レジデント·侵入者パラダイム:攻撃的、暴力と社会的ストレスのために標準化されたテスト

Behavior
 

Summary

このビデオでは、ラットにおける住民侵入者のパラダイムを示しています。このテストでは、半自然の設定で攻撃攻撃、防御的な行動や暴力を測定するための標準化された方法である。社会的ストレス実験のパラダイムを使用することも同様に説明する。

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Koolhaas, J. M., Coppens, C. M., de Boer, S. F., Buwalda, B., Meerlo, P., Timmermans, P. J. The Resident-intruder Paradigm: A Standardized Test for Aggression, Violence and Social Stress. J. Vis. Exp. (77), e4367, doi:10.3791/4367 (2013).

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Abstract

このビデオの公開は、詳細にラットの住民侵入パラダイムの実験プロトコルを説明しています。このテストでは、不快な侵略と半自然の中で守備の挙動を測定するための標準化された方法である。居住者や侵入者によって実行される最も重要な行動要素が芸術的図面を使用してビデオ、図示で実証されています。急性および慢性の社会的ストレスの実験のための常駐侵入パラダイムの使用は、同様に説明されています。最後に、いくつかの簡単なテストや基準は、そのより暴力的および病理学的フォームから侵略を区別するために提示される。

Introduction

攻撃的な行動は、事実上すべての動物種の自然な行動のレパートリーに属します。ビューの生物学的な観点から、積極的な行動は、社会環境のアクティブ制御を目的とした社会的コミュニケーションの高機能形と考えることができる。それは、相手との密接な相互作用で行われる種典型的な行動の集合によって特徴付けられる。あからさまな侵略と物理的衝突は犠牲者のためではなくだけでなく、侵略者のためだけでなく、潜在的に有害である。したがって、動物界全体で、機構は、その潜在的に有害な影響を防止するために物理的攻撃を最小限に抑え、コントロールするために開発されてきた。そのようなメカニズムは、例えば、頻繁に予測する挙動を脅かすことにより、物理的な攻撃を防止することができる。コントロールで攻撃を維持する他のメカニズムはタブー、儀礼、提出、和解と融和しています。これは、攻撃侵略に対して特に成立攻撃的な行動の形式はコンサマトリー積極的な攻撃刺され用の非脆弱なターゲットとして背中と首に到達しようとする前に、犯罪者のイニシアチブと入門、しばしば脅迫、行動のディスプレイの範囲によって特徴付けられる。このような高度に適応制御機構にもかかわらず、例はこのようにコンテキストの制御と外外で攻勢侵略有害な形として定義することができます暴力、変身機能侵略の存在、それはもはや攻撃的行動の病理形態です抑制制御メカニズムとその社会的コミュニケーション8で通常攻撃的な行動への添加剤、機能価値を持っていないの対象。暴力は、このように通常の適応不快から量的にも質的に異なっている。これは、このような喉など脆弱なボディパーツをターゲットに刺さ攻撃を含むことができ、腹や足は限界5、13、20、24から正常になります。

守備の侵略Isが攻撃的な行動の形は、他の個々の攻撃に応答して実行。それは、その行動の発現と抑制コントロール5の面で犯罪とは明確に異なっている。防衛的な行動の極端な形態は暴力的な特性を持つことができることに注意してください。

ずっと前臨床侵略研究のは、同種侵入者が直面している領土男性常駐ラットやマウスで行われる。このいわゆる住民侵入パラダイムは、攻撃侵略と半自然の実験室の設定で実験用げっ歯類での守備の挙動の両方の自発的かつ自然な表現を可能にします。周波数、継続時間、待ち時間、これらの対立の間の戦闘ですべての観測された行動の行為と姿勢の時系列パターンを記録することによって、攻撃の詳細な定量的な絵(エソグラム)(常駐)と守備(侵入者)攻撃性が得られる。さまざまなbehaviの広範な説明についてORSは、3、12、18を参照してください。パラダイムは十分な居住空間が与えられたときに成人男性のラットが領土を確立するという事実に基づいている。属地が強く女性および/ ​​または性的な経験1の存在下で強化されています。属地の結果として、居住者はそのホームケージに侵入不慣れな男性を攻撃する。したがって、攻撃的な攻撃を実験動物として常駐を使用することによって研究することができる。侵略の暴力的な性質を決定するために、一方は犯罪がそのような女性や男性の麻酔や小説環境など侵入者の様々なタイプを使用してコンテキストと抑制のコントロール外にあるかどうかを評価することができます。攻撃的行動のレパートリーの詳細な定量分析は、観察された攻撃は、コントロール外にあるどの程度明らかにする必要があります。

住民侵入パラダイムで侵入者が居住者によって攻撃の攻撃に反応して守備の動作が表示されます。パラダイムThereforeはまた、1つは、実験動物として侵入者を使用することによって守備の行動と社会的ストレスを勉強することができます。慢性的な社会的ストレスの形態が繰り返し侵入されている実験動物を使用して作成され、又は居住者のケージ(地域)内に収容することにより、ワイヤメッシュスクリーン4によって分離することができる。

ストレスパラダイムのいずれかの種類と同様に、居住者·侵入者パラダイムは、倫理的な問題から自由ではない。したがって、我々は倫理的配慮の数を提示したい。攻撃的、暴力や社会的ストレスは、私たち人間社会の深刻な問題となっている。世界保健機関(WHO)の報告書は、対人暴力だけでなく、それはまた、攻撃19の生き残った被害者に深刻な健康問題の主な原因である世界的な死亡の主要な源であることを示している。したがって、それらの基礎となる原因メカニズムと変調の要因の観点から、これらの動作を理解する必要がある。動物モデルは、元を得るために不可欠である生理的要因と環境要因の因果性質perimentalサポート。ビューの生物学的な観点から、侵略は領土、社会的支配と資源の防衛の確立を目的とした社会的行動の自然、生物学的に機能的な形です。住民侵入パラダイムは、侵略者と被害者の両方の制御された研究のために可能にする実験の設定に行動のこの自然な形をもたらします。倫理的な懸念の問題は、このパラダイムにさらされた場合、動物の福祉が侵害されたどの程度に質問です。いくつかの研究では、不快な積極的な行動に従事するとの戦いに勝利すると、非常にやりがいのある、および/ ​​または11を補強することを示している。その観点から、居住者には苦しみがありません。しかし、積極的な相互作用が同様に相手を必要とします。防衛的な行動や提出は優位に対処するために自然なレパートリーに属します。敗北と征服は、適応行動やphysiologをトリガiCalの応答は、社会集団における下位位置を採用することを目的。その観点からは、敗戦時の初期応答は必ずしも15を受けていない、よく適応し動物につながる。敗戦後の支配と社会的孤立への唯一の反復暴露は、動物の適応能力を超えた状態につながる可能性があります。これは、高い生態学的妥当性17と病理学的ストレスのための動物モデルとしてパラダイムに適しています。社会的な敗北のストレスは主に心理社会的な性質のものであるが、身体的危害や傷害が発生する可能性があります。通常の(非暴力的な)社会的相互作用では、この物理的な害は限られています。かむは相手の背中と脇腹を中心に発生し、厚いと厳しい皮膚5、6体の面積。かむは切歯の小さな痕跡を残し、肌のニップ簡潔な事実にある。皮膚損傷のこのタイプは、任意の獣医ケアを必要としない。しかし、生物学的に機能的な積極的シオンは、コンテキストの制御と外外である侵略の病理学的、暴力的なフォームに変更されることがあります。このような状況では、脆弱なボディ領域(腹、喉や足)で具体的に与え、より深刻な傷が14を発生することがあります。臨床的に関連するためには、暴力的な攻撃的な行動のための実験モデルシステムが有効である必要があり、この開発、すなわち危害や怪我、攻撃のこの種の研究の中心的な倫理的なジレンマをもたらす。二つ相殺の原則は、この研究を支配する:行動が潜在的に有害と有害、まだ、同時に、すべての倫理的な研究指針を傷つけたり、怪我をするリスクの軽減と回避を重視しているときに顔妥当性が達成される。各調査の質問とプロトコルが危害や怪我は公衆衛生システムの懸念に変換することができ、科学的に有効な情報を生成するために必要であるか、または許容さいくら調査する必要があります。暴力の研究はexperの主な目的である場合iment、それは細心の注意を払っても創傷ケアまたは安楽死の点で被害者の取るべきことは自明である。脆弱なボディ領域における深刻な負傷の存在は、侵入者の人道的なエンドポイントである必要があります。居住者が脆弱な体の部分に深刻なかまの傷を引き起こす暴力の兆候を示していたときに社会的ストレスは、実験の主な目的である場合には、相互作用を停止する必要があります。結局、ストレスパラダイムの心理社会的性質は、重大な人身事故のストレスと混合されるべきではない。住民は暴力のこれらの兆候を示した場合、それらは実験から除外する必要があります。

Protocol

1。実験の設定

  1. 約半分平方メートルの床面積を各居住者のためのケージを使用してください。不快な侵略は、その完全な表現のために十分なスペースを必要とする行動の活性の高い形です。ケージは墨塗り材料で作られるべきである。
  2. 属地の発展を促進する実験の開始前に少なくとも1週間のために女性の家は、各居住者。同時に、これは社会的な動物のためにストレスになることが知られており、減少の福祉と社会的行動の異常な形につながる可能性があり社会的孤立を防ぐことができます。
  3. 卵管の結紮により滅菌されているコンパニオンの女性を使用してください。このように、女性はホルモン無傷のままで、妊娠や母体の侵略を開発せずに定期的に受容されます。

2。手順

  1. ハウス居住者の男性と、常駐で一緒にコンパニオン女性試験の前に少なくとも1週間のためにケージ。
  2. 属地が強く嗅覚手がかりの有無に基づいているので、その最初の一週間以降の試験の前に中にケージの寝具をきれいにしないでください。これらの手がかりは、独自の領土を確立する居住者のために、それは、常駐のホームケージであることを知っている侵入者の両方に重要です。 、手続きを取って、一般的な動物のケアからこの偏差が当局から特別な許可を必要とするかもしれないことに注意してください。
  3. テストの前に住宅ケージ一時間からコンパニオン女性を取り外します。
  4. 試験開始時の常駐のホームケージに慣れていない男性を紹介します。好ましくは、侵入者は居住者よりもわずかに小さくなければならず、同じ居住者との相互作用の前に使用されているべきではない。
  5. 好ましくは、光に敏感なビデオカメラを使用して、居住者の行動を記録する。
  6. 10分の試験期間は、通常フル攻撃行動レパートリーの発現に十分。標準化の目的の一つは、最初の攻撃の後に10分間録画を続けると考えるかもしれません。
  7. テスト終了後、ケージから侵入者男性を削除し、そのコンパニオンの女性と常駐男性再会。
  8. 侵略は、一日のすべての回で発生する可能性がありますが、それは暗期の間だけテストすることが最善です。ラットの主な活動フェーズ。
  9. 試験は、一日一回または二回行うことができる。攻撃的な行動のレベルは、多くの場合、テストの最初のカップル渡って増加しますが、一般的には三から四のテスト後に安定します。

3。攻撃攻撃行動

  1. 原理的には、ラットのいずれ菌株を住民として使用することができる。しかし、株は積極的な行動の彼らの絶対的なレベルはかなり異なる場合があります。また、系統内かなりの個人差があるかもしれません。
  2. 侵入者を標準化Sできるだけ歪み、年齢や体重の面である。常駐男性よりも体重のわずかに低い非積極的な株のラットを使用してください。
  3. 居住者の男性には、次の行動のパラメーターの期間と頻度を決定します。
    1. 攻撃待ち時間:侵入者の導入と最初のクリンチの攻撃までの時間
    2. に向かって移動
    3. 社会調査
    4. 肛門性器スニッフィング
    5. 飼育
    6. 横脅威
    7. 直立の姿勢
    8. 攻撃クリンチ
    9. 抑える
    10. チェイス
    11. 非社会的な探検
    12. パームレストまたは非アクティブ
  4. 分析
    1. 記録された行動のパラメータは観測時間の100%をカバーする必要があります。これは、公平な解釈を容易に1挙動が上がるときの結果は、別のがダウンしなければならない、 すなわち
    2. データ削減は、異なる行動の種類のスコアを計算することによって得ることができ、特に:
      1. 合計犯罪スコア:横脅威の合計、直立、クリンチ、抑えると追いかける
      2. ソーシャル探査スコア:スニッフィング社会探求、肛門性器や社会新郎の和
    3. データは、総観測時間の割合として表すことができる

4。暴力

  1. セクション2で説明プロトコルに従ってください
  2. 行動テストと基準:
    1. 常駐男性攻撃待ち時間で決定します。非常に短いレイテンシは暴力の最初の指標である。
    2. 居住者の男性のために横方向の脅威の周波数の比を計算し、クリンチ。 1ことを示している動物が攻撃witho下比UT暴力の信頼できる指標(コントロールの外)である任意の入門行動や事前警告。
    3. 標的部位をかむ。
      1. バイツは、暴力の兆候であるよう喉、腹や足などの脆弱な体の部分をターゲットに攻撃。
      2. 相手の鼻をターゲットバイツは俳優の守備の挙動を示している。
    4. コンテキストのテストアウト:
      1. 侵入者としてなじみのない女性を使用してください。女性の攻撃は暴力のサインです。
      2. 侵入者として麻酔男性を使用してください。麻酔男性の攻撃は暴力のサインです。
      3. 小説環境に常駐の攻撃的な行動をテストします。ホームケージに比べて攻撃性の変化がないことは、暴力のサインです。この試験のエンドポイントは、最初の攻撃、または居住者が攻撃しない10分です。

5。防御行動

  1. よく訓練され、極めて攻撃的な、非暴力的な居住者の男性の番号を選択
  2. セクション2で説明したように、プロトコルに従ってください
  3. 侵入者には、次の行動のパラメータ(3Cに加えて)の期間と頻度を決定します。
    1. 提出待ち時間
    2. 従順な姿勢
    3. 立ち去る
    4. 飛行
    5. 防御的な直立姿勢
    6. フリーズ
    7. 非社会的な探検
    8. 飼育
  4. 分析
    1. データ削減は、飛行に費やされる時間の量の合計が、防御的な直立姿勢、提出し、凍結され防衛スコアを計算することによって得ることができる

6。社会的ストレス

  1. フォロープロトコルは、セクション5で説明
  2. 断続的な社会的ストレスのために、プロトコルを繰り返す
  3. 慢性的な社会的ストレスのために、常駐のケージに侵入者を維持するが、ワイヤーメッシュスクリーンで常駐から分離
  4. 科学的な質問限りは、Bおよび/またはステップc継続し、仮説が必要です。

Representative Results

攻撃的攻撃的行動のレベルの系統間および系統内ではかなりのばらつきがあります。これは、飼育室で攻勢侵略スコアの度数分布を示した図1に示されているが、もともとは、ラットの野生株(野生型ニンゲン株(WTG))( 図1a)と実験用ラットのより一般的な株(Wistar系、 図1B)。別のサードが積極的ではないか、または非常に低いのに対し、WTG株では、動物の約3分の1は非常にアグレッシブです。これは、非常に攻撃的な表現型が存在せず、動物の約50%が低または非アグレッシブ16とみなすことができるWistar系の頻度分布とは対照的である。

図2は 、住民としてWTG株(Fと住民侵入パラダイムで異なる行動カテゴリーの分布を示しているigure 2a)及び侵入(図2b)などのウィスターラット。示すことはWTG常駐ラットにおける攻撃行動やさまざまな行動に費やす時間の相対的な量の面でのWistar侵入における守備の挙動の平均組成の平均組成物である。

図3は、行動薬理学における住民侵入パラダイムの使用例を示しています。選択的セロトニン1A受容体アゴニストアルネスピロンは、社会調査の用量依存的な増加を伴って攻撃攻撃、の用量依存的な減少を誘導する。非社会的な探査と非アクティブに重大な影響がないことは、この化合物の行動への影響は、攻撃侵略9に特異的であるという見解をサポートしています。

いくつかの個体では、攻撃侵略は侵略の暴力的な形に発展する可能性があります。攻撃性の高いレベルの区別そして暴力は、 図4に示されている。犯罪スコアの有意差がないという事実にもかかわらず、侵略の暴力形態は非常に短いアタック待ち時間、麻酔男性または女性、深刻な負傷と非常に低い脅威の攻撃比8の攻撃によって特徴付けられる。

図1
図1。 ( -トップパネル)及び雄ラットのWistar系(B -ボトムパネル)で16飼育室で攻勢侵略の個々のレベルは、もともと野生のラット系統の頻度分布。

図2
図2。 B10分の間に居住者侵入テストをラット()とウィスター侵入ラット(B)をWTG常駐男性のehavioralプロフィール。

図3
図3。 5-HT1Aアゴニストアルネスピロン9によって攻撃侵略の用量依存的な減少は より大きい数字を表示するには、ここをクリックしてください

図4
図4。極めて不快な男性と暴力的な男性8との比較。

Discussion

住民侵入パラダイムは攻撃攻撃、守備の挙動、ラットにおける暴力と社会的ストレスや、同様に他のげっ歯類のためのいくつかの小さな変更を加えてを研究するために使用することができます。攻撃性を研究する際に、主にすべてのラット系統を用いることができる。しかし、株は平等には適していません。実験の正確な目的に応じて、動物のいくつかの特定の特性を考慮すべきである。それは居住者として示さ攻撃侵略のレベルと強さに大きなひずみ差があることに気づくことが重要です。 図1は、もともと野生のラット系統( 図1a)で、標準的な実験室のWistar系で攻撃攻撃の頻度分布を示し( 図1b)。 2株は全く攻撃的な行動を示します動物の数にかなり異なる。また、犯罪の絶対的な規模に大きな差がある。野生ラットストラまで、ゼロから80%までの範囲でウィスター株に対し、当社標準の10分の試験で犯罪が25%の攻撃の最大を持っている;極めて積極的な表現型は、この後者の系統16には存在しない。

住民侵入パラダイムが侵入者で守備の行動と社会的ストレスを研究するために使用されるとき、人は住民としてこれらの非常に積極的な表現型を必要とします。結局、居住者は彼の領土に入る任意の侵入を確実に倒すために持っています。もちろん、最も積極的な個体が選ばれるべき一も非常に攻撃的な株ではなく、全ての個体がこの目的に適しているであろうことを認識すべきである。年齢10の少なくとも4カ月の真の成人男性が使用されるべきであり、一方は元ブリーダーの男性の使用を検討することができる。それは、社会的ストレス実験の実際の開始日前の間に居住者男性を侵入者といくつかの更なる経験を与えることをお勧めします。任意の株が侵入者として用いることができる。しかし、保証する侵入者の居住者と敗北で勝利をクリアし、我々は、常駐男性よりもわずかに低い体重で侵入者を使用することをお勧めします。嗅覚は、社会的コミュニケーションと属地に重要であるので、試験前に常駐のケージを掃除することは重大な交絡因子となります。

これは、ビデオテープに推奨され、試験中に実験動物の完全な行動のレパートリーを録音されています。これは、結果の公平な分析を可能にする、 すなわち 1の行動が上がると、もう一つは下がる可能性があります。例えば、結果は、薬物治療後の犯罪の減少は不動による社会探査としないの増加を伴っていることを3番組を描いた。これは、犯罪における薬剤誘発性減少は鎮静やモータ非アクティブ効果のいくつかの種類によるものではないという証拠を提供しています。総攻撃スコアは攻撃の強さの指標と最初アッタのレイテンシですCKおよび動物を攻撃の数が22を攻撃する用意の尺度として用いることができる。

社会的ストレスの実験のために一つの社会的敗北のための明確な基準を持っている必要があります。侵入者が従順な姿勢を(上記参照)を採用し、居住者が離れる場合でも、この姿勢にとどまるときは、これは社会的な敗北のための信頼できる基準である。侵入者の住宅事情は、社会的ストレスの研究において極めて重要であることに注意してください。まず、社会的ストレスは非ストレスコントロールが収容されている同じ部屋で投与すべきではありません。対照動物は、他の個人の応力が大きなストレス自身7、21が発生する可能性があります(社会)目撃。第二に、社会的ストレスの結果は社会的な緩衝効果に敏感です。収容されたグループは、社会的に強調した動物は、社会的にその後23分離されている社会的に強調した動物で見られる同じ長期的な影響を示していない。

T一緒に取られる。、常駐侵入パラダイムは、原因と積極的な行動の結果、両方の研究を可能にします。それは高い顔と社会的行動の適応的な生物学だけでなく、カバーする妥当性を構築したモデルですが、暴力や社会的ストレス病理の観点からだけでなく、不適応な側面を研究するために使用することができます。

Disclosures

著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。

Acknowledgments

著者は、オープンアクセス論文としてこの原稿を公開する彼らの寛大なサポートのために科学研究費オランダ機構(NWO)を認めることを望む。

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Comments

4 Comments

  1. This is indeed a very interesting protocol, and I would like to know from the authors if is possible to adapt this for mice testing, and what are the general concerns in doing so.
    Thank you very much
    Guilherme M. Gomes, PhD

    Reply
    Posted by: Guilherme G.
    December 16, 2013 - 10:49 AM
  2. Dear Guilherme,
    Thank you for your interest in the resident intruder paradigm. The same paradigm can be used for mice as well. We use a slightly different method to introduce the intruder. For the mice, we have cages with two compartments and a sliding door. At the start of the test we open the sliding door. For measuring aggressive behavior, this is sufficient. However, when you want to measure social stress, you have to select quite an aggressive strain of mice to be used as residents. When your focus is on aggressive behavior in the resident, you have to use a rather docile inbred strain of intruders to standardize the test.
    I hope this gives you sufficient information to get the test going.
    With kind regards,

    Jaap Koolhaas

    Reply
    Posted by: J.M. K.
    December 16, 2013 - 1:29 PM
  3. Dear Mr.Koolhaas,
    The resident intruder paradigm is very interesting. We are going to use your method so I would like to know how much time the behavior of the residents was recorded and at what time of day. Also I would like to ask which model of camera you have used, cause we can not find a light sensitive camera in our country to record the experiment during the night.
    Best regards,
    Gulnara Gaisina

    Reply
    Posted by: Gulnara G.
    October 20, 2015 - 5:33 AM
  4. Dear Gulnara,
    Thank you for your interest in the resident intruder paradigm. We usually test the animals during 10 minutes in the first two to three hours of the dark period. You may consider to start the ten minutes period at the moment of the first attack. This will give you a better estimate of the quality of the social interaction that is not affected by strong differences in attack latencies between animals.
    Regarding the video camera, I have to contact one of my former associates (I am retired) for all the details. All I know is that we use very cheap consumer video camera's, but I will come back to you as soon as I have all the details.
    With kind regards,

    Jaap Koolhaas

    Reply
    Posted by: J.M. K.
    October 21, 2015 - 5:32 AM

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