Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Sıçanlardaki Sosyal Organizasyonu ve Etkileşimleri Araştırmak İçin Karmaşık Bir Yemek İçin Dalış Görevi

Published: May 8, 2021 doi: 10.3791/61763
* These authors contributed equally

Summary

Bu protokol, bir sıçan modelinde sosyal hiyerarşiyi inceleme yöntemini açıklar. Sıçanlar, su altına dalmak ve bir yiyecek peleti elde etmek için yüzmek isteklerine göre farklı bir hiyerarşi oluşturdukları karmaşık bir yiyecek için dalış görevi gerçekleştirirler. Bu yöntem, küçük gruplar halinde son derece sosyal hayvanlar arasında karar vermeyi ve sosyal ilişkileri anlamak için kullanılır.

Abstract

Statünün sağlığı etkileyebilecek hayati bir motivasyon kaynağı olduğu birçok tür için sosyal hiyerarşiler davranışı etkiler. Baskın-itaatkar ilişkileri içeren sosyal hiyerarşiler hem hayvan hem de insan toplumlarında yaygındır. Bu ilişkiler başkalarıyla ve çevreleriyle etkileşimlerden etkilenebilir ve kontrollü bir çalışmada analiz etmelerini zorlaştırır. Basit bir hakimiyet hiyerarşisinden ziyade, bu oluşum sıçanların saldırganlıktan kaçınmasını sağlayan karmaşık bir sunuma sahiptir. Statü durgun veya değişken olabilir ve karmaşık toplumsal tabakalaşmalarla sonuçlanır. Burada kemirgen sosyal hiyerarşisini ve davranışsal etkileşimleri araştırmak için karmaşık bir yiyecek için dalış görevini açıklıyoruz. Bu hayvan modeli, çok çeşitli zihinsel hastalıklar ve sosyal organizasyon arasındaki ilişkiyi değerlendirmemize ve tedavinin sosyal işlev bozukluğu üzerindeki etkinliğini incelememize izin verebilir.

Introduction

Sıçanlar son derece sosyal hayvanlardır, bu da onları sosyal davranışı ve karar vermeyle nasıl ilişkili olduğunu anlamak için ideal bir model haline getirir. Sıçanlar baskın ve itaatkar ilişkilere dayalı hiyerarşik gruplara bölünürler. Sıçanlar, diğer sıçanların kararlarına bağlı olarak değişen işbirliği, risk yönetimi, aldatıcı davranış ve davranışları ifade eden görevler için eğitilebilir1,2. Bu davranışları ifade eden sıçan modelleri ile yapılan çalışmalar, sosyal yapıyı ve insan psikolojisi ile ilgili karar verme ile ilişkisini anlamada yardımcı olduğunu kanıtlamaktadır.

Gerekli bir kaynak olarak, gıdaya erişim sıçanlar arasında sosyal örgütlenmenin önemli bir nedenidir3. Naif sıçanların, gıdaya erişimin sınırlı olduğu durumlarda sosyal etkileşim ve farklılaşmaya giriştiği görülmüştür1,2, 4,5,6,7,8. Bir çalışmada, yetişkin sıçanların yiyeceğe erişmek için su altındaki bir tüneli geçmeleri ve daha sonra yiyecekleri tünelden kafese geri getirmeleri gerekiyordu9. Her gruptaki bireysel sıçanlar, yiyecek elde etme yöntemlerine göre kategorize edilebildi. İki davranış profili ortaya çıktı: birincisi, aşağıya dalan ve besleyiciye su altında yüzen, bir pelet elde eden ve kafese geri yüzerken peleti ağzında tutan "taşıyıcılar". İkinci grup, dalış yapmayan ve sadece taşıyıcılardan çalarak yiyecek elde etmeyen "taşıyıcı olmayanlar"dır. Altı sıçandan oluşan gruplarda, yaklaşık yarısı taşıyıcıydı ve diğer yarısı9değildi. Tüm sıçanların dalış aparatında ayrı ayrı eğitildiklerinde taşıyıcı oldukları gözlendi10.

Benzer hayvan davranışsal görevleri yiyecek veya alan için rekabeti içerir ve tavuklar11, kemirgenler12 , 13,14,15ve domuzlar16ile istihdam edilmiştir. Tüp testinde, iki fare, bir farenin mutlaka diğerine doğru yol bırakmasıyla, karşı uçlardan dar bir tüpten gönderilir. Bu test, sosyal hakimiyeti ölçmeye yardımcı olmak için17,18,19. Sıcak nokta testi olarak adlandırılan bir davranış testi, farelerin soğuk bir kafeste küçük bir sıcak noktada bir pozisyon için rekabet etmesini sağlamak19,20.

Daha karmaşık olan daha karmaşık olan bir sonraki dalış görevi, taşıyıcı sıçanların yiyeceklerini ayrı ayrı tüketebilecekleri taşıyıcı olmayanlardan uzakta ikinci bir kafese erişmelerini sağlar4. Bu protokolde, sıçanlarda sosyal hiyerarşi ve davranış için alternatif bir model olarak yemek için dalış görevi sunuyoruz. Bu yemek için dalış görevi, sıçanların ana kafesin sosyal gruplarından kaçınmaları ve bu nedenle saldırganlıktan ve diğer sıçanların sosyal etkileşimlerinden kaçmaları için bir yöntem sağlar. Bu görev, sıçanlarda sosyal saldırganlık anlayışımızı aydınlatabilecek kaçınma sosyal davranış seçeneğini sunar.

Normal sosyal rollere girme yeteneğini tanımlayan sosyal işleyiş, depresyon3gibi durumlardan etkilenebilir. Depresif bireyler genellikle işsizlikle mücadele eder, az sayıda sosyal temasta bulunur ve eğlence aktivitelerine zar zorkatılırlar 3. Depresyonun etkili tedavisi genellikle sosyal ve kişilerarası işlevdeki iyileşme ile ölçülür21. Bununla birlikte, antidepresan tedavileri, depresyonla ilgili sosyal işlev bozukluklarının tedavisindeki etkinliklerinde değişiklik gösterir3.

Bu metodolojide, Kronik Stres testi ile sıçanlarda depresif benzeri bir durum indükledik ve sıçanların depresyon benzeri bir durumun özelliklerinden biri olan anhedonia seviyesini sakkaroz tercih testi ile değerlendirdik. Anhedonic sıçanların yanı sıra anti-depresan uygulanan anhedonik sıçanlar, bir kontrol grubuna kıyasla gıda için dalış görevi boyunca izlendi.

Daha önce bahsedilen yiyecek için dalış görevleri, taşıyıcılar ve taşıyıcı olmayanlar gibi genellikle karşılaştırma noktası olarak sadece bir çift hayvan veya bir ikilik kullanan gıda rekabeti testlerine ve gönderimi hakimiyet15 , 17,22ile karşılaştıran tek bir analize benzer. Yöntemimiz, sıçanlar arasında birden fazla davranış türüne bölünmeler yoluyla daha karmaşık etkileşimleri tanımlar: taşıyıcılar ve taşıyıcı olmayanlar, yiyecek için savaşanlar ve savaşmayanlar ve yiyecekleri paylaşan veya ayrı kafeslere giden sıçanlar. Bu protokolün, çiftler yerine bir grup hayvanda karmaşık bir sosyal etkileşim yapısını değerlendirmek için bir hiyerarşi kullanan tek tür olduğuna inanıyoruz. Gıda tercihine dayalı hakimiyeti test eden çalışmaların yanı sıra baskın-itaatkar bir modelle sınırlı olmayan daha hiyerarşik ilişkileri netleştirmeyi amaçlayan çalışmalar için de yararlı olacaktır.

Bu protokolde, özellikle anhedonia'nın gelişmesinden sonra, bireysel davranış değişiklikleri ile sıçanlardaki sosyal organizasyonu ve etkileşimleri araştırmak için karmaşık gıda için dalış görevini ayrıntılı olarak açıklıyoruz. Bu hayvan modeli, sosyal davranış ve hiyerarşideki değişikliklerle ilişkili diğer psikiyatrik durumları incelemek için de kullanılabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Deneyler, Helsinki ve Tokyo Bildirgeleri ve Avrupa Topluluğu Deney Hayvanlarının Kullanımına İlişkin Yönergeler'in önerileri doğrultusunda gerçekleştirildi. Deneyler, Negev Ben-Gurion Üniversitesi Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylandı. Bu deneyin yetki kodu IL-55-8-12 idi.

1. Sıçan hazırlığı

  1. Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi'nden (IACUC) deneyler için onay alın.
  2. Yetişkin Sprague Dawley sıçanlarını seçin. Nöbetler veya diğer motor açıkları gibi anormal fiziksel özellikler gösteren hayvanları hariç tutun.
    NOT: Bu protokol için 4-8 aylık 300−350 g ağırlığında yetişkin erkek sıçanlar kullandık. Dişi sıçanlar da kullanılabilir.
  3. Sıçanları oda sıcaklığında (22 °C ± 1 °C), 12 saat ışık ve 12 saat karanlık döngülerle koruyun. Sıçan yemeği ve su reklam libitum sağlayın. Kafes başına 3 sıçan barındır.
    NOT: Aynı kafeste bulunan tüm sıçanlar aynı deney grubunda olmalıdır.
  4. Rastgele üç deney grubundan birine 120 sıçan yerleştirin. Denetim grubu olarak Grup 1'i (n=60) kullanın. Aşağıdaki gibi stresörlerle grup 2 (n=30) deney grubunu teşvik edin. Grup 3'ü, tedavili deneysel grubu (n=30), anhedonia ile indükle ve daha sonra antidepresan tedavisi uygular. Deneysel protokolün zaman çizelgesi Şekil 1'de bulunabilir.
  5. Bireysel tanımlamaya izin vermek için deneyin başında renkli kalemlerle sıçanları işaretleyin.
  6. Tüm deneyleri 06:00.m ile 12:00 .m arasında gerçekleştirin.
  7. Olası kilo kaybı için prosedür boyunca sıçanları günlük olarak tartın. % 20'nin üzerindeki kilo kaybı sıçanları çalışmadan dışlayacaktır. Bkz. bölüm 3.1.3.

2. Sıçanlarda anhedonia indüksiyonu

  1. Kronik Öngörülemeyen Stres modeli
    1. Deneysel gruptan ve deneysel gruptan sıçanları, daha önce ayrıntılı olarak açıklanmış olduğu gibi, Kronik Öngörülemeyen Stres modeli tarafından depresif benzeri bir durum özellikleri ile tedaviye teşvikedin.
  2. Kronik Öngörülemeyen Stres modeli
    1. İki deneysel gruptan sıçanları, daha önce ayrıntılı olarak açıklanmış olduğu gibi, Kronik Öngörülemeyen Stres modeli tarafından depresif benzeri davranışlarla teşvikedin 23.
      NOT: Sıçanlar günlük 7 stresörden 2'sine rastgele bir sırada maruz kalır; biri gündüz, ikincisi gece 5 haftaboyunca 24,25.
    2. Aşağıdaki stresörleri rastgele sırayla tanıtın:
      1. 18 saat boyunca 3 yerine kafes başına 6 hayvanlı ev fareleri.
      2. Dikey eksen boyunca 3 saat boyunca 45° eğimli kafes yerleşimi.
      3. Hayvanları 18 saat boyunca yiyeceklerden mahrum edin.
      4. Hayvanları 18 saat boyunca sudan mahrum edin ve ardından boş bir su şişesi tanıtın.
      5. Yataklara dökülen 300 mL su ile 8 saat boyunca kirli bir kafes sağlayın.
      6. Sürekli aydınlatmayı koruyun ve haftada 48 saat boyunca ışık/karanlık döngüyü tersine çevirin.
      7. Ortamı 5 dakika boyunca 40 °C'ye ısıtın.
    3. Sakkaroz tercih testi yaparak depresyon benzeri bir devletin özelliklerinden biri olan anhedonia'nın gelişimini onaylayın. Bkz. bölüm 4.
  3. Depresyon önleyici tedavi
    1. Deneysel gruptan sıçanlara 3 hafta boyunca günde bir kez 20 mg/kg imipramin hidroklorür (trisiklik antidepresan) intraperitoneal olarak26,27,28.
      NOT: Deney grubunun bir alt grubuna (her sıçan grubunda n=3) 3 haftalık süre boyunca günde bir kez, antidepresan tedavi grubu ile aynı hacimde% 0.9 salin (plasebo) intraperitoneal olarak uygulanır.

3. Sosyal organizasyon testi (yemek için karmaşık dalış görevi)

NOT: Deneysel aparat önceki çalışmalarda 9,29,30 küçük değişikliklerle tanımlanmıştır. Cihazın tüm parçaları şeffaf pleksiglaslardan oluşmalıdır.

  1. Aparat hazırlayın ve sıçanları alıştırın.
    1. tüneller (45 cm x 15 cm x 15 cm) aracılığıyla iki kafes (50 cm x 50 cm x 50 cm) bir akvaryuma (130 cm x 35 cm x 50 cm) bağlayın (Şekil 2). Akvaryuma dalmadan bir kafesten diğerine erişim olmadığından emin olun25. Su sıcaklığını 25 °C'de koruyun.
    2. Akvaryumun bir ucuna yiyecek peletleri (her tüpte bir gıda peleği) içeren tüpler yerleştirin.
      NOT: Yiyecek peletlerinin kalkış kafesinde erişilebilirliğindeki bir azalma, aksi takdirde çalma alışkanlığı geliştirecek olan sıçanı yavaş yavaş yiyeceğe ulaşmak için dalış yapmaya teşvik etmelidir.
    3. Deneyin 1. gününde, 6 sıçandan oluşan her grubu 3 saatlik seanslar boyunca susuz deneysel aparatlarla tanıştırın. Sıçanları seanstan sonra standart kafese geri döndürün.
      1. Sıçan yemeği erişimini 3 saatlik seanslara kısıtlayın, günün geri kalanında yiyeceklere başka erişim yok.
      2. Temel ağırlıklarının% 20'sinden fazlasını kaybeden sıçanları sosyal gruplarıyla birlikte deneyden çıkarın ve reklama libitum yiyecek ve su verin.
      3. Kuru sıçanları manuel olarak havlulayın veya kuruyana kadar ve hipotermiyi önlemek için normal konutlarına geri yerleştirmeden önce bir ısı kaynağına erişim sağlayın.
      4. Bu seansları 2-3 gün boyunca tekrarlayın.
        NOT: Video, 3 saatlik seanslar boyunca sürekli olarak cihazdaki sıçanları kaydeder. Kameranın yüksek çözünürlüklü (720p) olarak ayarlı olduğundan ve otomatik netlemenin kapalı olduğundan emin olun.
  2. Yemek için dalış görevini yerine getirme
    1. 4-17. günlerde, daha önce açıklandığı gibi maksimum su seviyesine ulaşılana kadar aşamalı olarak su ekleyin4. 17-21. günlerde maksimum su seviyesini koruyun.
    2. Pelet erişimi için dalış fareleri gözlemleyin.
    3. Her sıçan için aşağıdaki parametreleri kaydedin:
      1. Tünele giriş sıklığını değerlendirin.
      2. Yemek için dalış yapmak için her girişimi sayın.
        NOT: Kafesten akvaryuma bir kafese geri dönüş yolculuğu 5-6 saniyeyi geçmemelidir, bu da peletin yenilebilir kalmasını sağlayacaktır.
      3. Yiyecek için yüzen sıçanlar ile yüzmeyen sıçanlar arasında saldırı ile yiyeceklerin elde edilen sayısını değerlendirin.
      4. Yiyeceklerin yüzen bir sıçan tarafından kaç kez taşındığına kayıt edin.
      5. Sıçanların orijinal kafeste geçirdikleri zamana kıyasla ayrı kafeslerde geçirdikleri zamanı kaydedin.
        NOT: Tüm veriler sürekli görsel gözlem ile elde edildi.

4. Anhedonia'nın değerlendirilmesi: Sakkaroz tercih testi

  1. Anhedonia'nın daha önce açıklandığı gibi küçük değişikliklerle sakkaroz tercih testi ile değerlendirin23,25,31,32,33. Bu testi yordamın -6, 0, 35, 41, 62 ve 68 günlerinde gerçekleştirin (protokol zaman çizelgesi için Şekil 1'e bakın).
    1. Sıçanların, her kafesteki iki şişeye ücretsiz erişim sağlayarak 24 saat boyunca sakkaroz çözeltisi tüketmesine izin verin, 100 mL sakkaroz çözeltisi (%1, w/ v).
    2. 24 saat sonra, şişelerden birini 24 saat daha suyla değiştirin.
    3. Sıçanları 12 saat boyunca sudan mahrum edin34.
    4. Sıçanlara her iki şişeyi de verin (biri suyla ve diğeri sakkarozlu). 4 saat sonra, hem tüketilen sakkaroz çözeltisinin hem de suyun hacmini kaydedin.
    5. Sakkaroz tercihlerini sakkaroz tercihi (%) = sakkaroz tüketimi (mL)/(sakkaroz tüketimi (mL) + su tüketimi (mL)) olarak hesaplayın × %100.
      NOT: Kronik Öngörülemeyen Stres modelini bir sosyal organizasyon testi ile birlikte kullanırken, sadece ortalama sakkaroz ve su tüketimini kaydetmenizi değil, aynı zamanda her bir sıçanın davranışındaki değişiklikleri de not etmenizi öneririz. Bu, yemek için dalış görevi gibi hiyerarşik bir modelle karşılaştığında, grup içinde değil, birey içindeki davranış değişikliklerinin daha spesifik bir şekilde anlaşılmasını sağlayacaktır.

5. İstatistiksel analiz

  1. Kruskal-Wallis'i kullanan gruplar arasındaki karşılaştırmaları belirleyin ve ardından parametresiz veriler için Mann-Whitney veya tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ve ardından Bonferroni'nin geçici testi veya Öğrencinin parametrik veriler için t testi.
    NOT: Sonuçlar istatistiksel olarak p < 0.05 olduğunda anlamlı, p < 0.01 olduğunda ise oldukça anlamlı olarak kabul edilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Vücut ağırlığı değişiklikleri
Tek yönlü bir ANOVA, yemek için dalış görevinin 21 günü boyunca deneysel gruplar arasındaki vücut ağırlığındaki değişikliklerde herhangi bir fark göstermedi. 2 ile 21. günlerden itibaren, 3 grubun tümü için vücut ağırlığında değişiklikler oldu (p<0.01, Tablo 1).

Sakkaroz tercih testi
Deneyin başında (0. gün) anhedonia ile indüklenen deneysel sıçan grubu (%85.6 ± 18.6), antidepresan tedavisi ile tedavi edilen deney grubu (%85.1 ± 18.8) ve kontrol grubu (%85.7 ± 9.9) arasında sakkaroz tercihinde bir fark yoktu. 35. günde, kontrol grubuna kıyasla (%84,13 ± 12,3), deney grubunda önemli ölçüde daha düşük bir sakkaroz tercihi vardı (%62,69 ± 17,7, p<0.01) ve tedavi ile deneysel grupta (%68,48 ± 13,9, p<0,01, Şekil 3A). Deneysel grup ile tedavili deneysel grup arasında henüz bir fark yoktu. 62. günde, deneysel sıçanlar kontrol grubuna (% 78.5 ± 16) ve tedaviye sahip deneysel gruba göre daha düşük bir yüzde sakkaroz tercihinde (% 68 ± 16) ve tedavi ile deneysel gruba sahipti (% 77 ± 16, p<0.05, Şekil 3B). Şu anda tedavi grubu ile kontrol grubu arasında herhangi bir fark yoktu. Veriler standart sapma ± yüzde sakkaroz tercihi olarak sunulmaktadır.

Yemek için dalış görevi
Gıdaya erişimin kısıtlı olduğu bir durumda sıçanların sosyal aktivitesi Şekil 4 'te gösterilmiştir. Deney grubundaki sıçanlar tünele giriş sıklığında bir artış gösterdi (%113 ± 3.7, p<0.01, Şekil 4A), gıda için dalış (%141 ± 7, p<0.01, Şekil 4B),taşınarak elde edilen gıdalar (%168 ± 12, p<0.01, Şekil 4C),ayrı kafeslerde geçirilen süre (%123 ± 7.9, p<0.01, Şekil 4D) ve atak ile elde edilen yiyecekler (%232 ± 26, p<0,01, Şekil 4E)tedavi ile deney grubuna kıyasla (%44 ± ±7, %53 ± 6, %54 ± 5, %55 ± 4,7, %67 ± 3,4). Deneysel sıçan grubu ile antidepresanlarla tedavi edilen deneysel sıçanlar arasındaki farklar, gıda için dalış testinin 5 parametresinde de deneysel grup ile kontrol grubu arasındaki farktan istatistiksel olarak daha fazlaydı (p<0.05). Veriler, ortalamanın standart hatası ± denetimlere kıyasla ortalama bir yüzde olarak sunulur.

Figure 1
Şekil 1. Deneysel protokolün zaman çizelgesi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2. Gıda için dalış aparatının illüstrasyonu. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3. Sakkaroz tercih testi (A) 35 gün sonra ve (B) 62 gün sonra. Deneyin başında sakkaroz tüketiminde bir fark yoktu. (A) Deneyin 35. gününe gelindiğinde anhedonik grup (p<0.01) ve antidepresan tedavisi ile tedavi edilen anhedonic grup (p<0.01) kontrol grubuna göre önemli ölçüde daha düşük sakkaroz tercihine sahipti. (B) 62. günde, anhedonia ile indüklenen sıçanlar, antidepresan tedavisi ile tedavi edilen hem kontrole hem de anhedonik gruba kıyasla daha düşük bir sakkaroz tercihine sahipti (p<0.05). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4. Yiyeceklere erişimin kısıtlı olduğu bir durumda sıçanların sosyal aktivitesi. (A) Tünele giriş sıklığı. (B) Yemek için dalış. (C) Taşıma ile elde edilen yiyecekler. (D) Ayrı kafeslerde geçirilen süre. (E) Saldırı ile elde edilen yiyecekler. Veriler, ortalama kontrol değerleri + ortalamanın standart hatası ile karşılaştırıldığında ortalama bir yüzde olarak sunulur. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Sıçanların vücut ağırlığındaki değişim
Gün 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Denetim Grubu
iddia etmek. 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
Tedavi ile Deneysel Grup
iddia etmek. 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
Deneysel Grup
iddia etmek. 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

Tablo 1. Yemek için dalış görevi sırasında vücut ağırlığındaki değişiklikler (yüzde olarak). Görevin 21 günü boyunca vücut ağırlığındaki değişiklikler için 3 deney grubu arasında fark yoktu. 2 ile 21. günlerden itibaren vücut ağırlığında değişiklik olarak ifade edilen günler arasında genel bir etki oluştu (p<0.01).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Sosyal hiyerarşiler, insanlar da dahil olmak üzere birçok türün davranışını belirler ve genellikle saldırganlık ve boyun eğmeye dayalı ilişkilerle tanımlanır. Bu ilişkiler genellikle sosyal yapılara ek olarak çevresel faktörlere bağlıdır35. Hakimiyet ve boyun eğmeye dayalı toplumsal oluşumlar çok yönlüdür36,37. İnsanlar arasında saldırganlık, fiziksel olmayan zorbalıktan savaş ve şiddete kadar çeşitli davranışlardan oluşan olarak tanımlanır38,39,40. Bu oluşumlar depresyon ve diğer bozulmuş durumlardan etkilenebilir3,21.

Karmaşık yemek için dalış görevinde, sıçanlar saldırganlıktan kaçınma ve küçük sosyal gruplarından diğer sıçanlar olmadan bir kafese dönme seçeneğine sahiptir. Cihazın tasarımı, sıçanları yaklaşık 1 metre boyunca su altında dalışa ve yüzmeye mecbur klar. Besleyicinin yerleştirilmesi, sıçanların yiyeceklerini yemek için bir kafese geri dönmelerini gerektirir. Alternatif kafese erişim muhtemelen sadece akvaryumda yüzme yoluyla yapılır. Bu nedenle, taşıyıcı sıçanlar yiyeceklerini ev kafesinde mi yoksa alternatif kafeste mi tüketeceklerine karar verirler.

Deney sıçan iklimlendirmesine izin verir. İlk üç günde, hayvanlar akvaryumun mekansal özelliklerini ve içinde su olmayan yiyeceklerin yerini öğrenirler. 4-17. günlerden itibaren su kademeli olarak eklenir. 17 günden sonra, su seviyesi hayvanların yiyeceklerini besleyiciden elde etmek için dalmaları gereken kadar yüksektir. 17-21. günlerden itibaren yemek için dalıyorlar. Sıçanların davranış gruplarının deneyin 11. 21. güne kadar, sıçanlar kritik bir şekilde kilo kaybederler ve bu, makul bir şekilde veri toplamak için son gün gibi görünmektedir. Sıçanlar 9 veya 10 günlükken tüm gruplarda yiyecek için saldırmaya başladı.

Bu protokolün birkaç kritik adımı vardır. Kilo kaybının hariç tutulması, yöntemin en iyi verileri vereceğinden emin olmak için önemlidir. Tipik olarak,% 20'lik bir kilo kaybı, sıçanları deneyden çıkarmak için yeterince önemlidir41,42,43,44. Sıçanlar günde en az bir kez tartılmalıdır. Benzer şekilde, sıçanların kolayca bir pelet elde edebilmesi için bol pelet tüpleri olmalıdır. Bir sıçanın yolda bir pelet kaybetme olasılığı yüksektir ve bu, hızlı bir şekilde tekrar deneyebilmelerini sağlar. Su seviyesi yeterince yüksek olmalıdır, böylece sıçanlar tüneli geçerken zemine dokunamazlar. Ayrıca, araştırmacılar ek veri toplanmasına izin vermek için sıçanların davranışlarını gerçek zamanlı olarak gözlemleseler bile bir video kaydının gerekli olduğunu vurguluyoruz.

Altı sıçan gruplarında, ortak bir desen 5 taşıyıcı sıçan ve 1 taşıyıcı olmayan sıçan25davranış gruplarını ortaya çıkardı. Diğer yemek dalışı görevleri, her grupta taşıyıcı olmayanlara benzer oranlarda fareler kullandı. Burada sunulan görevde, taşıyıcı sıçanlardan 1 veya 2'si alternatif kafeste kaldı ve diğer sıçanlardan kaçınmak için yiyeceklere erişmek için yüzmek ve dışarı yüzmek için yeni bir üs olarak kullandı. Peletleriyle ana kafese geri dönen taşıyıcı sıçanlardan 1-2'si, yiyeceklerini ortak kafeste korumaya çalışırken daha az aktifti.

Başka bir çalışmada, altı sıçan grubu sadece önceki bir deneyden belirlenen taşıyıcı olmayanlardan oluşuyordu1. Davranışsal rollerin bölünmesi tipik bir grubun oranlarını korudu: bir sıçan yüzmedi ve beş sıçan taşıyıcıydı. Bu, sıçanların duruma ve etraflarındaki sıçanlara bağlı olarak davranış rollerini değiştirdiğini göstermektedir. Bu, davranışların kişinin durumu ve sosyal istikrarsızlık yoluyla değiştiği insanlarda yankılanır45,46.

Bu protokolün sonuçları, depresyon benzeri bir devletin özelliklerinden biri olan anhedonialı ve tedavisiz sıçanların, saldırı, dalış veya taşıma yoluyla yiyecekleri kendileri elde etmeye daha agresif ve eğilimli olduklarını ve ayrı kafeslerde kalma olasılıklarının daha yüksek olduğunu göstermektedir. Anhedonic sıçanların sosyal ilişkilerini değiştirmeye ve farelerin yüzme gibi tehlikeli olarak kabul edecekleri aktivitelere katılmaya daha istekli oldukları görülmektedir. Risk alma davranışlarını düzenleyememe ve beklenen sosyal rolleri yerine getirememe arasında bir ilişki olması mümkündür.

Sıçan davranışlarının video kayıtlarını analiz etmedeki emeği azaltmak için video yazılımı (örneğin, Etnovision) kullanmaya başladık. Ancak, yazılım bu davranışsal görev için uygun değildi ve bir gruptan bireysel sıçanları tanımlayamadı. Videoyu analiz etmek veya her sıçanı görsel olarak işaretlemek veya bilgisayar programının bireysel sıçanlar arasında ayrım yapması için sıçan derisinin altına bir kapsül yerleştirmek için özel bir yazılım kullanmanın mümkün olacağına inanıyoruz. Protokolün bir diğer olası sınırlaması, eğitim süresinin uzun süresini ve prosedürü içerir.

1 ,25aparatında bir veya iki hücre içerenalternatif bir yöntem de dahil olmak üzere tekniği geliştirebilecek başka seçenekler de vardır. Öngörülemeyen bir stres modelini hiyerarşik ilişkilerde farklı davranışlara neden olan bir yöntem olarak tanımladık, ancak diğer modeller de çalışabilir.

Sonuç olarak, bu yiyecek için dalış görevi kemirgen sosyal hiyerarşisinin ve davranışsal etkileşimlerin araştırılmasına izin verir. Protokolümüz sadece bir çift sıçan yerine bir grup sıçanı önemli ölçüde test eder ve daha çok katmanlı hiyerarşik ilişkilerin analizini sağlar. Burada açıklanan teknik için iki ana kullanım alanı görüyoruz. Sıçan modellerinde akıl hastalığının patofizyolojisini incelemek ve anksiyete-depresif hastalıklarla ilgili hastalıklar için yeni tedaviler için test etmek için uygulanabilir. Bu hayvan modeli ayrıca çok çeşitli zihinsel hastalıklar ve sosyal organizasyon arasındaki ilişkiyi değerlendirmemize ve terapinin sosyal işlev bozukluğu üzerindeki etkinliğini incelememize izin verebilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgments

Fizyoloji Bölümü, Biyoloji, Ekoloji ve Tıp Fakültesi'nden Profesör Olena Severynovska, Anastasia Halinska ve Maryna Kuscheriava'nın yanı sıra Dnipro Üniversitesi, Dnipro, Ukrayna'dan Oles Honchar'a sosyal organizasyon testinin video kayıtlarını analiz etmedeki yardımları için teşekkür ederiz.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. Hirschfeld, R. M., et al. Social functioning in depression: a review. Journal of Clinical Psychiatry. 61 (4), 268-275 (2000).
  4. Grasmuck, V., Desor, D. Behavioural differentiation of rats confronted to a complex diving-for-food situation. Behavioural Processes. 58 (1-2), 67-77 (2002).
  5. Grasmuck, V., Desor, D. Behavioural differentiation of rats confronted to a complex diving-for-food situation. Behavioural Processes. 58 (1-2), 67-77 (2002).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Timmer, M., Sandi, C. A role for glucocorticoids in the long-term establishment of a social hierarchy. Psychoneuroendocrinology. 35 (10), 1543-1552 (2010).
  13. 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).
  14. 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).
  15. Cordero, M. I., Sandi, C. Stress amplifies memory for social hierarchy. Frontiers in Neuroscience. 1, 13 (2007).
  16. 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).
  17. Fan, Z., et al. Using the tube test to measure social hierarchy in mice. Nature Protocols. 14 (3), 819-831 (2019).
  18. 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).
  19. Zhu, H., Hu, H. Brain's neural switch for social dominance in animals. Science China Life Sciences. 61, 113-114 (2018).
  20. Zhou, T., et al. History of winning remodels thalamo-PFC circuit to reinforce social dominance. Science. 357 (6347), 162-168 (2017).
  21. Bech, P. Social functioning: should it become an endpoint in trials of antidepressants. CNS Drugs. 19 (4), 313-324 (2005).
  22. 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).
  23. Zeldetz, V., et al. A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats. Journal of Visualized Experiments. (132), e57137 (2018).
  24. Boyko, M., et al. Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural Brain Research. 281, 358-363 (2015).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. 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).
  30. 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).
  31. Kuts, R., et al. A Middle Cerebral Artery Occlusion Technique for Inducing Post-stroke Depression in Rats. Journal of Visualized Experiments. (147), e58875 (2019).
  32. 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).
  33. Boyko, M., et al. The neuro-behavioral profile in rats after subarachnoid hemorrhage. Brain Research. 1491, 109-116 (2013).
  34. Boyko, M., et al. Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural Brain Research. 281, 358-363 (2015).
  35. 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).
  36. 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).
  37. Cordero, M. I., Sandi, C. Stress amplifies memory for social hierarchy. Frontiers in Neuroscience. 1 (1), 175-184 (2007).
  38. 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).
  39. 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).
  40. 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).
  41. Gauthier, C., Griffin, G. Choosing an appropriate endpoint in experiments using animals for research, teaching and testing. Alternatives to Laboratory Animals. 27, 374 (1999).
  42. Organisation for Economic Co-operation and Development. ENV/JM/MONO, 2000. Organisation for Economic Co-operation and Development. , (2000).
  43. Stokes, W. S. Humane endpoints for laboratory animals used in regulatory testing. ILAR Journal. 43, Suppl_1 31-38 (2002).
  44. Savvas, I., Anagnostou, T., Kazakos, G. Choosing an appropriate endpoint in experiments using animals. Archives of Hellenic Medicine. 26 (6), 778-786 (2009).
  45. 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).
  46. 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).

Tags

Davranış Sayı 171 Hayvan Modeli Davranış Gıdaya Dalmak Hiyerarşi Kemirgen Sosyal dinamikler
Sıçanlardaki Sosyal Organizasyonu ve Etkileşimleri Araştırmak İçin Karmaşık Bir Yemek İçin Dalış Görevi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Gruenbaum, B. F., Frank, D., Savir,More

Gruenbaum, B. F., Frank, D., Savir, S., Shiyntum, H. N., Kuts, R., Vinokur, M., Melamed, I., Dubilet, M., Zlotnik, A., Boyko, M. A Complex Diving-For-Food Task to Investigate Social Organization and Interactions in Rats. J. Vis. Exp. (171), e61763, doi:10.3791/61763 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter