Waiting
Login processing...

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

Behavior

Vurdering af musebedømmelsesbias gennem en olfaktorisk graveopgave

Published: March 4, 2022 doi: 10.3791/63426
Automatic Translation
*1, *2,3, 4, 1
1Department of Integrative Biology, University of Guelph, 2Institute of Cell Biology and Neurosciences, National Scientific and Technical Research Council-University of Buenos Aires, 3Laboratory of Experimental Animals, Faculty of Veterinary Sciences, National University of La Plata, 4Department of Animal Biosciences, University of Guelph
* These authors contributed equally

Summary

Denne artikel indeholder en detaljeret beskrivelse af en ny protokol for musebedømmelse. Bevis for denne olfaktoriske graveopgaves følsomhed over for affektiv tilstand demonstreres også, og dens anvendelighed på tværs af forskellige forskningsområder diskuteres.

Abstract

Dømmekraft (JB) er forskelle i den måde, hvorpå personer i positive og negative affektive / følelsesmæssige tilstande fortolker tvetydig information. Dette fænomen er længe blevet observeret hos mennesker, hvor individer i positive tilstande reagerer på tvetydighed 'optimistisk' og dem i negative tilstande i stedet viser 'pessimisme'. Forskere, der sigter mod at vurdere dyrepåvirkning, har draget fordel af disse differentielle reaktioner og udviklet opgaver til at vurdere dømmekraft som en indikator for affektiv tilstand. Disse opgaver bliver stadig mere populære på tværs af forskellige arter og forskningsområder. Men for laboratoriemus, de mest anvendte hvirveldyr i forskning og en art, der er stærkt afhængig af at modellere affektive lidelser, er kun en JB-opgave med succes blevet valideret som følsom over for ændringer i affektiv tilstand. Her giver vi en detaljeret beskrivelse af denne nye murine JB-opgave og bevis for dens følsomhed over for musepåvirkning. Selvom forbedringer stadig er nødvendige, åbner vurdering af mus JB døren for at besvare både praktiske spørgsmål vedrørende musens velfærd og grundlæggende spørgsmål om virkningen af affektiv tilstand i translationel forskning.

Introduction

Måling af affektivt moduleret dømmekraft (fremover JB) har vist sig at være et nyttigt redskab til at studere dyrs følelsesmæssige tilstande. Denne innovative tilgang låner fra menneskelig psykologi, da mennesker, der oplever positive eller negative affektive tilstande (følelser og langsigtede stemninger), pålideligt demonstrerer forskelle i den måde, de behandler informationpå 1,2,3. For eksempel kan mennesker, der oplever angst eller depression, fortolke neutrale ansigtsudtryk som negative eller neutrale sætninger som truende 4,5. Det er sandsynligt, at disse skævheder har en adaptiv værdi og derfor bevares på tværs af art 6,7. Forskere, der sigter mod at vurdere dyrepåvirkning, har klogt udnyttet dette fænomen og operationaliseret optimisme som den øgede forventning om belønning som reaktion på neutrale eller tvetydige signaler og pessimisme som den øgede forventning om straf eller belønningsfravær 8,9. I en eksperimentel indstilling kan optimistiske og pessimistiske reaktioner på tvetydige stimuli således fortolkes som indikatorer for henholdsvis positiv og negativ påvirkning10,11.

Sammenlignet med andre indikatorer for dyrepåvirkning har JB-opgaver potentialet til at være særligt værdifulde værktøjer, da de er i stand til at detektere både valens og intensitet af affektive tilstande10,11. JB-opgavernes evne til at detektere positive tilstande (f.eks. Rygula et al.12) er især nyttigt, da de fleste indikatorer for dyrepåvirkning er begrænset til påvisning af negative tilstande13. Under JB-opgaver trænes dyr typisk til at reagere på et positivt diskriminerende tegn, der forudsiger belønning (f.eks. Højfrekvent tone) og et negativt diskriminerende signal, der forudsiger straf (f.eks. Lavfrekvent tone), før de præsenteres for et tvetydigt signal (f.eks. Mellemtone)8. Hvis et dyr som svar på tvetydige signaler 'optimistisk' udfører det trænede svar for det positive signal (som om at forvente belønning), indikerer dette en positiv vurderingsbias. Alternativt, hvis dyr demonstrerer den negative trænede reaktion for at undgå straf, er dette tegn på 'pessimisme' eller negativ dømmekraft.

Siden Harding og kolleger8 udviklede den første vellykkede JB-opgave for dyr, er der udviklet flere JB-opgaver for en bred vifte af arter på tværs af forskellige forskningsområder7. Men på trods af deres stigende popularitet er dyr JB-opgaver ofte arbejdskrævende. Desuden, måske fordi de er metodologisk forskellige fra de menneskelige opgaver, der inspirerede dem, producerer de undertiden nul eller kontraintuitive resultater14 og giver almindeligvis kun små behandlingseffektstørrelser15. Som følge heraf kan JB-opgaver være udfordrende at udvikle og implementere. For laboratoriemus, de mest anvendte hvirveldyr i forskning16,17 og en art, der er stærkt afhængig af at modellere affektive lidelser18, er kun en JB-opgave med succes blevet valideret som følsom over for ændringer i affektiv tilstand19 på trods af mange forsøg i løbet af det sidste årti (se supplerende materiale fra Resasco et al.19  for et resumé). Denne artikel beskriver den nyligt validerede murine JB-opgave, beskriver dens biologisk relevante design og fremhæver de måder, hvorpå denne humane opgave kan anvendes til at teste vigtige hypoteser, der er relevante for musepåvirkning. Samlet set kan protokollen implementeres for at undersøge de affektive virkninger af enhver variabel af interesse på JB hos mus. Dette vil omfatte kategoriske behandlingsvariabler som beskrevet her (lægemiddel- eller sygdomseffekter, miljøforhold, genetisk baggrund osv.) eller forhold til kontinuerlige variabler (fysiologiske ændringer, hjemmeburadfærd osv.).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Eksperimenter blev godkendt af University of Guelph's Animal Care Committee (AUP #3700), udført i overensstemmelse med Canadian Council on Animal Care retningslinjer og rapporteret i overensstemmelse med ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments)20 krav.

1. Forberedelse af forsøg

  1. Eksperimentelt design (se Tabel 1).
    BEMÆRK: Denne adfærdstest er en duftbaseret Go/Go-graveopgave, hvor mus skal grave efter belønninger med høj eller lav værdi. Det bruger en rektangulær arena (Figur 1) med to arme, hvor den ene arm dufter, mens den anden er uparfumeret. Som beskrevet nedenfor trænes mus i at skelne mellem positive og negative lugtsignaler, før de præsenteres for en tvetydig lugtblanding.
    1. Pseudorandomly tildele bure til mynte- eller vaniljepositiv diskriminativ stimulus (DS +) grupper som følger.
      BEMÆRK: Denne protokol er kun valideret for mus, der er tildelt vanilje DS+ lugtblanding (se Repræsentative resultater og Resasco et al.19 for detaljer). Pilottest anbefales dog kraftigt for at bekræfte, at DS+, DS- og tvetydige blandinger opfylder kravene til gyldig JB-vurdering (trin 4.7.3 og 5.3). De metoder, der er skitseret her, omfatter således test af både en vanilje og en mynte DS +, for at give et eksempel på en gruppe, der med succes opfylder kravene til vurdering af JB (vanilje DS + musene) og en gruppe, der ikke gør det (mynte DS + musene). Forudgående pilottest ville identificere denne type problemer på forhånd.
    2. Mint DS+ mus: For disse mus skal du under arenaopsætning til træning (se trin 1.4 nedenfor) markere duftdispensere og gryder, der indeholder en belønning af høj værdi med myntelugtsignalet, og dem, der ikke indeholder nogen belønning med vaniljelugtsignalet.
    3. Vanilje DS+ mus: For disse mus skal du under arenaopsætning til træning (se trin 1.4 nedenfor) markere duftdispensere og gryder, der indeholder en belønning af høj værdi med vaniljelugtsignalet, og dem, der ikke indeholder nogen belønning med myntelugtsignalet.
      BEMÆRK: Denne opgave består af forstærkede træningsforsøg og uforstærkede testforsøg. Under uforstærkede testforsøg er der ingen belønninger tilgængelige for musene (se trin 1.4.3 nedenfor), og den tvetydige lugtsignal for både mynte- og vanilje DS + -mus er den samme 1: 1 mynte / vaniljeblanding.
    4. Tildel pseudodomænet bure til venstre eller højre duftende armgrupper (modbalancering på tværs af DS + lugtgrupper) som følger.
    5. Venstre: For disse mus skal du under arenaopsætning til træning og test (se trin 1.4 nedenfor) markere venstre arm med det relevante DS+ eller DS- lugtsignal og sikre, at højre arm altid er uparfumeret (kun markeret med destilleret vand).
    6. Til højre: For disse mus skal du under arenaopsætning til træning og test (se trin 1.4 nedenfor) markere højre arm med det relevante DS+ eller DS- lugtsignal og sikre, at venstre arm altid er uparfumeret (kun markeret med destilleret vand).
    7. Tildel tilfældigt hvert dyr en "blind kode" som følger.
      BEMÆRK: Blinding gør det muligt for forskeren, der håndterer musene og scorer deres adfærd, at forblive uvidende om dyrets ID eller behandling og undgå uønsket subjektiv bias. Dette er et obligatorisk skridt for at overholde ARRIVE -retningslinjerne (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments) og andre referencedokumenter20.
    8. Tilføj en kolonne for blind kode i et regneark, der indeholder hvert dyre-id og den tilsvarende behandling, de er blevet tildelt.
    9. Tildel tilfældigt hvert dyr en unik kode (f.eks. en bogstav- og talkombination "A2"), der ikke er relateret til burnummer eller behandling.
      BEMÆRK: Al randomisering skal udføres ved hjælp af en tilfældig talgenerator (f.eks. Random.org). Under dette randomiseringstrin modbalanceres på tværs af behandling, belastning osv., Hvor det er relevant. Få dette gjort af en forskningsassistent, der vil forblive "ublind" til behandling under forsøg. Denne person må ikke indsamle data under testen for at undgå partiske vurderinger.
    10. Under al dataindsamling skal du give den "blinde" forsker, der er live- og video-scoring latens til at grave og grave varighed med kun dyrets blinde kode for at holde forskeren blind for behandling.
      BEMÆRK: Regneark, der bruges under dataindsamling, inkluderer kun dyrets blinde kode og den tilsvarende latenstid til at grave og grave varighed for hvert forsøg. Ved afslutningen af forsøgene kan de tilsvarende dyre-ID- og behandlingsoplysninger tilføjes til regnearket og dermed "afblinde" forskere til dataanalyser.
  2. Materiale forberedelse.
    1. Madbelønninger af høj værdi: Bryd tørrede sødede bananchips i ca. 0,5 cm x 0,5 cm stykker i hånden.
    2. Madbelønninger af lav værdi: Brug et skærebræt og kniv til at skære gnaver chow (fra dyrenes almindelige kost) i ca. 0,125 cm3 stykker.
      BEMÆRK: Pilottest for at identificere belønninger med høj og lav værdi skal udføres, inden opgaven påbegyndes.
    3. Mynte- og vaniljeessenser: Brug en 1 ml sprøjte eller mikropipette til at tilsætte mynte og vanilleekstrakt i mærkede centrifugerør. Fortynd ekstrakter 1:4 med destilleret vand og bland ved invertering flere gange. Lav disse dagligt og inverter gentagne gange før brug for at sikre, at blandingerne er friske og konsistente.
    4. Tvetydig lugtblanding: Efter at mynte- og vaniljeessenser er fortyndet, tilsættes lige store mængder til et centrifugerør (hvilket skaber en 1: 1 blanding af de fortyndede essenser). Lav disse på dagen for testsvar på tvetydig lugtblanding, og vend gentagne gange før brug for at sikre, at blandingen er frisk og konsistent.
      BEMÆRK: Pilottest til identifikation af passende fortyndinger og mellemliggende lugtblandinger opfordres kraftigt til at sikre anvendeligheden af tvetydige sonder, da intensiteten kan variere mellem producenter, partier osv. Hvis der tilbydes flere tvetydige signaler, skal du tilfældigt tildele mus til de næsten positive, midtpunkt, næsten negative testsignaler. Se Diskussion for yderligere detaljer.
    5. Bomuldspuder: Skær hver cirkulær bomuldspude i seks lige store stykker (så de kan passe ind i vævskassetterne, der bruges som duftdispensere).
      BEMÆRK: Antallet af madbelønninger med høj og lav værdi, bomuldspuder og mængder lugtblandinger afhænger af antallet af forsøgspersoner, der testes. Der henvises til tabel 1 for antallet af forsøg pr. forsøgsperson i hver fase og tabel 2 for de materialer, der kræves i hver forsøgstype.
    6. Identificer forsøgsområdet: Gennemfør træning og test på en bænk i kolonirummet eller andre steder. Udfør alle forsøg under rødt lys i den mørke fase, når mus er aktive.
  3. Pre-træning (1 uge før eksperimenter) til at grave i hjemmeburet.
    1. For hvert bur, der testes, hældes en lille mængde corncob strøelse i to gravepotter (lige nok til at dække bunden af gryden) for at hjælpe godbidder med at forblive i midten af gryden, når de begraves.
    2. I en gryde skal du placere stykker af høj værdi belønning oven på majskolbelaget, så hver mus i buret kan have et stykke (f.eks. Tre stykker bananchips til et bur med tre mus). I den anden gryde skal du placere stykker af lavværdibelønning oven på majskolbelaget, så hver mus i buret kan have et stykke (f.eks. Tre stykker chow til et bur med tre mus).
    3. Hæld langsomt corncob sengetøj over godbidderne i hver gryde, dæk dem og fyld gryderne i en højde på 3 cm.
    4. Placer samtidig en gryde med høj værdi og en lav værdi i hvert bur i 10 minutter. Efter 10 min fjernes potterne fra alle bure.
    5. Kassér enhver majskolbe og godbidder, der er tilbage i gryden. Tør alle gryder grundigt af med 70% ethanol for at forhindre dyre- og burlugt i at påvirke fremtidige forsøg.
    6. Gentag trin 1.3.1-1.3.5 én gang dagligt i 5 på hinanden følgende dage.
      BEMÆRK: Målet med denne fase er at give alle burkammerater mulighed for at grave og spise en godbid inden starten af formel træning. Dette letter også tilvænning til madbelønninger.
  4. Arena oprettet til træning og test.
    1. Placer arenaen på et arbejdsbord under rødt lys. Tør alle komponenter i arenaen, gravepotterne og duftdispenserne grundigt af med 70% ethanol for at fjerne støv og lugt fra tidligere forsøg.
    2. Forbered gravepotterne som følger.
    3. Placer de relevante madbelønninger i det "utilgængelige rum" (se figur 1).
      BEMÆRK: Belønninger inkluderet i dette rum afhænger af, hvilke godbidder (hvis nogen) der er begravet i en given prøve (se tabel 2). Således vil hver gryde altid indeholde et stykke bananchip og et stykke chow på tværs af de to rum.
      1. DS+ lugtpotter: Under forstærkede forsøg skal du placere et stykke chow i det utilgængelige rum og begrave et stykke bananchip i det tilgængelige område af gryden.
      2. DS- lugtpotter: Under forstærkede forsøg skal du placere et stykke chow og et stykke bananchip i det utilgængelige rum. Ingen madbelønninger vil være tilgængelige i det tilgængelige område af gryden.
      3. Uparfumerede gryder: Under forstærkede forsøg skal du placere et stykke bananchip i det utilgængelige rum og begrave et stykke chow i det tilgængelige område af gryden.
      4. Under alle uforstærkede testforsøg (positive, negative og tvetydige) skal du placere et stykke chow og et stykke bananchip i det utilgængelige rum. Ingen madbelønninger vil være tilgængelige i det tilgængelige område af gryden.
        BEMÆRK: Dette trin er for at forhindre duften af de begravede godbidder i at afsløre, hvilken gryde der belønnes. Som sådan er barrieren mellem de to rum perforeret for at lette lugtoverførsel.
    4. Hæld en lille mængde corncob sengetøj i hver gryde for at holde madbelønninger centreret, når de begraves. Placer et stykke af den passende madbelønning (se tabel 2) oven på majskolbelaget og hæld langsomt corncob sengetøj over godbidderne, dæk dem og fyld gryderne op til en højde på 3 cm.
    5. Brug en 1 ml sprøjte eller mikropipette til at trække 0,1 ml af den passende lugtblanding (dvs. mynte, vanilje eller tvetydige blandinger) eller destilleret vand (se tabel 2) og injicere det direkte oven på majskolben i en cirkulær bevægelse.
    6. Forbered duftdispensere.
      1. Placer et vatrondelstykke i bunden af vævskassetten. Brug en 1 ml sprøjte eller mikropipette til at trække 0,1 ml af den passende lugtblanding (dvs. mynte, vanilje eller tvetydige blandinger) eller destilleret vand (se tabel 2) og injicere det på bomuldsstykket. Dæk vævskassetten med låget for at omslutte den duftende bomuld og skabe en duftdispenser.
    7. Placer gravepotterne i enderne af armene og duftdispensere i begyndelsen af hver arm. Indsæt den aftagelige "dør" umiddelbart før kassetteåbningerne for at blokere adgangen til arenaarmene og for at skabe startrummet (se figur 1).
      BEMÆRK: Gravepotter, duftdispensere og sprøjter skal være tydeligt mærket og kun bruges til en duft under forsøg for at undgå utilsigtet blanding af lugtsignaler (dvs. brug et andet sæt materialer til mynte, vanilje, uparfumerede og tvetydige blandinger overalt).

2. Gravetræning: 5 dage, to positive forsøg om dagen (tabel 2)

  1. Hurtige mus i 1 time før træning i deres hjemmebur ved at fjerne mad fra tragten.
  2. Konfigurer arenaen til en forstærket positiv prøve ved at følge arenaopsætningsinstruktionerne ovenfor (trin 1.4).
  3. På dag 1 af gravetræningen skal du placere madbelønningerne oven på 3 cm corncob-sengetøjet i stedet for at begrave dem.
  4. Begrave belønningerne gradvist dybere under majskolben i løbet af de følgende 4 dage, indtil de er placeret i bunden af 3 cm strøelse på dag 5 (dvs. dag 1: oven på majskolbe, dag 2: begravet af et meget tyndt lag majskolbe, dag 3: begravet halvvejs til bunden af gryden, dag 4: begravet tre fjerdedele af vejen til bunden af potten og dag 5: begravet i bunden af potten).
  5. Flyt mus fra deres hjemmebur til et tomt transportbur. Placer et cue card med dyrets blindekode oven på transportburet, så den forsker, der udfører forsøg, forbliver blind for dyre-ID og behandling. Bær mus til forsøgsområdet.
    BEMÆRK: Trin 2.1 og 2.5 skal udfyldes af en forskningsassistent, der er bekendt med musene. Efterfølgende trin under forsøg vil blive udført af en forsker, der er blind for dyre-ID (og behandling, hvis relevant). Håndter altid mus ved hjælp af kophåndtering (åben hånd) eller tunnelhåndtering (med en papirkop eller plasttunnel) for at undgå de aversive virkninger af traditionel halehåndtering21.
  6. Flyt mus fra transportburet til arenaens startrum. Fjern start "døren", sænk straks plexiglaslåget over arenaen, og start 5-minutters prøvetimeren.
    BEMÆRK: Hvis flere mus fra samme bur testes, skal dette gøres samtidigt. Antallet af dyr, der testes på samme tid, vil dog afhænge af antallet af blinde observatører, der er til rådighed. Ideelt set vil en forsker observere og håndtere et dyr ad gangen, men et individ kan observere og håndtere to dyr samtidigt, hvis det er nødvendigt.
  7. Live-score latens til at grave og latenstid til at spise belønningen i begge arme.
    1. Optag latenstid for at grave som det tidspunkt, hvor den første forekomst af gravning observeres. Gravning beskrives som en mus, der aktivt skubber eller manipulerer corncob strøelse med forpoterne og / eller næsepartiet.
    2. Optag latenstid for at spise som det tidspunkt, hvor den første forekomst af spisning observeres. At spise beskrives som en mus, der indtager en belønning, mens den holdes i forpoterne og sidder på haunches.
  8. Når forsøget slutter, skal du løfte plexiglaslåget og flytte musen tilbage til sit transportbur.
  9. Kassér alt corncob sengetøj og godbidder tilbage i gryderne. Åbn vævskassetter og kassér bomuldsstykker. Tør alle komponenter i arenaen og gravepotterne af, og duft dispenserne grundigt med 70% ethanol.
  10. Konfigurer arenaen til endnu et positivt forsøg (trin 1.4). Trin 2.6-2.9 gentages for at få et forstærket positivt forsøg.
  11. Returner transportburet til forskningsassistenten, så mus kan placeres tilbage i deres hjemmebur.
  12. Gentag trin 2.1-2.11 i 5 på hinanden følgende dage.

3. Diskriminationstræning: 10 dage, fire forsøg om dagen

  1. Indstil arenaen til et positivt eller negativt forsøg (se tabel 2) ved at følge instruktionerne i trin 1.4.
  2. Udfør to positive og to negative forsøg om dagen efter den rækkefølge, der er beskrevet i tabel 2 (dvs. skiftevis positive og negative forsøg på dag 1-5 og pseudorandomordre på dag 6-10).
  3. Følg vejledningen i trin 2.1 i begyndelsen af hver træningsdag, og følg derefter trin 2.5-2.10. Gentag, indtil mus har gennemgået fire forsøg i alt.
  4. Returner transportburet til forskningsassistenten, så mus kan placeres tilbage i deres hjemmebur.
  5. Gentag trin 3.1-3.4 én gang dagligt i 10 dage i alt (dvs. to på hinanden følgende 5-dages arbejdsuger adskilt af en 2-dages weekend).

4. Afprøvning

BEMÆRK: Testvarigheden er 3-5 dage (afhængigt af den tid, det tager for hver mus at opfylde læringskriterierne), fem forsøg om dagen for de sessioner, hvor positive og negative testforsøg udføres, og tre forsøg om dagen, når den tvetydige test udføres.

  1. Hurtige mus i 1 time før træning/test i deres hjemmebur ved at fjerne mad fra tragten.
  2. Udfør et positivt forsøg og et negativt forsøg i randomiseret rækkefølge (se tabel 1) ved at følge instruktionerne for opsætning af arena i trin 1.4 og forstærkede forsøgsinstruktioner i trin 2.5-2.10.
  3. Udfør en videooptaget testprøve, der ikke er blevet forstærket.
    BEMÆRK: De ikke-forstærkede forsøg er identiske med forstærkede forsøg, bortset fra det sted, hvor belønningerne er placeret. Derfor placeres i det uforstærkede forsøg et stykke af hver belønning med høj og lav værdi i det utilgængelige rum både for de duftende og uparfumerede gryder.
    1. Gennemføre et positivt eller negativt testforsøg for hver mus dagligt, indtil læringskriterierne er opfyldt (maks. 4 dage; læringskriterierne er beskrevet i trin 4.7.3). Sørg for, at positive og negative testforsøg udføres i skiftevis rækkefølge på tværs af dage (f.eks. Dag 1: positiv test, Dag 2: negativ test, Dag 3: positiv test osv.).
    2. Følg instruktionerne til opsætning af arena i trin 1.4.
    3. Flyt mus fra transportburet til arenaens startrum. Opsæt et videokamera på et stativ, så begge gryder i enderne af armene er synlige, og begynd at optage. Sørg for, at cue-kortet med dyrets blinde kode og forsøgstypen (positiv test eller negativ test) er optaget i videoen (til reference under videoscore).
    4. Fjern start "døren", sænk straks plexiglaslåget over arenaen, og start 2 minutters prøvetimer.
    5. Når forsøget slutter, skal du stoppe optagelsen, flytte kameraet til siden, løfte plexiglaslåget, flytte musen tilbage til deres transportbur.
    6. Kassér alt corncob sengetøj og godbidder tilbage i gryderne. Åbn vævskassetter og kassér bomuldsstykker. Tør alle komponenter i arenaen, gravepotterne og duftdispenserne grundigt af med 70% ethanol.
  4. Udfør et positivt forsøg og et negativt forsøg i randomiseret rækkefølge (se tabel 1) ved at følge instruktionerne for opsætning af arena i trin 1.4 og forstærkede forsøgsinstruktioner i trin 2.5-2.10.
  5. Returner transportburet til forskningsassistenten, så mus kan placeres tilbage i deres hjemmebur.
  6. Når alle mus har afsluttet deres fem daglige forsøg, skal du overføre videoer fra kameraets hukommelseskort til en computer til video scoring.
  7. Scor positive og negative testforsøgsvideoer på testdagen for at vurdere, om mus har opfyldt læringskriterierne. Sørg for videoscore samme dag, da dyr, der opfylder læringskriterierne, gennemgår tvetydige tests den følgende dag.
    1. Brug software til hændelsesoptagelse eller et stopur til at få forskeren, der er blind for behandling, til at registrere hver muss latenstid for at grave og grave varighed i hver gryde i løbet af det første minut af positive og negative testforsøg.
    2. Optag latenstid for at grave som det tidspunkt, hvor den første forekomst af gravning observeres. Gravning beskrives som en mus, der aktivt skubber eller manipulerer corncob strøelse med forpoterne og / eller næsepartiet. Registrer gravevarighed som den samlede tid, en mus bruger på at grave.
    3. Sammenlign gravevarigheden i den duftende arm mellem positive (DS+) og negative (DS-) forsøg for hver mus for at afgøre, om dyr kan skelne opgaven. Overvej det læringskriterium, der skal opfyldes, hvis gravetiden i DS+ duftende arm er mindst dobbelt så høj som for den DS-duftende arm i det første testminut (med en minimum DS+ gravevarighed på 3 s).
  8. Gentag trin 4.1-4.7 dagligt, indtil musene har opfyldt læringskriteriet.
    1. Ekskluder personer, der ikke har opfyldt kriteriet på dag 4, fra tvetydige forsøg (og dermed vurdering af dømmekraft).
  9. For mus, der har opfyldt læringskriterier, testes svar på den tvetydige lugtblanding.
    1. Hurtige mus i 1 time før træning/test i deres hjemmebur ved at fjerne mad fra tragten.
    2. Udfør en positiv og en negativ forstærket prøve i en randomiseret rækkefølge ved at følge arenaopsætningsinstruktioner i trin 1.4 og forstærkede prøveinstruktioner i trin 2.5-2.10.
    3. Udfør et videooptaget testforsøg uden forstærkede styrker som beskrevet i trin 4.3 ved hjælp af den tvetydige lugtblanding (se tabel 2).
  10. Scor tvetydige prøvevideoer for at vurdere dømmekraft.
    1. Ved hjælp af software til hændelsesregistrering eller et stopur skal en forsker, der er blind for dyre-ID og behandling, registrere hver muss latenstid til at grave (se trin 4.7.2) i hver gryde i løbet af de første 1 minut og 2 minutter af testforsøgene.

5. Analyse af data

BEMÆRK: Nøjagtige analyser, der kræves, afhænger af detaljerne i det eksperimentelle design. En generel oversigt er skitseret her, men forskere opfordres kraftigt til at henvise til Gygax22 , når de planlægger analyser til dyre-JB-forsøg, og til Gaskill og Garner23 , når de vælger prøvestørrelse (da krævede analyser ofte er for komplekse til a priori effektanalyser).

  1. "Afblind" forskeren ved at tilføje det tilsvarende dyre-ID og behandlingsoplysninger (f.eks. beriget eller konventionelt opstaldning, lægemiddel eller placebo osv.) for hver blindkode til regnearket. Sørg for, at det resulterende regneark indeholder tre rækker for hvert dyr, der opfyldte læringskriterierne (dvs. for de positive, negative og tvetydige testforsøg), der angiver latenser at grave i den duftende arm.
  2. Kør en gentagen måling generaliseret lineær blandet model ved hjælp af foretrukken statistisk software. Her vil resultatvariablen være latenstid at grave. Sørg for, at modellen inkluderer behandling (eller kontinuerlig variabel af interesse), forsøgstype og interaktionen Behandling x forsøgstype som faste effekter. Inkluder muse-id (indlejret i behandling) som en tilfældig effekt. Yderligere vilkår inkluderet i modellen afhænger af det anvendte eksperimentelle design.
    BEMÆRK: Hvis mus er gruppeopstaldet (som det er relevant for denne sociale art24), og burkammerater testes, skal bur indlejret i behandling (hvis til stede) medtages i modellen som en tilfældig effekt (og muse-ID skal efterfølgende indlejres i buret).
  3. Plot det mindst kvadratiske middel til latenstid i hver forsøgstype for at bekræfte, at det præsenterede tvetydige signal blev fortolket som mellemliggende (dvs. latenstidens mindst kvadratiske middelestimat for det tvetydige forsøg skal falde i et midtpunkt mellem de positive og negative latenstider). Vurder kun mus JB, hvis dette krav er opfyldt.
  4. Vurder den enkle effekt af behandling (eller kontinuerlig variabel af interesse) på latenstid for at grave i det tvetydige forsøg ved at undersøge Interaktionen mellem Behandling x Forsøgstype for at afgøre, om mus viser affektmoduleret JB.

Figure 1
Figur 1: Diagram over forsøgsapparater. JB-apparatet omfatter en rektangulær arena med to arme. Hver arm indeholder en duftdispenser placeret i starten og en gravepotte placeret i slutningen. Genoptrykt fra Resasco et al.19 med tilladelse fra Elsevier. Klik her for at se en større version af denne figur.

Fase: Eksperimentelt design
Al Belønning med høj værdi Banan chip
Belønning med lav værdi Gnaver chow
DS+ Mynte eller vanilje (modvægt)
DS- Mynte eller vanilje (modvægt)
Gravetræning Grave træningsplan 5 dage: 2 Pos-forsøg/dag
Graveforsøgets varighed 5 minutter
Uddannelse i forskelsbehandling Træningsplan for diskrimination 10 dage: 4 forsøg/dag
Grave forsøgsordre Dag 1-5: 4 forsøg/dag
Forsøg 1: Pos
Forsøg 2: Neg
Forsøg 3: Pos
Forsøg 4: Neg
Dag 6-10: 4 forsøg/dag*
Varighed af forsøg på forskelsbehandling 5 minutter
Prøvning Tidsplan for test 3-5 dage (afhængig af tid til at opfylde læringskriterier)
5 forsøg/dag
Bestilling af testfase Forsøg 1 og 2: Pos eller Neg**
Forsøg 3: testforsøg
Forsøg 4 og 5: Pos eller Neg**
Varighed af testforsøg 2 minutter
* Forsøg blev pseudorandomiseret, så mus altid havde to Pos og to Neg forsøg om dagen
** Forsøg blev pseudorandomiseret, så mus altid havde et Pos- og et Neg-forsøg før og efter testforsøget

Tabel 1: Resumé af eksperimentelt design og tidsplan for træning og test. Antal og rækkefølge af forsøg pr. dag for gravetræning, diskriminationstræning og testfaser ud over eksperimentelle designdetaljer. Genoptrykt fra Resasco et al.19 med tilladelse fra Elsevier.

Oplysninger om prøveversionen
Fase Prøvetype Duftende arm Uparfumeret arm
Lugt cue Begravet belønning Utilgængelig belønning Lugt cue Begravet belønning Utilgængelig belønning
Træning i gravning og diskrimination Pos Træning DS+ Banan Chow Vand Chow Banan
Neg Træning DS- Ingen belønning Banan + chow Vand Chow Banan
Prøvning Pos Test DS+ Ingen belønning Banan + chow Vand Ingen belønning Banan + chow
Neg Test DS- Ingen belønning Banan + chow Vand Ingen belønning Banan + chow
Tvetydig test Mynte/
vanilje blanding		 Ingen belønning Banan + chow Vand Ingen belønning Banan + chow
Læringskriterium Mus skal grave dobbelt så længe i DS+ potten (Pos test) end DS- potten (Neg test), og grave i minimum 3 s

Tabel 2. Resumé af forsøgsoplysninger. Lugtsignaler og belønninger præsenteret i hver forsøgstype under gravetræning, diskriminationstræning og testfaser. DS(+): positiv diskriminerende stimulus, DS(-): negativ diskriminerende stimulus, Pos: positiv, Neg: negativ. Genoptrykt fra Resasco et al.19 med tilladelse fra Elsevier. Se supplerende tabel S2 i den oprindelige artikel for den udvidede tabel.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultaterne præsenteret her afspejler relevante resultater fra eksperiment 1 af Resasco et al.19. Forsøgspersonerne i dette forsøg var 18 hunmus med C57BL/6NCrl ('C57') og 18 Balb/cAnNCrl ('Balb'). Dyrene ankom til anlægget i 3-4 ugers alderen og blev tilfældigt tildelt miljøberigede eller konventionelle opstaldningsbehandlinger (henholdsvis EH eller CH) i blandede stammekvartetter25. Hvert bur indeholdt en C57 og en Balb, ud over to DBA/2NCrl mus, der blev brugt i et andet forsøg. Her tillod brugen af hunmus gruppeboliger af denne sociale art med miljøberigelse, samtidig med at man undgik den forhøjede aggression og ressourcebeskyttelse, der kan forekomme hos hanmus26 (bemærk dog, at opgaven også er blevet anvendt i ikke-berigede nøgne hanmus19). CH-mus blev opbevaret i åbne, gennemsigtige polyethylenbure (27L x 16W x 12H cm; n = 9) med majskolbestrøelse, to typer redemateriale (krøllede papirstrimler og bomuldsreder; Figur 2A) og et papirbæger 'shelter'. EH-bure var uigennemsigtige plast, der målte 60L x 60W x 30H cm3 med et rødt plexiglasvindue til observationer (n = 9; Figur 2B,C). Disse forhold er kendt for at forbedre velfærden: indeholder forskellige berigelser (som beskrevet tidligere af Nip et al.27), som mus er motiverede til at få adgang til28, og som reducerer adfærd, der indikerer dårlig velfærd (f.eks. Stereotyp adfærd, aggression og depressionslignende inaktivitet 27,28,29 ). Hvert EH-bur omfattede også et vedhæftet »anneksbur« (identisk med CH-bure, men kun indeholdende strøelse), som mus frit kunne få adgang til via en tunnel (figur 2C). Anneksbure gjorde det lettere at fange og håndtere EH-mus, der var uddannet til at komme ind i dette tilbehør til madbelønninger, når en kop fuld af søde havrekorn blev rystet. Når en mus kom ind i anneksburet, kunne adgangstunnelen blokeres, og mus kunne let fjernes fra bure ved hjælp af kop- eller tunnelhåndtering21. Denne tilgang undgik således stressende "jagt" gennem komplekse berigede miljøer30. Mad og vand var tilgængeligt ad libitum, og kolonirummet blev opretholdt ved 21 ± 1 ° C og 35% -55% relativ luftfugtighed på en omvendt 12:12 timers lyscyklus (lys slukket kl. 06:00 og tændt kl. 18:00). Mus blev differentielt anbragt i 5 uger før påbegyndelse af gravetræning i apparatet (se tidslinje i figur 2D).

Mus gennemgik træning og test i JB-opgaven som beskrevet i protokollen ovenfor. Latency til at grave i den duftende arm i løbet af de første og fulde 2 minutters positive, negative og tvetydige testforsøg blev brugt til at teste for huseffekter på JB. Her blev data analyseret ved hjælp af generaliserede lineære blandede modeller, der anvendte transformationer, hvor det var nødvendigt for at imødekomme antagelser om normalitet og homogenitet. Se Resasco et al.19 for en detaljeret beskrivelse af analyser (f.eks. modelvalg). Kort fortalt omfattede modellerne med gentagne målinger altid forsøgstype, hus, stamme, forsøgstype x hus, DS + lugt, prøvetype x stamme, forsøgstype x DS + lugt, forsøgstype x hus x DS + lugt, bur (en tilfældig effekt indlejret i hus og DS + lugt) og muse-id (en tilfældig effekt indlejret i bur, hus, DS + lugt og belastning). De enkle virkninger af housing på latenstid blev bestemt ud fra Trial Type x Housing ved beregning af de mindste kvadrater betyder31. Bemærk, to-halede p-værdier rapporteres hele vejen igennem for at demonstrere undersøgelse af behandlingseffekter, men det oprindelige valideringsarbejde fra Resasco et al.19 anvendte ensidede p-værdier, hvor det var relevant32, da der kræves et specifikt svar for at validere opgaven (se Resasco et al.19 for valideringsdiskussion).

Før dømmekraft kan vurderes i en dyreopgave, er det afgørende, at to tekniske kriterier er opfyldt: For det første skal dyr med succes diskriminere mellem positive og negative signaler (dvs. opfylde læringskriterier). For dyr, der opfylder dette kriterium, skal det påvises, at det tvetydige signal fortolkes som mellemliggende. Hvis en af disse ikke er opfyldt, kan der ikke drages slutninger om dømmekraft og tilsvarende affektive tilstande. I dette forsøg opfyldte alle C57-mus på nær fire indlæringskriterier, og en C57 blev fjernet, før de blev testet for barbering af en burkammerat (n = 31). I både den første og hele 2 minutters test var Trial Type x DS+ Odor signifikant (1 min: F2,62 = 5,67, p = 0,006; 2 min: F2,62 = 5,74 , p = 0,005), hvilket afslørede, at Mint DS+ mus uventet fortolkede de tvetydige lugtblandinger som positive (som om 100% mynte), mens Vanilla DS+ mus behandlede de samme tvetydige lugtblandinger som mellemprodukter (figur 3A, B). Dette resultat indikerede, at kun Vanilla DS+ mus opfyldte det tekniske krav om at behandle duftblandingen som mellemliggende mellem DS+ og DS-, og mint DS+ mus blev derfor udelukket fra efterfølgende JB-analyser.

For Vanilla DS+ mus blev simple effekter af boliger beregnet ud fra Forsøgstype x Boligtermin31. Inden for denne gruppe påvirkede Housing graveforsinkelser med CH-dyr, der var langsommere end EH til at grave i tvetydige forsøg, men ikke i positive eller negative forsøg. Dette var sandt efter 1 min (tvetydig: t = 2,27, d.f. = 92,94, p = 0,014, Cohens d = 1,148; positiv: t = 0,22, d.f. = 92,94, p = 0,414, Cohens d = 0,110; negativ: t = 0,80, d.f. = 92,94, p = 0,214, Cohens d = 0,404; se figur 4A) og efter hele 2 min (tvetydig: t = 2,14, d.f. = 91,89, p = 0,018, Cohens d = 1,083; positiv: t = 0,39, d.f. = 91,89, p = 0,348, Cohens d = 0,198; negativ: t = 0,61, d.f. = 91,89, p = 0,273, Cohens d = 0,308; se figur 4B), selvom forsøgstype x hus x DS+ lugt (1 min: F3,65,37 = 0,36, p = 0,7835; 2 min: F3,65,37 = 0,49, p = 0,688) og forsøgstype x hus (1 min: F2,62 = 1,66, p = 0,198; 2 min: F2,62 = 1,41, p = 0,252) tegnede sig ikke for væsentlig variation. Disse pessimistiske fortolkninger af tvetydige signaler fra CH-mus afspejler negative dømmekraftsbias, der indikerer negativ påvirkning.

Figure 2
Figur 2: Opbevaring af behandlinger og forsøgstidslinje. (A) CH laboratoriebur. (B) Overhead visning af EH. (C) Forfra af EH med tilhørende »anneks«-bur for at lette musefangst/-håndtering. (D) Eksperimentel tidslinje og resumé af positive, negative og tvetydige trænings- og testforsøg. DS(+): positiv diskriminerende stimulus, DS(-): negativ diskriminerende stimulus, AMB: tvetydig blanding (50% vanilje-50% mynte), B: bananchip, C: Gnaverdiæt ('chow'), X: ingen madbelønninger. Genoptrykt fra Resasco et al.19 med tilladelse fra Elsevier. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Bestemmelse af, om mus opfylder kravene til JB-vurdering. Gravning af latenstid mindst kvadratisk betyder (±standardfejl) under positive, negative og tvetydige testforsøg. (A) 1 minuts gravelatens hos mus, der modtager mynte (M, n = 15) eller vanilje (V, n = 16) som den positive diskriminerende stimulus (DS +) (data Box Cox transformeret). (B) 2 minutters gravelatens hos de samme forsøgspersoner (data logaritmisk transformeret). I begge tidsperioder opfyldte Vanilla DS+ mus det tekniske krav om at fortolke tvetydige signaler som mellemliggende. Mint DS+ mus undlod at gøre det (i stedet fortolkede det tvetydige signal som positivt) og blev følgelig elimineret fra efterfølgende JB-analyser. Genoptrykt fra Resasco et al.19 med tilladelse fra Elsevier. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: Boligbehandlingens indvirkning på affektmoduleret JB. Gravning af latenstid mindst kvadratisk betyder (±standardfejl) under positive, negative og tvetydige testforsøg. (A) 1 minuts gravelatens i Vanilla DS+ mus fra konventionelle (CH, n = 7) eller berigede (EH, n = 9) hus (data Box Cox transformeret). (B) 2 minutters gravelatens hos de samme forsøgspersoner (data logaritmisk transformeret). I begge tidsperioder viste CH-dyr signifikant længere latenser at grave under tvetydige forsøg end EH-artsfæller, hvilket indikerer negativ JB. Genoptrykt fra Resasco et al.19 med tilladelse fra Elsevier. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den duftbaserede graveprotokol og resultaterne, der er skitseret her, demonstrerer denne nye JB-opgaves evne til at detektere ændringer i musens affektive tilstand. Opgaven udgør således et værdifuldt værktøj til forskellige forskningsområder. I lighed med enhver JB-opgave er det afgørende for at vurdere dyrs påvirkning, at dyr først lærer at skelne mellem signaler (trin 4.7.3), og at den tvetydige stimulus fortolkes som mellemliggende (trin 5.3). Selvom det er enkelt, kan det være udfordrende at opfylde disse krav, især hos laboratoriemus, hvor over 15 tidligere forsøg på at udvikle og implementere en mus JB-opgave er mislykkedes19. Her spillede flere komponenter en væsentlig rolle i opfyldelsen af disse tekniske kriterier og bidrog til opgavens succes og anvendelighed.

For det første fremmede opgavens etologiske design vellykket diskriminationsindlæring, da både de diskriminerende signaler og krævede svar var biologisk relevante: mus har imponerende olfaktoriske evner, hvilket gør dem i stand til hurtig læring og betydelige hukommelsesspænd, når de præsenteres for lugtstimuli33, og de er naturligt drevet til at udføre gravning til generel udforskning, fouragering og hulekonstruktion24, 34. Desuden afslørede modbalancering af DS+ lugt forskelle i de måder, hvorpå Vanilla DS+ og Mint DS+ mus fortolkede den tvetydige blanding, hvilket bekræftede, at det tvetydige signal blev fortolket som mellemliggende for Vanilla DS+ mus, men ikke for Mint DS+ mus. Det anbefales derfor, at kun Vanilla bruges som DS + til fremtidigt arbejde ved hjælp af ekstraktmærker og musestammer, der bruges her. Det er vigtigt, at selvom modbalancering gav vellykkede resultater i det nuværende eksperiment, opfordrer vi forskere til at gennemføre pilotforsøg for at identificere passende tvetydige blandinger, hvis de implementerer ændringer, da modbalancering undertiden kan tilføje betydelig støj til dataene, hvilket øger risikoen for maskering af behandlingseffekter35.

Selv når disse væsentlige kriterier er opfyldt, er JB ikke altid let at opdage, måske på grund af de små behandlingseffektstørrelser, som disse eksperimenter almindeligvis giver15. For at sikre opgavefølsomhed anvendes således et unikt Go/Go-design, da denne tilgang har vist sig at være mere følsom over for ændringer i dyrepåvirkning end Go/No-Go-design i andre arter15. Brugen af en uparfumeret arm, der indeholder en belønning af lav værdi i alle forsøg, adskiller imidlertid denne opgave fra tidligere mislykkede forsøg på at validere en Go/Go JB-opgave for mus 36,37,38. Her vælger mus under positive forsøg mellem en belønning af høj værdi i DS+ armen og en belønning af lav værdi i den uparfumerede arm; og i negative forsøg vælger de mellem ingen belønning i DS-armen og en belønning af lav værdi i den uparfumerede arm. Selvom dette kræver, at mus lærer en mere kompleks opgave (dvs. skelne mellem signaler, der forudsiger forskellige belønningsværdier, snarere end blot belønnings tilstedeværelse eller fravær), ser det ud til, at det at have en konsekvent mulighed, hvor en belønning med lav værdi altid var til stede, kan have gjort træning og test mindre stressende for mus og forbedret læring (med 86% af musene, der opfylder læringskriterier). Mens mus ofte antages at være udfordrende at træne eller ude af stand til at lære vanskelige opgaver18, tyder resultaterne her på, at deres evner ikke bør undervurderes, og at design af lav stress, etologiske opgaver kan være en mere effektiv tilgang til at opdage ændringer i affekt end enklere opgaver eller dem med hårdere konsekvenser (f.eks. involverer straf som luftpust eller hvidt lys i stedet for blot belønningsfravær39, 40,41).

Endelig blev der anvendt humane håndteringsmetoder21 for yderligere at reducere stressfaktorer, der ellers kunne forstyrre behandlingseffekter og indføre uønsket variabilitet. Her blev mus kun håndteret via kop- eller tunnelmetoder gennem hele deres liv (herunder til og fra transportbure og JB-apparatet) for at undgå de aversive virkninger af traditionel halehåndtering21. Derudover blev EH-dyr trænet til frivilligt at komme ind i et anneksbur til håndtering og dermed undgå stressende 'jagt' gennem komplekse miljøer. Sammen førte denne tilgang til påvisning af pessimistiske dømmekraftsforstyrrelser hos CH-mus gennem længere latenstider som reaktion på tvetydige signaler. Fremtidige forskere bør ligeledes overveje, om aspekter af deres behandling af interesse, opstaldning eller opdrætspraksis har potentiale til at maskere behandlingseffekter eller fremkalde gulveffekter (dvs. hvor alle dyr viser markant pessimisme, hvilket negerer opgavens evne til at opdage mere subtile behandlingsforskelle), så disse kan forhindres eller afbødes.

Der er nu behov for yderligere replikering og forfining af denne lovende opgave. Til dato er denne JB-opgave kun blevet anvendt på dyr, der oplever langvarig negativ påvirkning med lav ophidselse (som følge af restriktiv opstaldning eller kronisk sygdom19). Det er derfor vigtigt, at det fremtidige arbejde sigter mod at teste følsomheden af denne opgave over for akutte stressorer og negative affektive tilstande med høj ophidselse. Desuden ville maksimering af værdien af denne opgave også indebære replikate undersøgelser, der undersøger test-retest pålidelighed af enkeltpersoner til de samme eller flere tvetydige sonder. Gentestning med de samme sonder ville give forskere mulighed for at teste hypoteser vedrørende ændringer i påvirkning over tid, mens udsættelse af forsøgspersoner for et spektrum af tvetydige signaler (dvs. nær positive, mellemliggende og næsten negative) potentielt kunne muliggøre identifikation af forskellige typer negative tilstande (især depression- versus angstlignende tilstande)11,42 . Yderligere valideringsforsøg bør også undersøge værdien af kortere protokoller samt potentielle forskelle mellem stammer og køn (selvom den oprindelige publikation behandler disse problemer og med succes anvender en kortere protokol til at vurdere påvirkning hos hanmus19). Faktisk kan denne opgave potentielt udvides til gnavere, der er iboende motiverede til at lave huler43,44, forudsat at der foretages passende størrelsesændringer, og validering bekræftes. Sådanne replikationer og forbedringer er vigtige, da der ikke er udviklet andre gyldige JB-opgaver til mus til dato, og da JB-opgaver er følsomme over for både valensen og intensiteten af affektive tilstande (som beskrevet i indledningen), noget som de fleste indikatorer for dyrepåvirkning ikke gør (f.eks. hypothalamus-hypofyse-binyreaktivitet kan ændres som reaktion på både positive og negative oplevelser7, 45).

Samlet set repræsenterer udviklingen af en mus JB-opgave et lovende nyt værktøj og åbner døren for store fremskridt i vurderingen af musepåvirkning. Mus er de mest anvendte hvirveldyr i både grundlæggende og translationel forskning17, og denne opgave giver et middel til at besvare væsentlige spørgsmål om velfærden for disse titusinder af dyr, der anvendes globalt, samt forbindelserne mellem affekt og de sygdomme eller tilstande, de bruges til at modellere. Selvom brugen af denne opgave ikke anbefales til daglig velfærdsvurdering, kan eksperimentel undersøgelse af opstaldnings- og opdrætspraksis hjælpe med at identificere forbedringer, der fremmer musens velfærd og hjælpe med at identificere mere subtile tegn på dyrs lidelse, der kan observeres bur. I betragtning af den humane og potentielt berigende karakter af denne opgave og de lave økonomiske omkostninger ved implementering af protokollen har denne nye JB-opgave stor nytteværdi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen interessekonflikter at afsløre.

Acknowledgments

Forfatterne er taknemmelige for Miguel Ayala, Lindsey Kitchenham, Dr. Michelle Edwards, Sylvia Lam og Stephanie Dejardin for deres bidrag til Reseasco et al.19 valideringsarbejde, som denne protokol er baseret på. Vi vil også gerne takke musene og vores vidunderlige dyreplejeteknikere, Michaela Randall og Michelle Cieplak.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Absolute ethanol Commercial alcohol P016EAAN Dilute to 70% with distilled water, for cleaning
Centrifuge tubes Fischer 55395 15 mL tubes used to dilute essences here. However, size may be selected based on total volume required for sample size
Cheerios (original) Cheerios N/A Commercially available. Used as reward to train animals to enter annex cage for handling
Corncob bedding Envigo 7092 Teklad 1/8 corncob bedding used in digging pots and animal cages
Cotton pads Equate N/A Commercially available. Modified in lab to fit within tissue cassettes for scent dispensing
Digging pots Rubbermaid N/A Commercially available. Containers were modified to fit the apparatus in the lab
Dried, sweetened banana chips Stock and Barrel N/A Commercially available. High value reward in JB task
JB apparatus N/A The apparatus was made in the lab
JWatcher event recording software Animal Behavior Laboratory, Macquarie University Version 1.0 Freely available for download online. Used to score digging behavior during JB task
Mint extract Fleibor N/A Commercially "Menta (Solución)". Discriminative stimulus odor
Rodent Diet Envigo 2914 Teklad global 14% protein rodent maintenance diets. Low value reward in JB task and regular diet in home cage
SAS statistical software SAS Version 9.4 Other comparable software programs (e.g. R) are also appropriate
Vanilla extract Fleibor Commercially available "Vainilla (Solución)". Discriminative stimulus odor
Video camera Sony DCR-SX22 Sony handycam.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive vulnerability to emotional disorders. Annual Review of Clinical Psychology. 1, 167-195 (2005).
  2. Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive approaches to emotions. Anual Review of Psychology. 45 (1), 25-50 (1994).
  3. Blanchette, I., Richards, A. The influence of affect on higher level cognition: A review of research on interpretation, judgement, decision making and reasoning. Cognition and Emotion. 24 (4), 561-595 (2010).
  4. MacLeod, C., Cohen, I. L. Anxiety and the interpretation of ambiguity: A text comprehension study. Journal of Abnormal Psychology. 102 (2), 238-247 (1993).
  5. Everaert, J., Podina, I. R., Koster, E. H. W. A comprehensive meta-analysis of interpretation biases in depression. Clinical Psychology Review. 58, 33-48 (2017).
  6. Haselton, M. G., Nettle, D. The paranoid optimist: An integrative evolutionary model of cognitive biases. Personality and Social Psychology Review. 10 (1), 47-66 (2006).
  7. Mendl, M., Paul, E. Getting to the heart of animal welfare. The study of animal emotion. Stichting Animales. , Netherlands. (2017).
  8. Harding, E. J., Paul, E. S., Mendl, M. Cognitive bias and affective state. Nature. 427 (6972), 312 (2004).
  9. Douglas, C., Bateson, M., Walsh, C., Bédué, A., Edwards, S. A. Environmental enrichment induces optimistic cognitive biases in pigs. Applied Animal Behaviour Science. 139 (1-2), 65-73 (2012).
  10. Paul, E. S., Harding, E. J., Mendl, M. Measuring emotional processes in animals: The utility of a cognitive approach. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 29 (3), 469-491 (2005).
  11. Mendl, M., Burman, O. H. P., Parker, R. M. A., 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).
  12. Rygula, R., Pluta, H., Popik, P. Laughing rats are optimistic. PLoS ONE. 7 (12), 51959 (2012).
  13. Boissy, A., et al. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiology and Behavior. 92 (3), 375-397 (2007).
  14. Ross, M., Garland, A., Harlander-Matauschek, A., Kitchenham, L., Mason, G. Welfare-improving enrichments greatly reduce hens' startle responses, despite little change in judgment bias. Scientific Reports. 9 (1), 1-14 (2019).
  15. Lagisz, M., et al. Optimism, pessimism and judgement bias in animals: A systematic review and meta-analysis. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 118, 3-17 (2020).
  16. Canadian Council on Animal Care CCAC Animal Data Report 2019. , Available from: https://ccac.ca/Documents/AUD/2019-Animal-Data-Report.pdf (2019).
  17. Report From the Commission to the European Parlaiment and the Council. European Commission. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020).
  18. Cryan, J. F., Holmes, A. Model organisms: The ascent of mouse: Advances in modelling human depression and anxiety. Nature Reviews Drug Discovery. 4 (9), 775-790 (2005).
  19. Resasco, A., et al. Cancer blues? A promising judgment bias task indicates pessimism in nude mice with tumors. Physiology and Behavior. 238, 113465 (2021).
  20. Percie du Sert, N., et al. The ARRIVE guidelines 2.0: Updated guidelines for reporting animal research. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 40 (9), 1769-1777 (2020).
  21. Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: The major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, 44999 (2017).
  22. Gygax, L. The A to Z of statistics for testing cognitive judgement bias. Animal Behaviour. 95, 59-69 (2014).
  23. Gaskill, B. N., Garner, J. P. Power to the people: Power, negative results and sample size. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science: JAALAS. 59 (1), 9-16 (2020).
  24. MacLellan, A., Adcock, A., Mason, G. Behavioral biology of mice. Behavioral Biology of Lab Animals. , 89-111 (2021).
  25. Walker, M., et al. Mixed-strain housing for female C57BL/6, DBA/2, and BALB/c mice: Validating a split-plot design that promotes refinement and reduction. BMC Medical Research Methodology. 16 (11), (2016).
  26. Weber, E. M., Dallaire, J. A., Gaskill, B. N., Pritchett-Corning, K. R., Garner, J. P. Aggression in group-housed laboratory mice: Why can't we solve the problem. Lab Animal. 46 (4), 157-161 (2017).
  27. Nip, E., et al. Why are enriched mice nice Investigating how environmental enrichment reduces agonism in female C57BL / 6, DBA / 2, and BALB / c mice. Applied Animal Behaviour Science. 217, 73-82 (2019).
  28. Tilly, S. C., Dallaire, J., Mason, G. J. Middle-aged mice with enrichment-resistant stereotypic behaviour show reduced motivation for enrichment. Animal Behaviour. 80 (3), 363-373 (2010).
  29. Fureix, C., et al. Stereotypic behaviour in standard non-enriched cages is an alternative to depression-like responses in C57BL/6 mice. Behavioural Brain Research. 305, 186-190 (2016).
  30. Nip, E. The long-term effects of environmental enrichment on agonism in female C57BL/6, BALB/c, and DBA/2 mice. Thesis Dissertation. , University of Guelph. (2018).
  31. Wei, J., Carroll, R. J., Harden, K. K., Wu, G. Comparisons of treatment means when factors do not interact in two-factorial studies. Amino Acids. 42 (5), 2031-2035 (2012).
  32. Ruxton, G. D., Neuhäuser, M. When should we use one-tailed hypothesis testing. Methods in Ecology and Evolution. 1 (2), 114-117 (2010).
  33. Young, J. W., et al. The odour span task: A novel paradigm for assessing working memory in mice. Neuropharmacology. 52 (2), 634-645 (2007).
  34. Latham, N., Mason, G. From house mouse to mouse house: The behavioural biology of free-living Mus musculus and its implications in the laboratory. Applied Animal Behaviour Science. 86 (3-4), 261-289 (2004).
  35. Jones, S., et al. Assessing animal affect: an automated and self-initiated judgement bias task based on natural investigative behaviour. Scientific Reports. 8 (1), 12400 (2018).
  36. Novak, J., et al. Effects of stereotypic behaviour and chronic mild stress on judgement bias in laboratory mice. Applied Animal Behaviour Science. 174, 162-172 (2016).
  37. Krakenberg, V., von Kortzfleisch, V. T., Kaiser, S., Sachser, N., Richter, S. H. Differential effects of serotonin transporter genotype on anxiety-like behavior and cognitive judgment bias in mice. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 13, 263 (2019).
  38. Krakenberg, V., et al. Technology or ecology? New tools to assess cognitive judgement bias in mice. Behavioural Brain Research. 362, 279-287 (2019).
  39. Krakenberg, V., et al. Effects of different social experiences on emotional state in mice. Scientific Reports. 10, 15255 (2020).
  40. Bračić, M., Bohn, L., Krakenberg, V., Schielzeth, H., Kaiser, S. Once an optimist, always an optimist? Studying cognitive judgment bias in mice. EcoEvoRxiv. , (2021).
  41. Jones, S., Paul, E. S., Dayan, P., Robinson, E. S. J., Mendl, M. Pavlovian influences on learning differ between rats and mice in a counter-balanced Go/NoGo judgement bias task. Behavioural Brain Research. 331, 214-224 (2017).
  42. Roelofs, S., Boleij, H., Nordquist, R. E., vander Staay, F. J. Making decisions under ambiguity: Judgment bias tasks for assessing emotional state in animals. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 10 (119), 1-16 (2016).
  43. Sherwin, C. M., Haug, E., Terkelsen, N., Vadgama, M. Studies on the motivation for burrowing by laboratory mice. Applied Animal Behaviour Science. 88 (3-4), 343-358 (2004).
  44. Deacon, R. M. J. Burrowing: A sensitive behavioural assay, tested in five species of laboratory rodents. Behavioural Brain Research. 200 (1), 128-133 (2009).
  45. MacDougall-Shackleton, S. A., Bonier, F., Romero, L. M., Moore, I. T. Glucocorticoids and "stress" are not synonymous. Integrative Organismal Biology. 1 (1), 1-8 (2019).

Tags

Adfærd udgave 181
Vurdering af musebedømmelsesbias gennem en olfaktorisk graveopgave
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

MacLellan, A., Resasco, A., Young,… More

MacLellan, A., Resasco, A., Young, L., Mason, G. Assessment of Mouse Judgment Bias through an Olfactory Digging Task. J. Vis. Exp. (181), e63426, doi:10.3791/63426 (2022).

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