Waiting
Login processing...

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

Behavior

Оценка предвзятости суждения мыши с помощью обонятельной задачи копания

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

В этой статье приводится подробное описание нового протокола предвзятого суждения мыши. Также демонстрируются доказательства чувствительности этой обонятельной задачи копания к аффективному состоянию и обсуждается ее полезность в различных областях исследований.

Abstract

Предубеждения суждения (JB) — это различия в том, как люди в положительных и отрицательных аффективных / эмоциональных состояниях интерпретируют неоднозначную информацию. Это явление уже давно наблюдается у людей, причем люди в положительных состояниях реагируют на двусмысленность «оптимистично», а те, кто находится в отрицательных состояниях, вместо этого демонстрируют «пессимизм». Исследователи, стремящиеся оценить аффект животных, воспользовались этими дифференциальными реакциями, разработав задачи по оценке предвзятости суждений как показателя аффективного состояния. Эти задачи становятся все более популярными среди различных видов и областей исследований. Тем не менее, для лабораторных мышей, наиболее широко используемых позвоночных в исследованиях и вида, на который в значительной степени полагаются для моделирования аффективных расстройств, только одна задача JB была успешно подтверждена как чувствительная к изменениям в аффективном состоянии. Здесь мы приводим подробное описание этой новой мышиной задачи JB и доказательства ее чувствительности к мышиному аффекту. Хотя уточнения все еще необходимы, оценка мышиного JB открывает двери для ответа как на практические вопросы, касающиеся благополучия мышей, так и на фундаментальные вопросы о влиянии аффективного состояния на трансляционные исследования.

Introduction

Измерение аффективно модулированной предвзятости суждений (далее JB) оказалось полезным инструментом для изучения эмоциональных состояний животных. Этот инновационный подход заимствует из человеческой психологии, поскольку люди, испытывающие положительные или отрицательные аффективные состояния (эмоции и долгосрочные настроения), надежно демонстрируют различия в том, как они обрабатывают информацию 1,2,3. Например, люди, испытывающие беспокойство или депрессию, могут интерпретировать нейтральные выражения лица как негативные, а нейтральные предложения как угрожающие 4,5. Вполне вероятно, что эти смещения имеют адаптивное значение и поэтому сохраняются у видов 6,7. Исследователи, стремящиеся оценить аффект животных, ловко воспользовались этим явлением, операционализируя оптимизм как повышенное ожидание вознаграждения в ответ на нейтральные или неоднозначные сигналы и пессимизм как повышенное ожидание наказания или отсутствия вознаграждения 8,9. Таким образом, в экспериментальных условиях оптимистические и пессимистические реакции на неоднозначные раздражители могут быть интерпретированы как показатели положительного и отрицательного аффекта соответственно10,11.

По сравнению с другими показателями аффекта животных, задачи JB могут быть особенно ценными инструментами, поскольку они способны обнаруживать как валентность, так и интенсивность аффективных состояний10,11. Способность задач JB обнаруживать положительные состояния (например, Rygula et al.12) особенно полезна, поскольку большинство показателей аффекта животных ограничены обнаружением отрицательных состояний13. Во время задач JB животных обычно обучают реагировать на положительный дискриминативный сигнал, предсказывающий вознаграждение (например, высокочастотный тон) и отрицательный дискриминативный сигнал, предсказывающий наказание (например, низкочастотный тон), прежде чем им будет представлен неоднозначный сигнал (например, промежуточный тон)8. Если в ответ на неоднозначные сигналы животное «оптимистично» выполняет обученный ответ на положительный сигнал (как бы ожидая вознаграждения), это указывает на положительную предвзятость суждения. В качестве альтернативы, если животные демонстрируют негативную обученную реакцию, чтобы избежать наказания, это свидетельствует о «пессимизме» или предвзятости негативного суждения.

С момента разработки первого успешного задания JB для животных Хардингом и его коллегами8, было разработано несколько задач JB для широкого спектра видов в различных областях исследований7. Но, несмотря на их растущую популярность, задачи JB для животных часто являются трудоемкими. Более того, возможно, из-за того, что они методологически отличаются от человеческих задач, которые их вдохновили, они иногда дают нулевые или нелогичные результаты14 и обычно дают только небольшие размеры эффекта лечения15. В результате задачи JB могут быть сложными для разработки и реализации. Фактически, для лабораторных мышей, наиболее широко используемых позвоночных в исследовании16,17 и вида, на который в значительной степени полагаются для моделирования аффективных расстройств18, только одна задача JB была успешно подтверждена как чувствительная к изменениям в аффективном состоянии19, несмотря на многочисленные попытки за последнее десятилетие (см. дополнительный материал Resasco et al.19  для краткого изложения). В этой статье описывается недавно проверенная задача мышиного JB, подробно описывается ее биологически значимый дизайн и подчеркиваются способы, которыми эта гуманная задача может быть применена для проверки важных гипотез, относящихся к влиянию мыши. В целом, протокол может быть реализован для исследования аффективных эффектов любой переменной, представляющей интерес для JB у мышей. Это будет включать категориальные переменные лечения, как описано здесь (эффекты лекарств или болезней, условия окружающей среды, генетический фон и т. Д.), Или отношения с непрерывными переменными (физиологические изменения, поведение в домашней клетке и т. Д.).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Эксперименты были одобрены Комитетом по уходу за животными Университета Гвельфа (AUP #3700), проведены в соответствии с руководящими принципами Канадского совета по уходу за животными и представлены в соответствии с требованиями ARRIVE (Animal Research: Reporting of In vivo Experiments)20 .

1. Подготовка эксперимента

  1. Экспериментальное проектирование (см. Таблица 1).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот поведенческий тест представляет собой задачу копания Go/Go на основе запаха, в которой мыши должны копать для получения высоко- или низкоценных вознаграждений. Он использует прямоугольную арену (Рисунок 1) с двумя руками, в которых одна рука имеет запах, а другая без запаха. Как описано ниже, мышей обучают различать положительные и отрицательные сигналы запаха, прежде чем им будет представлена неоднозначная смесь запахов.
    1. Псевдослучайно назначают клетки к мятным или ванильным группам положительных дискриминативных стимулов (DS+) следующим образом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол был валидирован только для мышей, которым была назначена ванильная смесь запаха DS+ (см. Репрезентативные результаты и Resasco et al.19 для получения подробной информации). Однако пилотные испытания настоятельно рекомендуются для подтверждения того, что DS+, DS- и неоднозначные смеси отвечают требованиям для действительной оценки JB (этапы 4.7.3 и 5.3). Таким образом, методы, описанные здесь, включают тестирование как ванили, так и мяты DS+, чтобы привести пример группы, которая успешно отвечает требованиям для оценки JB (ванильные мыши DS+), и группы, которая не делает этого (мыши мяты DS+). Предыдущие пилотные испытания будут выявлять этот тип проблемы заранее.
    2. Мыши Mint DS+: для этих мышей во время настройки арены для обучения (см. шаг 1.4 ниже) отметьте ароматические диспенсеры и горшки, содержащие высокоценное вознаграждение с мятным сигналом запаха, и те, которые не содержат награды с ванильным сигналом запаха.
    3. Мыши Vanilla DS+: для этих мышей во время настройки арены для обучения (см. шаг 1.4 ниже) отметьте ароматические диспенсеры и горшки, содержащие высокоценное вознаграждение с ванильным сигналом запаха, и те, которые не содержат награды с мятным запахом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Эта задача состоит из усиленных учебных испытаний и непринудительных тестовых испытаний. Во время непринудительных тестовых испытаний мышам не доступны награды (см. шаг 1.4.3 ниже), а неоднозначный сигнал запаха как для мятных, так и для ванильных мышей DS+ представляет собой одну и ту же смесь 1: 1 мяты и ванили.
    4. Псевдослучайно назначают клетки к группам левой или правой душистой руки (уравновешивая группы запаха DS+) следующим образом.
    5. Слева: для этих мышей во время настройки арены для обучения и тестирования (см. шаг 1.4 ниже) отметьте левую руку соответствующим сигналом DS+ или DS- запаха и убедитесь, что правая рука всегда без запаха (помечена только дистиллированной водой).
    6. Справа: для этих мышей во время настройки арены для обучения и тестирования (см. шаг 1.4 ниже) отметьте правую руку соответствующим сигналом запаха DS+ или DS и убедитесь, что левая рука всегда без запаха (помечена только дистиллированной водой).
    7. Случайным образом назначьте каждому животному «слепой код» следующим образом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Ослепление позволяет исследователю, работающему с мышами и оценивающему их поведение, оставаться в неведении об идентификаторе животного или лечении, избегая нежелательной субъективной предвзятости. Это обязательный шаг для соблюдения руководящих принципов ARRIVE (Исследования на животных: отчетность об экспериментах In vivo ) и других справочных документов20.
    8. Добавьте столбец для слепого кода в электронную таблицу, содержащую идентификатор каждого животного и соответствующее лечение, которому они были назначены.
    9. Случайным образом присваивайте каждому животному уникальный код (например, комбинацию букв и цифр «А2»), который не связан с номером клетки или обработкой.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Вся рандомизация должна проводиться с использованием генератора случайных чисел (например, Random.org). На этом этапе рандомизации уравновесьтесь между лечением, штаммом и т. Д., Где это применимо. Сделайте это научный сотрудник, который останется «неослепым» к лечению на протяжении всех экспериментов. Этот человек не должен собирать данные во время тестирования, чтобы избежать предвзятых оценок.
    10. Во время всего сбора данных предоставьте «слепому» исследователю, который имеет задержку в реальном времени и видео, чтобы копать и копать продолжительность только слепого кода животного, чтобы держать исследователя слепым к лечению.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Электронные таблицы, используемые во время сбора данных, будут включать только слепой код животного и соответствующую задержку для копания и копания для каждого испытания. В конце экспериментов соответствующая информация об идентификации животных и лечении может быть добавлена в электронную таблицу, тем самым «разоблачая» исследователей для анализа данных.
  2. Подготовка материала.
    1. Ценные пищевые награды: разбейте сушеные подслащенные банановые чипсы примерно на кусочки размером 0,5 см х 0,5 см вручную.
    2. Недорогие пищевые награды: с помощью разделочной доски и ножа нарежьте чау-чау грызунов (из обычного рациона животных) примерно на 0,125 см3 штуки.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Пилотные тесты для определения вознаграждений с высокой и низкой стоимостью должны быть проведены до начала выполнения задачи.
    3. Мятные и ванильные эссенции: используя шприц или микропипетку объемом 1 мл, добавьте экстракт мяты и ванили в меченые тюбики центрифуги. Разбавить экстракты 1:4 дистиллированной водой и перемешать, перевернув несколько раз. Делайте их ежедневно и переворачивайте несколько раз перед использованием, чтобы убедиться, что смеси свежие и последовательные.
    4. Смесь с неоднозначным запахом: после того, как мятные и ванильные эссенции были разбавлены, добавьте равные объемы в центрифужную трубку (создав смесь разбавленных эссенций 1:1). Сделайте их в день тестирования реакции на смесь со смешанным запахом и несколько раз переверните перед использованием, чтобы убедиться, что смесь свежая и однородная.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Для обеспечения полезности неоднозначных зондов настоятельно рекомендуется проводить экспериментальные испытания для выявления соответствующих разбавленных и промежуточных смесей запахов, поскольку интенсивность может варьироваться в зависимости от производителя, партий и т.д. Если предлагается несколько неоднозначных сигналов, случайным образом назначьте мышам почти положительные, средние, почти отрицательные тестовые сигналы. Более подробную информацию см. в разделе Обсуждение.
    5. Ватные диски: разрежьте каждый круглый ватный диск на шесть равных частей (что позволит им поместиться в тканевых кассетах, используемых в качестве диспенсеров для ароматов).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Количество высоко- и низкоценных пищевых вознаграждений, ватных дисков и объемов запаховых смесей будет зависеть от количества тестируемых субъектов. Пожалуйста, обратитесь к Таблице 1 для количества испытаний на одного субъекта на каждом этапе и в Таблице 2 для материалов, необходимых для каждого типа испытаний.
    6. Определите экспериментальную зону: Проведите обучение и тестирование на скамейке в комнате колонии или в другом месте. Проводите все испытания под красным светом во время темной фазы, когда мыши активны.
  3. Предварительная подготовка (за 1 неделю до экспериментов) к копанию в домашней клетке.
    1. Для каждой тестируемой клетки налейте небольшое количество подстилки из кукурузного початка в два горшка для копания (достаточно, чтобы покрыть дно горшка), чтобы помочь угощениям оставаться в центре горшка при захоронении.
    2. В одном горшке поместите кусочки высокоценного вознаграждения поверх слоя кукурузного початка, чтобы каждая мышь в клетке могла иметь один кусок (например, три кусочка банановых чипсов для клетки из трех мышей). В другом горшке поместите кусочки низкоценного вознаграждения поверх слоя кукурузного початка, чтобы каждая мышь в клетке могла иметь один кусок (например, три куска чау для клетки из трех мышей).
    3. Медленно вылейте кукурузную подстилку на угощения в каждом горшке, накрыв их и наполнив горшки на высоту 3 см.
    4. Одновременно поместите один высокоценный и один малоценный горшок в каждую клетку на 10 минут. Через 10 мин снимите кастрюли со всех клеток.
    5. Выбросьте любой кукурузный початок и лакомства, оставшиеся в кастрюле. Тщательно протрите все горшки 70% этанолом, чтобы запахи животных и клеток не повлияли на будущие испытания.
    6. Повторяйте шаги 1.3.1-1.3.5 один раз в день в течение 5 дней подряд.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Цель этого этапа состоит в том, чтобы дать всем товарищам по клетке возможность выкопать и съесть лакомство до начала формального обучения. Это также облегчает привыкание к пищевым вознаграждениям.
  4. Арена создана для тренировок и тестирования.
    1. Разместите арену на верстаке под красным светом. Тщательно протрите все компоненты арены, котлы и ароматические диспенсеры 70% этанолом, чтобы удалить пыль и любые запахи из предыдущих испытаний.
    2. Подготовьте котлы для копания следующим образом.
    3. Поместите соответствующие пищевые награды в «недоступное отделение» (см. рисунок 1).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Награды, включенные в этот раздел, зависят от того, какие лакомства (если таковые имеются) похоронены в данном испытании (см. Таблицу 2). Таким образом, каждый горшок всегда будет содержать один кусок бананового чипса и один кусок чау в двух отделениях.
      1. Горшки с запахом DS+: во время усиленных испытаний поместите один кусок чау в недоступное отделение и закопайте один кусок бананового чипса в доступную область горшка.
      2. DS- горшки с запахом: во время усиленных испытаний поместите один кусок чау и один кусок бананового чипса в недоступное отделение. В доступной зоне горшка не будет доступно никаких вознаграждений за еду.
      3. Горшки без запаха: во время усиленных испытаний поместите один кусок бананового чипса в недоступное отсек и закопайте один кусок чау в доступной области горшка.
      4. Во время всех неармированных тестовых испытаний (положительных, отрицательных и неоднозначных) поместите один кусок чау и один кусок бананового чипса в недоступное отделение. В доступной зоне горшка не будет доступно никаких вознаграждений за еду.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг направлен на то, чтобы запах погребенных лакомств не показал, какой горшок вознаграждается. Таким образом, барьер между двумя отсеками перфорирован для облегчения передачи запаха.
    4. Налейте небольшое количество подстилки из кукурузного початка в каждый горшок, чтобы при захоронении было сосредоточено вознаграждение за еду. Поместите один кусочек соответствующего пищевого вознаграждения (см. таблицу 2) поверх слоя кукурузного початка и медленно вылейте кукурузную подстилку поверх лакомств, покрыв их и заполнив горшки высотой до 3 см.
    5. Используя шприц или микропипетку объемом 1 мл, наберите 0,1 мл соответствующей смеси запаха (т.е. мяты, ванили или неоднозначных смесей) или дистиллированной воды (см. Таблицу 2) и вводят ее непосредственно поверх кукурузного початка круговыми движениями.
    6. Подготовьте ароматические диспенсеры.
      1. Поместите один кусок ватного диска в основание тканевой кассеты. Используя шприц или микропипетку объемом 1 мл, наберите 0,1 мл соответствующей смеси запаха (т.е. мяты, ванили или неоднозначных смесей) или дистиллированной воды (см. Таблицу 2) и вводят ее на кусок хлопка. Накройте тканевую кассету крышкой, чтобы закрыть ароматизированный хлопок, создав ароматический диспенсер.
    7. Поместите горшки для копания на концах рук и ароматические диспенсеры в начале каждой руки. Вставьте съемную «дверь» непосредственно перед кассетными прорезями, чтобы заблокировать вход в манипуляторы арены и создать стартовый отсек (см. рисунок 1).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Горшки для копания, ароматические диспенсеры и шприцы должны быть четко маркированы и использоваться только для одного аромата во время экспериментов, чтобы избежать непреднамеренного смешивания сигналов запаха (т. Е. Использовать другой набор материалов для мяты, ванили, неароматизированных и неоднозначных смесей повсюду).

2. Обучение копанию: 5 дней, два положительных испытания в день (таблица 2)

  1. Быстрые мыши за 1 ч до тренировки в своей домашней клетке путем извлечения пищи из бункера.
  2. Настройте арену для усиленного положительного испытания, следуя инструкциям по настройке арены выше (шаг 1.4).
  3. На 1-й день обучения копанию поместите награды за еду поверх 3-сантиметровой подстилки из кукурузного початка, а не закапывайте их.
  4. Постепенно закапывайте награды глубже под кукурузным початком в течение следующих 4 дней, пока они не будут расположены на дне 3-сантиметровой подстилки к 5-му дню (т.е. День 1: поверх кукурузного початка, День 2: похоронен очень тонким слоем кукурузного початка, День 3: похоронен на полпути к дну горшка, День 4: похоронено три четверти пути к дну горшка, а день 5: похоронен на дне горшка).
  5. Переместите мышей из их домашней клетки в пустую транспортную клетку. Поместите карточку с слепым кодом животного поверх транспортной клетки, чтобы исследователь, проводящий эксперименты, оставался слепым к идентификации животных и лечению. Перенесите мышей в экспериментальную зону.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Шаги 2.1 и 2.5 должны быть выполнены научным сотрудником, знакомым с мышами. Последующие шаги во время испытаний будут проводиться исследователем, слепым к идентификации животных (и лечению, если это применимо). Всегда обращайтесь с мышами, используя обработку чашки (открытая рука) или туннельную обработку (с бумажным стаканчиком или пластиковым туннелем), чтобы избежать отвратительных эффектов традиционной обработки хвоста21.
  6. Перемещайте мышей из транспортной клетки в стартовый отсек арены. Снимите стартовую «дверь», сразу же опустите крышку из плексигласа над ареной и запустите 5-минутный пробный таймер.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если тестируются несколько мышей из одной клетки, это должно быть сделано одновременно. Однако количество животных, испытываемых одновременно, будет зависеть от числа слепых наблюдателей; В идеале исследователь будет наблюдать и обращаться с одним животным за раз, но одна особь может наблюдать и обращаться с двумя животными одновременно, если это необходимо.
  7. Задержка в реальном времени для копания и задержка, чтобы съесть награду в обеих руках.
    1. Запишите задержку для копания как время, в которое наблюдается первое возникновение копания. Копание описывается как мышь, активно толкающая или манипулирующая подстилкой кукурузного початка с помощью передних лап и / или морды.
    2. Запишите задержку при приеме пищи как время, в которое наблюдается первое появление еды. Еда описывается как мышь, потребляющая награду, держа ее в передних лапах и сидя на привидениях.
  8. Когда испытание закончится, поднимите крышку из плексигласа и переместите мышь обратно в транспортную клетку.
  9. Выбросьте все подстилки из кукурузного початка и лакомства, оставленные в горшках. Откройте тканевые кассеты и выбросьте кусочки хлопка. Протрите все компоненты арены и котлов и тщательно ароматизируйте диспенсеры 70% этанолом.
  10. Настройте арену для второго положительного испытания (шаг 1.4). Повторите шаги 2.6-2.9 для подтверждения положительного результата испытания.
  11. Верните транспортную клетку ассистенту-исследователю, чтобы мышей можно было поместить обратно в их домашнюю клетку.
  12. Повторяйте шаги 2.1-2.11 в течение 5 дней подряд.

3. Тренинг по вопросам дискриминации: 10 дней, четыре судебных разбирательства в день

  1. Настройте арену для положительного или отрицательного испытания (см. таблицу 2), следуя инструкциям на шаге 1.4.
  2. Проводить два положительных и два отрицательных испытания в день в соответствии с порядком, указанным в таблице 2 (т.е. чередование положительных и отрицательных испытаний в дни 1-5 и псевдослучайный порядок в дни 6-10).
  3. Следуйте инструкциям в шаге 2.1 в начале каждого тренировочного дня, а затем следуйте шагам 2.5-2.10. Повторяйте до тех пор, пока мыши не пройдут четыре испытания в общей сложности.
  4. Верните транспортную клетку ассистенту-исследователю, чтобы мышей можно было поместить обратно в их домашнюю клетку.
  5. Повторяйте шаги 3,1-3,4 раза в день в течение 10 дней в общей сложности (т.е. две последовательные 5-дневные рабочие недели, разделенные 2-дневными выходными).

4. Тестирование

ПРИМЕЧАНИЕ: Продолжительность тестирования составляет 3-5 дней (в зависимости от времени, затрачиваемого на каждую мышь для соответствия критериям обучения), пять испытаний в день для сессий, в которых проводятся положительные и отрицательные тестовые испытания, и три испытания в день, когда проводится неоднозначный тест.

  1. Быстрые мыши в течение 1 ч перед тренировкой/тестированием в своей домашней клетке путем извлечения пищи из бункера.
  2. Выполните одно положительное испытание и одно отрицательное испытание в рандомизированном порядке (см. Таблицу 1), следуя инструкциям по настройке арены на этапе 1.4 и усиленным инструкциям по испытанию на этапах 2.5-2.10.
  3. Выполните одно записанное видео непринудительное тестовое испытание.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Неармированные испытания идентичны усиленным испытаниям, за исключением места, в котором размещаются награды. Поэтому в непринудительном испытании одна часть каждой высоко- и низкоценной награды помещается в недоступное отделение как для душистых, так и для неанализированных горшков.
    1. Проводите одно положительное или отрицательное тестовое испытание для каждой мыши ежедневно до тех пор, пока не будут выполнены критерии обучения (максимум 4 дня; критерии обучения описаны в шаге 4.7.3). Убедитесь, что положительные и отрицательные тесты проводятся в чередующемся порядке в течение нескольких дней (например, День 1: положительный тест, День 2: отрицательный тест, День 3: положительный тест и т. Д.).
    2. Следуйте инструкциям по настройке арены в шаге 1.4.
    3. Перемещайте мышей из транспортной клетки в стартовый отсек арены. Установите видеокамеру на штатив так, чтобы оба горшка на концах рук были в поле зрения, и начните запись. Убедитесь, что карточка кия со слепым кодом животного и тип испытания (положительный тест или отрицательный тест) записан в видео (для справки во время оценки видео).
    4. Снимите стартовую «дверь», сразу же опустите крышку из плексигласа над ареной и запустите 2-минутный пробный таймер.
    5. Когда испытание закончится, прекратите запись, переместите камеру в сторону, поднимите крышку из плексигласа, переместите мышь обратно в транспортную клетку.
    6. Выбросьте все подстилки из кукурузного початка и лакомства, оставленные в горшках. Откройте тканевые кассеты и выбросьте кусочки хлопка. Тщательно протрите все компоненты арены, котлы для копания и ароматические диспенсеры 70% этанолом.
  4. Выполните одно положительное испытание и одно отрицательное испытание в рандомизированном порядке (см. Таблицу 1), следуя инструкциям по настройке арены на этапе 1.4 и усиленным инструкциям по испытанию на этапах 2.5-2.10.
  5. Верните транспортную клетку ассистенту-исследователю, чтобы мышей можно было поместить обратно в их домашнюю клетку.
  6. После того, как все мыши завершили свои пять ежедневных испытаний, перенесите видео с карты памяти камеры на компьютер для оценки видео.
  7. Оцените положительные и отрицательные тестовые видеоролики в день тестирования, чтобы оценить, соответствовали ли мыши критериям обучения. Обеспечьте оценку видео в тот же день, так как животные, отвечающие критериям обучения, пройдут неоднозначные тесты на следующий день.
    1. Используя программное обеспечение для записи событий или секундомер, попросите исследователя, который слеп к лечению, записать латентность каждой мыши для копания и копания продолжительности в каждом горшке в течение первой минуты положительных и отрицательных тестовых испытаний.
    2. Запишите задержку для копания как время, в которое наблюдается первое возникновение копания. Копание описывается как мышь, активно толкающая или манипулирующая подстилкой кукурузного початка с помощью передних лап и / или морды. Запишите продолжительность копания как общее время, которое мышь тратит на копание.
    3. Сравните продолжительность копания в душистой руке между положительными (DS+) и отрицательными (DS-) испытаниями для каждой мыши, чтобы определить, могут ли животные различать задачу. Рассмотрим критерий обучения, который должен быть выполнен, если продолжительность копания в ароматизированной руке DS+ по крайней мере вдвое больше, чем для DS-ароматизированной руки в течение первой минуты тестирования (с минимальной продолжительностью копания DS+ 3 с).
  8. Повторяйте шаги 4.1-4.7 ежедневно, пока мыши не будут соответствовать критерию обучения.
    1. Исключить лиц, которые не соответствовали критерию к 4-му дню, из неоднозначных испытаний (и, следовательно, оценки предвзятости суждения).
  9. Для мышей, которые соответствовали критериям обучения, протестируйте ответы на смесь неоднозначного запаха.
    1. Быстрые мыши в течение 1 ч перед тренировкой/тестированием в своей домашней клетке путем извлечения пищи из бункера.
    2. Выполните одно положительное и одно отрицательное усиленное исследование в рандомизированном порядке, следуя инструкциям по настройке арены на шагах 1.4 и усиленным инструкциям по испытанию на шагах 2.5-2.10.
    3. Выполните одно видеозапись неармированного испытательного испытания, как описано на этапе 4.3, с использованием смеси неоднозначного запаха (см. таблицу 2).
  10. Оценка Неоднозначные судебные видеоролики для оценки предвзятости суждений.
    1. Используя программное обеспечение для записи событий или секундомер, попросите исследователя, который не знаком с идентификацией животных и лечением, записать задержку каждой мыши для копания (см. шаг 4.7.2) в каждом горшке в течение первых 1 мин и 2 мин тестовых испытаний.

5. Анализ данных

ПРИМЕЧАНИЕ: Точный анализ будет зависеть от деталей экспериментального проекта. Общий обзор изложен здесь, но исследователям настоятельно рекомендуется ссылаться на Gygax22 при планировании анализа для экспериментов на животных JB и на Gaskill и Garner23 при выборе размера выборки (поскольку требуемые анализы часто слишком сложны для априорного анализа мощности ).

  1. «Разблокируйте» исследователя, добавив соответствующую идентификацию животного и информацию о лечении (например, обогащенное или обычное жилье; лекарство или плацебо и т. Д.) Для каждого слепого кода в электронную таблицу. Убедитесь, что полученная электронная таблица содержит три строки для каждого животного, которое соответствовало критериям обучения (т. Е. Для положительных, отрицательных и неоднозначных тестовых испытаний), указывающих на задержки для копания в душистой руке.
  2. Запустите обобщенную линейную смешанную модель с повторными измерениями, используя предпочтительное статистическое программное обеспечение. Здесь переменной результата будет задержка для копания. Убедитесь, что модель включает в себя Лечение (или непрерывную переменную интереса), Тип испытания и Взаимодействие Лечение x Тип Испытания в качестве фиксированных эффектов. Включите идентификатор мыши (вложенный в обработку) в качестве случайного эффекта. Дополнительные условия, включенные в модель, будут зависеть от применяемого экспериментального проекта.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если мыши находятся в группе (как это уместно для этого социального вида24) и тестируются партнеры по клетке, то клетка, вложенная в обработку (если таковая имеется), должна быть включена в модель в качестве случайного эффекта (и идентификатор мыши впоследствии должен быть вложен в клетку).
  3. Построение наименьшего квадратного средства задержки в каждом типе испытания, чтобы подтвердить, что представленный неоднозначный сигнал был интерпретирован как промежуточный (т. Е. Оценка латентности наименьшего квадрата для неоднозначного испытания должна находиться в средней точке между положительными и отрицательными задержками). Оценивайте мышь JB только в том случае, если это требование выполнено.
  4. Оцените простой эффект лечения (или непрерывной переменной, представляющей интерес) на латентность, чтобы покопаться в неоднозначном испытании, исследуя взаимодействие Treatment x Trial Type, чтобы определить, демонстрируют ли мыши JB с модуляцией аффекта.

Figure 1
Рисунок 1: Схема экспериментального аппарата. Аппарат JB включает в себя прямоугольную арену с двумя руками. Каждая рука содержит ароматический дозатор, расположенный в начале, и котел для копания, расположенный в конце. Перепечатано из Resasco et al.19 с разрешения Elsevier. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Фаза: Экспериментальное проектирование
Все Награда за высокую ценность Банановый чипс
Награда за низкую стоимость Чау-чау грызунов
ДС+ Мята или ваниль (уравновешенная)
ДС- Мята или ваниль (уравновешенная)
Обучение копанию Расписание тренировок по копанию 5 дней: 2 Pos пробных /день
Пробная продолжительность копания 5 мин
Обучение по вопросам дискриминации Расписание обучения по вопросам дискриминации 10 дней: 4 пробных/день
Пробный приказ о копании Дни 1-5: 4 пробных/день
Пробная версия 1: Pos
Пробная версия 2: Нег
Пробная версия 3: Pos
Пробная версия 4: Neg
Дни 6-10: 4 пробных/день*
Продолжительность судебного разбирательства по делу о дискриминации 5 мин
Тестирование Расписание тестирования 3-5 дней (в зависимости от времени для соответствия критериям обучения)
5 пробных/день
Порядок фаз тестирования Испытания 1 и 2: Pos или Neg**
Пробная версия 3: тестовая пробная версия
Испытания 4 и 5: Pos или Neg**
Продолжительность тестовой пробной версии 2 мин
* Испытания были псевдослучайными, поэтому у мышей всегда было два испытания Pos и два Neg в день.
** Испытания были псевдослучайными, поэтому у мышей всегда было одно испытание Pos и одно испытание Neg до и после тестового испытания.

Таблица 1: Резюме экспериментального проекта и график обучения и испытаний. Количество и порядок испытаний в день для этапов обучения копанию, обучения дискриминации и тестирования в дополнение к деталям экспериментального проектирования. Перепечатано из Resasco et al.19 с разрешения Elsevier.

Сведения о пробной версии
Фаза Тип пробной версии Ароматизированная рука Рука без запаха
Запах Кий Похороненная награда Недоступная награда Запах Кий Похороненная награда Недоступная награда
Обучение копанию и дискриминации Pos Тренинг ДС+ Банан Еда Вода Еда Банан
Тренировка Нег ДС- Без награды Банан + чау Вода Еда Банан
Тестирование Pos Тест ДС+ Без награды Банан + чау Вода Без награды Банан + чау
Тест Нег ДС- Без награды Банан + чау Вода Без награды Банан + чау
Неоднозначный тест Мята/
ванильная смесь		 Без награды Банан + чау Вода Без награды Банан + чау
Критерий обучения Мыши должны копать в горшке DS+ в два раза дольше (тест Pos), чем в DS-pot (тест Neg), и копать не менее 3 с.

Таблица 2. Краткое изложение деталей судебного разбирательства. Сигналы запаха и награды, представленные в каждом типе испытаний на этапах обучения копанию, обучения дискриминации и тестирования. DS(+): положительный дискриминативный стимул, DS(-): отрицательный дискриминативный стимул, Pos: положительный, Отрицательный: отрицательный. Перепечатано из Resasco et al.19 с разрешения Elsevier. Расширенную таблицу см. в дополнительной таблице S2 в оригинальной статье.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Результаты, представленные здесь, отражают соответствующие результаты эксперимента 1 Resasco et al.19. Субъектами этого эксперимента были 18 самок C57BL/6NCrl («C57») и 18 мышей Balb/cAnNCrl («Balb»). Животные прибыли на объект в возрасте 3-4 недель и были случайным образом распределены на экологически обогащенные или обычные методы лечения жилья (EH или CH, соответственно) в смешанных квартетах штаммов25. Каждая клетка содержала один C57 и один Бальб, в дополнение к двум мышам DBA/2NCrl, которые использовались в другом эксперименте. Здесь использование самок мышей позволило обеспечить групповое содержание этого социального вида с обогащением окружающей среды, избегая при этом повышенной агрессии и охраны ресурсов, которые могут возникнуть у самцов мышей26 (хотя обратите внимание, что задача также была применена у необогащенных самцов обнаженных мышей19). Мышей CH содержали в прозрачных полиэтиленовых клетках с открытым верхом (27 Л х 16 Вт х 12Н см; n = 9) с подстилкой из кукурузных початков, двумя типами гнездового материала (сморщенные бумажные полоски и хлопковые гнезда; Рисунок 2А) и бумажный стаканчик «укрытие». Клетки EH были непрозрачными пластиковыми размерами 60 Л х 60 Вт х 30 Всм3 с одним красным окном из плексигласа для наблюдений (n = 9; Рисунок 2В,С). Эти условия, как известно, улучшают благосостояние: содержат различные обогащения (как описано ранее Nip et al.27), которые мыши мотивированы на доступк 28, и которые уменьшают поведение, свидетельствующее о плохом благосостоянии (например, стереотипное поведение, агрессия и депрессивное бездействие 27,28,29 ). Каждая клетка EH также включала прикрепленную «пристройку» клетку (идентичную клеткам CH, но содержащую только постельное белье), к которой мыши могли свободно получить доступ через туннель (рисунок 2C). Клетки приложения позволяли легко ловить и обращаться с EH мышей, обученных входить в эту привязанность для пищевых вознаграждений, когда чашка, полная сладкой овсяной каши, была встряхнута. Как только мышь входила в клетку приложения, туннель доступа мог быть заблокирован, и мыши могли быть легко удалены из клеток с помощью чашки или туннеля21. Таким образом, такой подход позволил избежать стрессовой «погони» через сложные обогащенные среды30. Пища и вода были доступны ad libitum, и комната колонии поддерживалась при 21 ± 1 ° C и относительной влажности 35%-55% на обратном световом цикле 12:12 ч (свет выключался в 06:00 и включался в 18:00). Мышей дифференцированно размещали в течение 5 недель до начала обучения копанию в аппарате (см. временную шкалу на рисунке 2D).

Мыши прошли обучение и тестирование в задаче JB, как описано в Протоколе выше. Задержка для копания в ароматизированной руке в течение первых и полных 2 минут положительных, отрицательных и неоднозначных тестовых испытаний использовалась для тестирования на воздействие на JB. Здесь данные анализировались с использованием обобщенных линейных смешанных моделей, применяя преобразования там, где это необходимо для удовлетворения допущений нормальности и однородности. См. Resasco et al.19 для подробного описания анализов (например, выбор модели). Вкратце, модели повторных измерений всегда включали Тип испытания, Корпус, Штамм, Пробный Тип x Корпус, DS+ Запах, Пробный Тип x Штамм, Пробный Тип x DS+ Запах, Пробный Тип x Корпус x DS+ Запах, Клетка (случайный эффект, вложенный в Корпус и DS+ Запах) и Идентификатор мыши (случайный эффект, вложенный в Клетку, Корпус, DS+ Запах и Штамм). Простые эффекты Housing на задержку были определены из Trial Type x Housing при вычислении наименьших квадратов Mean31. Обратите внимание, что двуххвостые p-значения сообщаются повсюду для демонстрации исследования эффектов лечения, но в первоначальной валидационной работе Resasco et al.19 использовались однохвостые p-значения, где это уместно32 , поскольку для проверки задачи требовался один конкретный ответ (см. Resasco et al.19 для обсуждения валидации).

Прежде чем предвзятость суждения может быть оценена в любой задаче на животных, крайне важно, чтобы были соблюдены два технических критерия: во-первых, животные должны успешно различать положительные и отрицательные сигналы (то есть соответствовать критериям обучения). Для животных, отвечающих этому критерию, необходимо продемонстрировать, что неоднозначный сигнал интерпретируется как промежуточный. Если ни один из них не выполняется, то нельзя делать выводы о предвзятости суждений и соответствующих аффективных состояниях. В этом эксперименте все, кроме четырех мышей C57, соответствовали критериям обучения, и одна C57 была удалена перед тестированием на парикмахерскую клетку (n = 31). Как в первые, так и в полные 2 мин тестирования пробный тип x DS+ запах был значительным (1 мин: F2,62 = 5,67, p = 0,006; 2 мин: F2,62 = 5,74 , p = 0,005), показывая, что мыши Mint DS+ неожиданно интерпретировали неоднозначные смеси запаха как положительные (как будто 100% мяты), в то время как мыши Vanilla DS+ обрабатывали те же неоднозначные смеси запаха как промежуточные (рисунок 3A, B). Этот вывод показал, что только мыши Vanilla DS+ соответствовали техническому требованию по обработке ароматической смеси как промежуточной между DS+ и DS-, и, таким образом, мыши Mint DS+ были исключены из последующих анализов JB.

Для мышей Vanilla DS+ простые эффекты жилья были рассчитаны из термина31 Trial Type x Housing. В этой группе Housing повлиял на задержки копания, при этом животные CH были медленнее, чем EH, чтобы копать в неоднозначных испытаниях, но не в положительных или отрицательных испытаниях. Это было верно через 1 мин (неоднозначно: t = 2,27, d.f. = 92,94, p = 0,014, коэнов d = 1,148; положительно: t = 0,22, d.f. = 92,94, p = 0,414, коэнов d = 0,110; отрицательно: t = 0,80, d.f. = 92,94, p = 0,214, коэнов d = 0,404; см. Рисунок 4A) и после полных 2 мин (неоднозначно: t = 2,14, d.f. = 91,89, p = 0,018, коэна d = 1,083; положительно: t = 0,39, d.f. = 91,89, p = 0,348, коэнов d = 0,198; отрицательный: t = 0,61, d.f. = 91,89, p = 0,273, коэновский d = 0,308; см. рисунок 4B), несмотря на то, что trial Type x Housing x DS+ Odor (1 мин: F3,65.37 = 0.36, p = 0.7835; 2 мин: F3,65.37 = 0.49, p = 0.688) и Trial Type x Housing (1 мин: F2,62 = 1.66, p = 0.198; 2 мин: F2,62 = 1.41, p = 0,252) не учитывал существенных изменений. Эти пессимистические интерпретации неоднозначных сигналов мышей CH отражают негативные предубеждения, свидетельствующие о негативном влиянии.

Figure 2
Рисунок 2: Обустройство помещений и график эксперимента. (A) Лабораторная клетка CH. (B) Вид сверху на EH. (C) Вид спереди EH с прикрепленной "пристройкой" клетки для облегчения ловли и обработки мыши. (D) Экспериментальный график и резюме положительных, отрицательных и неоднозначных учебных и тестовых испытаний. DS(+): положительный дискриминативный стимул, DS(-): отрицательный дискриминативный стимул, AMB: неоднозначная смесь (50% ванили-50% мяты), B: банановый чипс, C: диета грызунов («чау»), X: отсутствие пищевых вознаграждений. Перепечатано из Resasco et al.19 с разрешения Elsevier. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 3
Рисунок 3: Определение того, соответствуют ли мыши требованиям для оценки JB. Копание наименьшего квадратного значения задержки (±стандартная ошибка) во время положительных, отрицательных и неоднозначных тестовых испытаний. (A) 1 мин копания задержки у мышей, получающих мяту (M, n = 15) или ваниль (V, n = 16) в качестве положительного дискриминативного стимула (DS+) (данные Box Cox преобразованы). (B) 2-минутная задержка копания в одних и тех же субъектах (данные логарифмически преобразованы). В течение обоих периодов времени мыши Vanilla DS+ соответствовали техническому требованию интерпретации неоднозначных сигналов как промежуточных. Мыши Mint DS+ не смогли этого сделать (вместо этого интерпретируя неоднозначный сигнал как положительный) и, следовательно, были исключены из последующих анализов JB. Перепечатано из Resasco et al.19 с разрешения Elsevier. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Figure 4
Рисунок 4: Воздействие обработки жилья на Аффективно-модулированный JB. Копание наименьшего квадратного значения задержки (±стандартная ошибка) во время положительных, отрицательных и неоднозначных тестовых испытаний. (A) 1 мин задержки копания в мышах Vanilla DS+ из обычного (CH, n = 7) или обогащенного (EH, n = 9) корпуса (данные Box Cox преобразованы). (B) 2-минутная задержка копания в одних и тех же субъектах (данные логарифмически преобразованы). В течение обоих периодов времени животные CH продемонстрировали значительно более длительные задержки для копания во время неоднозначных испытаний, чем конспецифичные EH, что указывает на отрицательный JB. Перепечатано из Resasco et al.19 с разрешения Elsevier. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Протокол копания на основе запаха и результаты, описанные здесь, демонстрируют способность этой новой задачи JB обнаруживать изменения в аффективном состоянии мыши. Таким образом, эта задача представляет собой ценный инструмент для различных областей исследований. Подобно любой задаче JB, для оценки воздействия животных крайне важно, чтобы животные сначала научились различать сигналы (шаг 4.7.3) и чтобы неоднозначный стимул интерпретировался как промежуточный (шаг 5.3). Несмотря на простоту, выполнение этих требований может быть сложной задачей, особенно у лабораторных мышей, для которых более 15 прошлых попыток разработать и реализовать задачу JB мыши потерпели неудачу19. Здесь многочисленные компоненты сыграли важную роль в соответствии с этими техническими критериями и способствовали успеху и полезности задачи.

Во-первых, этологический дизайн задачи способствовал успешному обучению дискриминации, поскольку как дискриминирующие сигналы, так и требуемые ответы были биологически значимыми: мыши обладают впечатляющими обонятельными способностями, что делает их способными к быстрому обучению и значительным промежуткам памяти при наличии стимулов запаха33, и они, естественно, вынуждены выполнять копание для общего исследования, кормления и строительства нор24. 34. Кроме того, уравновешивание запахов DS+ выявило различия в способах, которыми мыши Vanilla DS+ и Mint DS+ интерпретировали неоднозначную смесь, подтверждая, что неоднозначный сигнал был интерпретирован как промежуточный для мышей Vanilla DS+, но не для мышей Mint DS+. Поэтому рекомендуется, чтобы только Vanilla использовался в качестве DS+ для любой будущей работы с использованием марок экстрактов и штаммов мышей, используемых здесь. Важно отметить, что, хотя уравновешивание дало успешные результаты в настоящем эксперименте, мы настоятельно призываем исследователей провести экспериментальные испытания для выявления соответствующих неоднозначных смесей при внесении изменений, поскольку уравновешивание иногда может добавить значительный шум к данным, увеличивая риск маскировки эффектов лечения35.

Даже когда эти основные критерии выполнены, JB не всегда легко обнаружить, возможно, из-за небольших размеров эффекта лечения, которые эти эксперименты обычно дают15. Таким образом, для обеспечения чувствительности к задачам используется уникальный дизайн Go/Go, поскольку этот подход, как было показано, более чувствителен к изменениям в аффекте животных, чем дизайн Go/No-Go у других видов15. Тем не менее, использование руки без запаха, содержащей низкоценное вознаграждение во всех испытаниях, отличает эту задачу от предыдущих неудачных попыток проверить задачу Go/Go JB для мышей 36,37,38. Здесь во время положительных испытаний мыши выбирают между высокоценным вознаграждением в руке DS+ и низкоценным вознаграждением в руке без запаха; а в отрицательных испытаниях они выбирают между отсутствием награды в DS-руке и низкоценной наградой в руке без запаха. Хотя это требует от мышей изучения более сложной задачи (т. Е. Различения сигналов, предсказывающих различные значения вознаграждения, а не просто присутствия или отсутствия вознаграждения), похоже, что наличие последовательного варианта, где всегда присутствовало низкоценное вознаграждение, возможно, сделало обучение и тестирование менее стрессовыми для мышей и улучшенным обучением (причем 86% мышей соответствуют критериям обучения). В то время как мыши часто считаются сложными для обучения или неспособными выучить сложные задачи18, результаты здесь показывают, что их способности не следует недооценивать, и что проектирование низкостных стрессовых, этологических задач может быть более эффективным подходом для обнаружения изменений в аффекте, чем более простые задачи или задачи с более жесткими последствиями (например, связанные с наказанием, таким как воздушные затяжки или белый свет, вместо того, чтобы просто вознаграждать отсутствие39, пункт 40,41).

Наконец, для дальнейшего снижения стрессоров, которые в противном случае могли бы помешать эффектам лечения и ввести нежелательную изменчивость, были внедрены гуманные методы обращения21. Здесь с мышами обращались только с помощью чашечных или туннельных методов на протяжении всей их жизни (в том числе в и из транспортных клеток и аппарата JB), чтобы избежать отвратительных эффектов традиционной обработки хвоста21. В дополнение к этому, животные EH были обучены добровольно входить в пристройку для обработки, тем самым избегая стрессового «преследования» в сложных условиях. В совокупности этот подход привел к обнаружению пессимистических предубеждений у мышей CH через более длительные задержки в ответ на неоднозначные сигналы. Будущие исследователи должны аналогичным образом рассмотреть вопрос о том, могут ли аспекты их лечения, представляющие интерес, жилищные или сельскохозяйственные практики маскировать эффекты лечения или вызывать эффекты пола (т. Е. Когда все животные проявляют выраженный пессимизм, сводя на нет способность задачи обнаруживать более тонкие различия в лечении), чтобы их можно было предотвратить или смягчить.

Сейчас необходимо дальнейшее тиражирование и уточнение этой многообещающей задачи. На сегодняшний день эта задача JB применяется только к животным, испытывающим долгосрочный негативный эффект низкого возбуждения (в результате ограничительного содержания или хронического заболевания19). Поэтому важно, чтобы будущая работа была направлена на проверку чувствительности этой задачи к острым стрессорам и высоковозбуждающим негативным аффективным состояниям. Кроме того, максимизация ценности этой задачи также будет включать в себя повторение исследований, изучающих надежность тестирования и повторного тестирования людей к одному и тому же или нескольким неоднозначным зондам. Повторное тестирование с помощью тех же зондов позволит исследователям проверить гипотезы относительно изменений в аффекте с течением времени, в то время как воздействие на испытуемых спектра неоднозначных сигналов (т.е. почти положительных, промежуточных и почти отрицательных) потенциально может позволить идентифицировать различные типы негативных состояний (особенно депрессивные и тревожные состояния)11,42 . Дополнительные эксперименты по валидации должны также изучать ценность более коротких протоколов, а также потенциальные различия между штаммами и полами (хотя оригинальная публикация действительно затрагивает эти вопросы, успешно используя более короткий протокол для оценки влияния у самцов мышей19). Действительно, эта задача потенциально может быть распространена на любых грызунов, внутренне мотивированных на создание нор 43,44 при условии внесения соответствующих изменений в размер и подтверждения валидации. Такая репликация и уточнения важны, поскольку на сегодняшний день для мышей не было разработано никаких других допустимых задач JB и поскольку задачи JB чувствительны как к валентности, так и к интенсивности аффективных состояний (как указано во введении), что большинство показателей аффекта животных не могут сделать (например, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая активность может быть изменена в ответ как на положительный, так и на отрицательный опыт7, пункт 45).

В целом, разработка JB-задачи мыши представляет собой перспективный новый инструмент и открывает двери для большого прогресса в оценке мышиного аффекта. Мыши являются наиболее широко используемыми позвоночными как в фундаментальных, так и в трансляционных исследованиях17, и эта задача дает возможность ответить на важные вопросы о благополучии этих десятков миллионов животных, используемых во всем мире, а также о связях между аффектом и заболеваниями или состояниями, которые они используют для моделирования. Хотя использование этой задачи не рекомендуется для повседневной оценки благосостояния, экспериментальное исследование жилищных и животноводческих практик может помочь выявить уточнения, способствующие благополучию мышей, и помочь в выявлении более тонких признаков страданий животных, которые можно наблюдать в клетке. Учитывая гуманный и потенциально обогащающий характер этой задачи, а также низкую экономическую стоимость реализации протокола, эта новая задача JB имеет большую полезность.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

У авторов нет конфликта интересов для раскрытия.

Acknowledgments

Авторы благодарны Мигелю Айяле, Линдси Китченхэм, доктору Мишель Эдвардс, Сильвии Лам и Стефани Дехардин за их вклад в работу по валидации Reseasco et al.19 , на которой основан этот протокол. Мы также хотели бы поблагодарить мышей и наших замечательных техников по уходу за животными, Микаэлу Рэндалл и Мишель Чеплак.

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

Поведение выпуск 181
Оценка предвзятости суждения мыши с помощью обонятельной задачи копания
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