтений сахарозы
В начале эксперимента (день 0) не было никакой разницы в процентах предпочтений сахарозы между экспериментальной группой крыс, индуцированных ангедонией (85,6% ± 18,6), экспериментальной группой, обработанной антидепрессантной терапией (85,1% ± 18,8), и контрольной группой (85,7% ± 9,9). На 35-й день, по сравнению с контрольной группой (84,13% ± 12,3), было значительно ниже процентов предпочтения сахарозы в экспериментальной группе (62,69% ± 17,7, p'lt;0.01) и в экспериментальной группе с лечением (68,48% ± 13,9, п'л;0,01, рисунок 3А). Различий между экспериментальной группой и экспериментальной группой с лечением пока не было. На 62-й день, экспериментальные крысы имели более низкий процент сурозы предпочтения (68% ± 15), чем контрольная группа (78,5% ± 16) и экспериментальной группы с лечением (77% ± 16, p'lt;0.05, Рисунок 3B). В настоящее время между группой лечения и контрольной группой не было никаких различий. Данные представлены в качестве процентного предпочтения сахарозы ± стандартного отклонения.
Дайвинг в пищу задача
Социальная активность крыс в ситуации ограниченного доступа к продовольствию иллюстрируется на рисунке 4. Крысы в экспериментальной группе продемонстрировали увеличение частоты входов в туннель (113% ± 3,7, п'л;0,01, Рисунок 4A), дайвинг для еды (141% ± 7, p'lt;0.01, Рисунок 4B), пища, полученная путем переноски (168% ± 12, p'lt;0.01, Рисунок 4C), время, проведенное в отдельных клетках (123% ± 7.9, p'lt;0.01, Рисунок 4D), и продукты питания, полученные в результате нападения (232% ± 26, p'lt;0.01, Рисунок 4E) по сравнению с экспериментальной группой с лечением (44% ± 7, 53% ± 6, 54% ± 5, 55% ± 4,7, 67% ± 3,4 соответственно). Различия между экспериментальной группой крыс и экспериментальными крысами, обработанными антидепрессантами, были статистически больше, чем разница между экспериментальной группой и контрольной группой во всех 5 параметрах теста на дайвинг в пищу (p'lt;0.05). Данные представлены в среднем в процентах по сравнению ± стандартной погрешностью среднего.
Рисунок 1. Хронология экспериментального протокола. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2. Иллюстрация аппарата для дайвинга в пищу. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3. Тест предпочтений сахарозы (A) через 35 дней и (B) через 62 дня. В начале эксперимента не было никакой разницы в потреблении сахарозы. (A) К 35-му дню эксперимента ангедоническая группа (p'lt;0.01) и ангедоническая группа, лечения антидепрессантной терапией (p'lt;0.01), имели значительно более низкие предпочтения в отношении сахарозы, чем контрольная группа. (B) На 62-й день крысы, индуцированные ангедонией, имели более низкие процентные предпочтения по отношению к сахарозе по сравнению как с контролем, так и с ангедонической группой, обработанной антидепрессантами (p'lt;0.05). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 4. Социальная активность крыс в ситуации ограниченного доступа к пище. (A)Частота входов в туннель. (B)Дайвинг для еды. (C)Пища, полученная при переносе. (D)Время, проведенное в отдельных клетках. (E)Еда, полученная в результате нападения. Данные представлены в среднем в процентах по сравнению со средними значениями управления и стандартной погрешностью среднего значения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
| Изменение массы тела крыс | |||||||||||||||||||||
| Дни недели | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
| Контрольная группа | |||||||||||||||||||||
| кляча. | 0 | -0.02 | -0.04 | -0.04 | -0.06 | -0.06 | -0.07 | -0.08 | -0.09 | -0.1 | -0.11 | -0.12 | -0.12 | -0.13 | -0.14 | -0.15 | -0.16 | -0.18 | -0.19 | -0.2 | -0.21 |
| SD | 0 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.03 |
| Экспериментальная группа с лечением | |||||||||||||||||||||
| кляча. | 0 | -0.02 | -0.03 | -0.04 | -0.05 | -0.06 | -0.07 | -0.08 | -0.09 | -0.1 | -0.1 | -0.12 | -0.12 | -0.14 | -0.14 | -0.15 | -0.16 | -0.17 | -0.18 | -0.19 | -0.2 |
| SD | 0 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 |
| Экспериментальная группа | |||||||||||||||||||||
| кляча. | 0 | -0.01 | -0.03 | -0.04 | -0.05 | -0.05 | -0.07 | -0.07 | -0.08 | -0.1 | -0.11 | -0.12 | -0.13 | -0.14 | -0.15 | -0.15 | -0.17 | -0.18 | -0.19 | -0.2 | -0.21 |
| SD | 0 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
Таблица 1. Изменения в массе тела (в процентах) во время дайвинга в пищу задачи. Не было никаких различий между 3 экспериментальными группами для изменения массы тела в течение 21 дня задачи. Со 2 по 21 дни, был общий эффект между днями выражается как изменение массы тела (p'lt;0.01).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Социальные иерархии определяют поведение многих видов, включая людей, и часто определяются отношениями, основанными на агрессии и подчинении. Эти отношения часто зависят от факторов окружающей среды в дополнительной к социальнымструктурам 35. Социальные образования, основанные на доминировании и подчинении,многогранны 36,37. Среди людей, агрессия описывается как состоящий из поведения, начиная от не-физических издевательств до войны и насилия38,39,40. Эти образования могут быть под влиянием депрессии и других нарушенийусловий 3,21.
В сложной задаче дайвинга в обмен на пищу, крысы имеют возможность избежать агрессии и вернуться в клетку без других крыс из своей небольшой социальной группы. Конструкция аппарата обязывает крыс нырять и плавать под водой около 1 метра. Размещение кормушки требует, чтобы крысы вернуться в клетку, чтобы съесть пищу. Доступ к альтернативной клетке, возможно, только через плавание в аквариуме. Таким образом, перевозчик крысы решают, если они будут потреблять пищу в домашней клетке или в альтернативной клетке.
Эксперимент позволяет акклиматизировать крыс. В первые три дня животные узнают пространственные особенности аквариума и расположение пищи без воды внутри. С 4-17 дней вода постепенно добавляется. После 17-го дня уровень воды достаточно высок, чтобы животные нырять, чтобы получить пищу из кормушки. Они ныряют за едой с 17-21 дней. Мы заметили, что поведенческие группы крыс появились только в 11-й день эксперимента, что свидетельствует о том, что результаты являются наиболее значительными, начиная с этого дня. К 21-й день крысы критически теряют вес, и это, кажется, последний день, чтобы реально собрать данные. Крысы начали нападать на пищу во всех группах в дни 9 или 10.
Существует несколько важных шагов этого протокола. Исключение потери веса имеет важное значение для обеспечения метод даст лучшие данные. Как правило, потеря веса 20% является достаточно значительным, чтобы удалить крыс изэксперимента 41,42,43,44. Крысы должны взвешиваться не реже одного раза в день. Аналогичным образом, должно быть достаточно гранул труб, так что крысы могут легко приобрести гранулы. Существует высокая вероятность крысы потерять гранулы на пути, и это гарантирует, что они могут попробовать еще раз быстро. Уровень воды должен быть достаточно высоким, чтобы крысы не могут коснуться пола при пересечении туннеля. Мы также подчеркиваем, что видеозапись необходима, даже если исследователи наблюдают за поведением крыс в режиме реального времени, чтобы обеспечить дополнительный сбор данных.
В группах из шести крыс, общая картина показала поведенческие группы из 5 крыс перевозчика и 1 не-носителя крысы25. Другие дайвинг-для-пищевых задач использовали различное количество крыс в каждой группе с аналогичными пропорциями носителей не-носителей. В задаче, представленной здесь, 1 или 2 крысы-носителя остались в альтернативной клетке, используя ее в качестве новой базы для купания в и из доступа к пище, чтобы избежать других крыс. Из носителя крыс, которые вернулись в главную клетку с гранулами, 1-2 были менее активны при попытке защитить свою пищу в общей клетке.
В другом исследовании, группа из шести крыс состояла только из не-носителей определяется из предыдущего эксперимента1. Разделение поведенческих ролей поддерживало пропорции типичной группы: одна крыса не плавала, а пять крыс были носителями. Это говорит о том, что крысы меняют свою поведенческую роль в зависимости от ситуации и крыс вокруг них. Это эхом в людях, в которых поведение изменяется своей ситуации и через социальную нестабильность45,46.
Результаты этого протокола показывают, что крысы с анхедонией, одной из особенностей депрессии, как состояние, и без лечения являются более агрессивными и склонны к получению пищи сами, будь то через нападение, дайвинг, или проведение, и, скорее всего, останется в отдельных клетках. Похоже, что анхедонические крысы более охотно меняют свои социальные отношения, и участвовать в деятельности, что крысы будут считать опасными, такие как плавание. Вполне возможно, что существует взаимосвязь между неспособностью регулировать рискованное поведение и выполнять ожидаемые социальные роли.
Для того, чтобы уменьшить труд, участвующий в анализе видеозаписей поведения крыс, мы попытались использовать видео программное обеспечение (например, Этновидение). Тем не менее, программное обеспечение не подходит для этой поведенческой задачи и не может определить отдельных крыс из группы. Мы считаем, что можно было бы использовать специальное программное обеспечение для анализа видео, или отметить каждую крысу визуально или поместить капсулу под кожу крысы для компьютерной программы, чтобы различать отдельных крыс. Еще одно возможное ограничение протокола связано с длительностью учебного периода и процедурой.
Есть и другие варианты, которые могут улучшить технику, в том числе альтернативный метод, который включает в себя одну или двеклетки в аппарате 1,25. Мы определили непредсказуемую модель стресса как метод, чтобы вызвать различное поведение в иерархических отношениях, хотя другие модели могут работать также.
В заключение, эта задача дайвинга в пищу позволяет для исследования грызунов социальной иерархии и поведенческих взаимодействий. Наш протокол значительно проверяет группу крыс, а не только пару крыс и позволяет провести анализ более многослойных иерархических отношений. Мы видим два основных использования техники, описанной здесь. Он может быть применен для изучения патофизиологии психических заболеваний в крысиных моделях, а также тестирования на новые методы лечения заболеваний, связанных с тревожно-депрессивными заболеваниями. Эта модель животных может также позволить нам оценить взаимосвязь между широким спектром психических заболеваний и социальной организации, а также изучить эффективность терапии социальной дисфункции.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторов нечего раскрывать.
Acknowledgments
Благодарим профессора Елену Севериновскую, Анастасию Галинскую и Марину Кушерову из кафедры физиологии, биологии, экологии и медицины, а также Олеся Гончара из Днепровского университета, Днепр, Украина, за помощь в анализе видеозаписей теста общественной организации.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Alcohol | Pharmacy | 99% pharmaceutical alcohol diluted to 5% and used for cleaning the open field test box before the introduction of each rat | |
| Bottles | Techniplast | ACBT0262SU | 150 mL bottles filled with 100 mL of water and 100 mL of 1% (w/v) sucrose solution |
| Equipment for Diving for Food Task (Plexiglas) | self made in Ben Gurion University of Negev | Two cages (50 x 50 x 50 cm) to an aquarium (130 x 35 x 50 cm) via tunnels | |
| Imipramine hydrochloride | SIGMA | Lot# SLBB9914V | (Tricyclic antidepressant) 20 mg/kg intraperitoneally once per day for 3 weeks |
| Purina Chow | Purina | 5001 | Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical researc for over 5 |
| Rat Cages | Techniplast | 2000P | Conventional housing for rodents. Was used for housing rats throughout the experiment |
| Video Camera | Canon | Digital video camera for high definition recording of rat behavior under plus maze test |
References
- Colin, C., Desor, D. Differenciations comportementales dans des groupes de rats soumis a une difficulte d'acces a la nourriture. Behavioural Processes. 13 (1-2), 85-100 (1986).
- Boyko, M., et al. The effect of depressive-like behavior and antidepressant therapy on social behavior and hierarchy in rats. Behavioural Brain Research. 370, 111953 (2019).
- Hirschfeld, R. M., et al. Social functioning in depression: a review. Journal of Clinical Psychiatry. 61 (4), 268-275 (2000).
- Grasmuck, V., Desor, D. Behavioural differentiation of rats confronted to a complex diving-for-food situation. Behavioural Processes. 58 (1-2), 67-77 (2002).
- Grasmuck, V., Desor, D. Behavioural differentiation of rats confronted to a complex diving-for-food situation. Behavioural Processes. 58 (1-2), 67-77 (2002).
- Thullier, F., Desor, D., Mos, J., Krafft, B. Effect of group size on social organization in rats with restricted access to food. Physiology & Nehavior. 52 (1), 17-20 (1992).
- Schroeder, H., Toniolo, A., Nehlig, A., Desor, D. Long-term effects of early diazepam exposure on social differentiation in adult male rats subjected to the diving-for-food situation. Behavioral Neuroscience. 112 (5), 1209 (1998).
- Helder, R., Desor, D., Toniolo, A. -M. Potential stock differences in the social behavior of rats in a situation of restricted access to food. Behavior Genetics. 25 (5), 483-487 (1995).
- Thullier, F., Desor, D., Mos, J., Krafft, B. Effect of group size on social organization in rats with restricted access to food. Physiology & Behavior. 52 (1), 17-20 (1992).
- Krafft, B., Colin, C., Peignot, P. Diving-for-food: a new model to assess social roles in a group of laboratory rats. Ethology. 96 (1), 11-23 (1994).
- Lee, Y. -p, Craig, J., Dayton, A. The social rank index as a measure of social status and its association with egg production in White Leghorn pullets. Applied Animal Ethology. 8 (4), 377-390 (1982).
- Timmer, M., Sandi, C. A role for glucocorticoids in the long-term establishment of a social hierarchy. Psychoneuroendocrinology. 35 (10), 1543-1552 (2010).
- Ujita, W., Kohyama-Koganeya, A., Endo, N., Saito, T., Oyama, H. Mice lacking a functional NMDA receptor exhibit social subordination in a group-housed environment. The FEBS journal. 285 (1), 188-196 (2018).
- Merlot, E., Moze, E., Bartolomucci, A., Dantzer, R., Neveu, P. J. The rank assessed in a food competition test influences subsequent reactivity to immune and social challenges in mice. Brain, Behavior, and Immunity. 18 (5), 468-475 (2004).
- Cordero, M. I., Sandi, C. Stress amplifies memory for social hierarchy. Frontiers in Neuroscience. 1, 13 (2007).
- Hessing, M., Tielen, M. The effect of climatic environment and relocating and mixing on health status and productivity of pigs. Animal Science. 59 (1), 131-139 (1994).
- Fan, Z., et al. Using the tube test to measure social hierarchy in mice. Nature Protocols. 14 (3), 819-831 (2019).
- Lucion, A., Vogel, W. H. Effects of stress on defensive aggression and dominance in a water competition test. Integrative Physiological and Behavioral Science. 29 (4), 415-422 (1994).
- Zhu, H., Hu, H. Brain's neural switch for social dominance in animals. Science China Life Sciences. 61, 113-114 (2018).
- Zhou, T., et al. History of winning remodels thalamo-PFC circuit to reinforce social dominance. Science. 357 (6347), 162-168 (2017).
- Bech, P. Social functioning: should it become an endpoint in trials of antidepressants. CNS Drugs. 19 (4), 313-324 (2005).
- Saxena, K., et al. Experiential contributions to social dominance in a rat model of fragile-X syndrome. Proceedings of the Royal Society B. 285 (1880), 20180294 (2018).
- Zeldetz, V., et al. A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats. Journal of Visualized Experiments. (132), e57137 (2018).
- Boyko, M., et al. Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural Brain Research. 281, 358-363 (2015).
- Boyko, M., et al. The effect of depressive-like behavior and antidepressant therapy on social behavior and hierarchy in rats. Behavioural Brain Research. 370, 111953 (2019).
- Castagné, V., Moser, P., Roux, S., Porsolt, R. D. Rodent models of depression: forced swim and tail suspension behavioral despair tests in rats and mice. Current Protocols in Neuroscience. 55 (1), 11-14 (2011).
- Elgarf, A. -S. A., et al. Lipopolysaccharide repeated challenge followed by chronic mild stress protocol introduces a combined model of depression in rats: reversibility by imipramine and pentoxifylline. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 126, 152-162 (2014).
- Ismail, B., et al. Behavioural, metabolic, and endothelial effects of the TNF-α suppressor thalidomide on rats subjected to chronic mild stress and fed an atherogenic diet. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 92 (5), 375-385 (2014).
- Helder, R., Desor, D., Toniolo, A. M. Potential stock differences in the social behavior of rats in a situation of restricted access to food. Behavior Genetics. 25 (5), 483-487 (1995).
- Deviterne, D., Peignot, P., Krafft, B. Behavioral profiles of adult rats in a difficult food supply social situation, related to certain early behavioral features. Developmental Psychobiology. 27 (4), 215-225 (1994).
- Kuts, R., et al. A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. Journal of Visualized Experiments. (147), e58875 (2019).
- Boyko, M., et al. The influence of aging on poststroke depression using a rat model via middle cerebral artery occlusion. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience. 13 (4), 847-859 (2013).
- Boyko, M., et al. The neuro-behavioral profile in rats after subarachnoid hemorrhage. Brain Research. 1491, 109-116 (2013).
- Boyko, M., et al. Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural Brain Research. 281, 358-363 (2015).
- Malatynska, E., Pinhasov, A., Crooke, J. J., Smith-Swintosky, V. L., Brenneman, D. E. Reduction of dominant or submissive behaviors as models for antimanic or antidepressant drug testing: technical considerations. Journal of Neuroscience Methods. 165 (2), 175-182 (2007).
- Chase, I. D., Tovey, C., Spangler-Martin, D., Manfredonia, M. Individual differences versus social dynamics in the formation of animal dominance hierarchies. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (8), 5744-5749 (2002).
- Cordero, M. I., Sandi, C. Stress amplifies memory for social hierarchy. Frontiers in Neuroscience. 1 (1), 175-184 (2007).
- Lewon, M., Houmanfar, R. A., Hayes, L. J. The Will to Fight: Aversion-Induced Aggression and the Role of Motivation in Intergroup Conflicts. Perspectives on Behavior Science. 42 (4), 889-910 (2019).
- Ingram, K. M., Espelage, D. L., Davis, J. P., Merrin, G. J. Family Violence, Sibling, and Peer Aggression During Adolescence: Associations With Behavioral Health Outcomes. Frontiers in Psychiatry. 11, 26 (2020).
- Semenyna, S. W., Vasey, P. L. Bullying, Physical Aggression, Gender-Atypicality, and Sexual Orientation in Samoan Males. Archives of Sexual Behavior. 46 (5), 1375-1381 (2017).
- Gauthier, C., Griffin, G. Choosing an appropriate endpoint in experiments using animals for research, teaching and testing. Alternatives to Laboratory Animals. 27, 374 (1999).
- Organisation for Economic Co-operation and Development. ENV/JM/MONO, 2000. Organisation for Economic Co-operation and Development. , (2000).
- Stokes, W. S. Humane endpoints for laboratory animals used in regulatory testing. ILAR Journal. 43, Suppl_1 31-38 (2002).
- Savvas, I., Anagnostou, T., Kazakos, G. Choosing an appropriate endpoint in experiments using animals. Archives of Hellenic Medicine. 26 (6), 778-786 (2009).
- Vives, A., et al. Employment precariousness in Spain: prevalence, social distribution, and population-attributable risk percent of poor mental health. International Journal of Health Services. 41 (4), 625-646 (2011).
- Bossarte, R. M., Blosnich, J. R., Piegari, R. I., Hill, L. L., Kane, V. Housing instability and mental distress among US veterans. American Journal of Public Health. 103, 213-216 (2013).
