18 gennaio 2013
Gioca combattendo nel ratto comporta attacco e difesa della nuca, che in caso di contatto, viene delicatamente strofinò con il muso. Poiché i movimenti di un animale sono controbilanciati dalle azioni di suo partner, il gioco di combattimento è un complesso, interazione dinamica. Questa complessità dinamica solleva problemi metodologici su cosa segnare per studi sperimentali. Presentiamo uno schema a punteggio che è sensibile alla natura correlata delle azioni eseguite. Due esperimenti illustrano come queste misurazioni
Lo scopo di questa procedura è creare un ambiente controllato che massimizzi il verificarsi di comportamenti ludici e analizzare l'organizzazione dei comportamenti ludici risultanti. Questo viene ottenuto innanzitutto creando un ambiente naturale per le lotte di gioco. Ciò implica che il comportamento avvenga al buio, oltre a fornire un'arena di prova con lettiera per offrire un ambiente confortevole.
Il secondo passaggio consiste nell'abituare coppie di animali all'apparato sperimentale per tre giorni consecutivi per una durata di 30 minuti. Successivamente, l'animale deve essere isolato per 24 ore prima del test di lotta ludica. L'ultimo passaggio prevede di sottoporre ogni coppia al test nell'arena di gioco per 10 minuti.
In definitiva, l'utilizzo di questi semplici passaggi crea un contesto che facilita il gioco e può essere impiegato per rivelare differenze dovute a manipolazioni sperimentali. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ad altre, come la registrazione del comportamento che si verifica naturalmente in un nido, è che è possibile raccogliere grandi quantità di dati in un breve lasso di tempo e i partner di gioco possono essere standardizzati. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulle interazioni ludiche, può essere applicato anche ad altri sistemi, come altre specie modello o ceppi.
Gli animali utilizzati per i test vengono svezzati tra il 21° e il 23° giorno postnatale e, a seconda del disegno sperimentale, possono essere allevati insieme dopo lo svezzamento in gruppi di due a quattro con le combinazioni richieste di maschi e femmine. Le coppie allevate insieme vengono anche abituate insieme per tre sessioni di 30 minuti direttamente prima dell'inizio dei test. A tale scopo, gli animali vengono trasportati nella stanza di prova al buio.
L'abituazione al gioco e i test avvengono durante il ciclo luminoso dell'animale. Sebbene i test vengano effettuati in una stanza buia, mentre si verifica la fase chiara o la fase scura del ciclo giornaliero del ratto, la nostra esperienza indica che il gioco aumenta quando i test sono condotti in condizioni di luce rossa rispetto a condizioni di luce bianca. Sebbene in questo caso abbiamo scelto di effettuare i test in completa oscurità, gli animali vengono posizionati nella scatola per il gioco per l'abituazione.
Il dispositivo della scatola per il gioco è una scatola trasparente in plexiglass di dimensioni 50 centimetri per 50 centimetri per 50 centimetri, con uno spessore di uno o due centimetri di lettiera standard in pannocchia di mais. Dopo la prima sessione di abituazione, i soggetti vengono rimossi dalla scatola per il gioco e posti insieme nella loro gabbia di provenienza. Successivamente, la lettiera viene scartata e l'apparato per il gioco viene accuratamente pulito utilizzando il disinfettante vercon o un prodotto equivalente.
Questo è un agente superiore per rimuovere gli odori di ratti lasciati dalla coppia precedente, poiché non lascia l'odore forte e persistente degli stracci o degli spray alcolici. Viene quindi aggiunta della nuova lettiera e ha inizio la sessione di abituazione per la coppia successiva. Questo processo viene ripetuto fino a quando tutte le coppie non hanno completato tre sessioni di 30 minuti ciascuna.
Dopo l'abituazione, le coppie vengono isolate individualmente 24 ore prima del test per massimizzare le interazioni ludiche. Brevi periodi di isolamento sociale aumentano la motivazione a partecipare al gioco sociale, senza avere un effetto simile su altri comportamenti sociali come l'indagine sociale. Sebbene qualsiasi isolamento produca questo effetto, l'impatto dell'isolamento sul gioco raggiunge un asintoto intorno alle 24 ore.
Nel giorno del test, i ratti abituati vengono trasportati nella stanza di prova oscurata. Le coppie separate vengono quindi riunite quando vengono posizionate nella scatola di gioco; assicurarsi che la videocamera montata sul treppiedi sia posizionata correttamente a un angolo di 45 gradi con orientamento verso il basso rispetto alla scatola di gioco, e che tutti e quattro gli angoli della scatola siano visibili nell'inquadratura per ottenere una vista completa dell'apparato. Iniziare la registrazione in modalità notturna e sottoporre la coppia a test per 10 minuti. Sebbene prove di cinque minuti possano rilevare cambiamenti comportamentali indotti dall'isolamento, sono troppo brevi per rilevare differenze sottili a causa di un effetto soffitto.
Dopo 15 minuti, gli animali appaiono stanchi a causa del gioco intenso e, di conseguenza, prove della durata di 10 minuti sembrano rappresentare un buon compromesso tra l'economicità del protocollo e la capacità di rilevare effetti sperimentali. Trascorsi i 10 minuti, rimuovere gli animali, pulire le scatole di gioco e quindi testare la coppia successiva. Questo video mostra un ratto attaccato che adotta una difesa evasiva.
Qui il difensore può camminare, correre, saltare o schivare allontanandosi, e nel farlo non solo sposta la sua nappe lontano dall'aggressore, ma finisce anche col rivolgere le spalle all'aggressore. Mentre il ratto più a sinistra si avvicina, il destinatario salta in avanti e lontano dall'aggressore. Un'azione difensiva in cui il ratto si gira per affrontare l'aggressore può verificarsi in due tipi di AE di rotazione.
Nel primo caso, la rotazione avviene attorno all'asse longitudinale del corpo. Quindi qui c'è il muso, qui il corpo, e quest'ultimo ruota attorno a tale asse. In questo piano, nell'altra forma, il ratto si gira per affrontare l'altro animale, ma attorno a un asse verticale, mantenendo il corpo in posizione orizzontale mentre si gira.
Ora, anche in questa rotazione attorno all'asse longitudinale, esistono due forme distinte di questo particolare movimento. La rotazione completa attorno all'asse longitudinale comporta il passaggio del ratto da una posizione eretta a una posizione completamente supina. Mentre il ratto a sinistra attacca la nuca, il ricevente sposta la nuca allontanandola rotolando attorno all'asse longitudinale del proprio corpo e termina in una posizione completamente supina.
Si noti che il rotolamento sulla schiena è un movimento continuo che dura da tre a quattro fotogrammi. La rotazione parziale attorno all'asse longitudinale coinvolge il movimento dei quattro quarti del ratto, ma lascia uno o entrambi gli artigli posteriori a contatto con il suolo. Mentre l'aggressore nella parte anteriore afferra la piega, il ricevente ruota i suoi quattro quarti allontanandosi, ma mantiene gli artigli posteriori a terra.
Questa orientazione viene mantenuta mentre l'aggressore continua ad avvicinarsi alla nuca. La rotazione orizzontale attorno all'asse verticale richiede che il difensore sposti la parte posteriore lontano dall'aggressore muovendo contemporaneamente la testa verso di esso. In questo caso, mentre l'aggressore nella parte posteriore si avvicina alla nuca, il ricevente ruota attorno a un asse verticale per affrontare l'aggressore mantenendo la schiena rivolta verso skywood.
Immediatamente dopo una difesa con rotazione verticale o una difesa con rotazione longitudinale parziale, l'animale difensore può sollevarsi verso l'avversario e l'animale aggressore può semplicemente sollevarsi per affrontarlo, in modo che entrambi convergano in questa posizione eretta, indicando che indipendentemente dal punto in cui sono iniziati i movimenti iniziali della difesa, possono giungere allo stesso risultato. Il possibile fattore confondente legato al concentrarsi sull'esito piuttosto che sui movimenti iniziali risulta ancora più accentuato quando confrontiamo casi di rotazione completa con rotazioni parziali attorno all'asse longitudinale. In questo video, mentre l'aggressore afferra la nuca, il ricevente si gira sulla schiena, proteggendo così la nuca come mostrato sopra.
Questa visione di questa manovra sottolinea l'azione difensiva fluida e rapida, che dura da due a tre fotogrammi. Una rotazione parziale attorno all'asse longitudinale può talvolta portare l'animale in difesa a finire supino, proprio come avviene con una rotazione completa. Tuttavia, il modo in cui si arriva a questa posizione, rispetto a una rotazione completa, è molto diverso: nel caso di una rotazione completa, un animale attacca la nuca dell'altro, che si ribalta in modo liscio e continuo sulla schiena; nel caso di una rotazione parziale, invece, l'animale si sposta portando la nuca fuori portata, viene attaccato sulla nuca e poi non prosegue ulteriormente la rotazione.
Tuttavia, l'animale aggressore può continuare a spingersi in avanti, esercitando pressione mentre avanza, inducendo progressivamente l'animale che si difende a ruotare sempre di più fino a finire supino. In questo caso, anche se l'animale atterra sulla schiena a seguito di una rotazione parziale, è l'azione di pressione e l'attacco continuo dell'animale aggressore a portarlo in quella posizione, e non il fatto che l'animale scelga effettivamente di rotolare sulla schiena. Questo video mostra un esempio di un difensore costretto nella posizione supina.
Quando l'aggressore afferra la nuca, il ricevente ruota. I suoi quattro quarti si muovono. La nuca si allontana dall'aggressore.
Quindi l'attaccante prosegue avanzando verso la nuca, mentre il difensore mantiene il contatto con almeno un posteriore a terra per 21-22 fotogrammi prima di assumere una posizione completamente supina. Poiché la maggior parte degli studi è interessata all'effetto di specifiche manipolazioni sul punteggio di un soggetto, il comportamento viene valutato in base alla tattica difensiva adottata dal soggetto piuttosto che sull'esito finale. Questa valutazione può essere effettuata esaminando i movimenti del difensore nei primi due o tre fotogrammi dall'inizio dell'azione difensiva.
Gli attacchi giocosi possono essere misurati quando il muso di un ratto entra in contatto oppure si avvicina entro uno o due centimetri alla nuca del partner. Mentre il ratto a destra annusa l'altro ratto, sposta gradualmente il contatto del muso dalla regione posteriore verso le spalle. Una volta vicino alla nuca, il ricevente si gira per affrontare l'altro, bloccando ulteriori contatti.
Si noti che l'animale a destra non compie mai un movimento mirato verso la groppa dell'altro ratto e pertanto non viene considerato un attacco. Come indicato in precedenza, la tattica difensiva del ricevente può essere classificata nei primi fotogrammi successivi a un attacco. Questo video mostra una sessione di gioco prolungata.
L'aggressore afferra la nuca. Il ricevente rotola sulla schiena con l'attacco che continua a muoversi verso la nuca. Il contatto con la nuca viene ripetutamente interrotto, ma non vi sono interruzioni nei movimenti di attacco e difesa che portano al recupero del contatto con la nuca.
Questo video mostra attacchi giocosi separati in cui il ratto a sinistra attacca la nuca, mentre il ricevente si gira parzialmente su un fianco. L'attaccante segue la nuca, ma poi si gira allontanandosi e interrompendo il contatto. Successivamente salta in avanti, si gira di nuovo verso il ricevente e lancia un nuovo attacco.
In tutti i casi, una nuova sequenza di punteggio inizia con un nuovo attacco. I ratti possono contrattaccare una volta che si sono difesi con successo, come si osserva qui, quando il ratto più vicino alla telecamera si avvicina all'altro. Il destinatario si gira e attacca il compagno.
Il difensore quindi blocca l'attacco, recupera la posizione e sferra il proprio attacco. Tuttavia, poiché i contrattacchi sono altamente correlati alla frequenza di inizio degli attacchi, le fasi più complesse di queste interazioni non devono essere valutate a meno che non ci sia una valida ragione per farlo. Durante la valutazione del gioco, si effettua un'analisi sequenziale.
Quanti attacchi vengono lanciati dai soggetti? Quanti attacchi vengono respinti e in quale momento della difesa? Qual è la probabilità di utilizzare le diverse tattiche di difesa?
La rimozione completa della corteccia può portare a ratti adulti che funzionano relativamente normalmente in ambienti di laboratorio. Tuttavia, potrebbero essere trascurati effetti comportamentali più sottili. Il protocollo descritto in questo video è stato utilizzato per verificare se i riflessi condizionati fossero ridotti nei ratti privi di corteccia.
Il gioco agonistico di ratti giovani e adulti, corticati alla nascita, è stato confrontato con controlli trattati fittiziamente. Si può osservare che il numero di inchiodamenti, rotazioni parziali e rotazioni complete differiva tra animali integri e decorticati. Tre ratti adulti, due maschi e una femmina sterile, sono stati allevati insieme per un periodo di due settimane.
Gli animali sono stati quindi sottoposti a prove compromesse per determinare quale dei maschi in ciascuna triade fosse quello subordinato. Nei soggetti subordinati di alcune triadi è stata rimossa la corteccia orbitofrontale, mentre in altre triadi i soggetti subordinati sono stati trattati con finta operazione. Questo grafico mostra la variazione nell'asimmetria dimostrata dai ratti maschi subordinati durante il gioco con il maschio dominante della colonia rispetto alla femmina della colonia.
La misura indica la differenza percentuale nell'utilizzo della rotazione completa durante l'interazione con questi due tipi di partner. Lesioni della corteccia frontale orbitale aboliscono la capacità del soggetto subordinato di comportarsi in modo differenziato con i compagni di gabbia; al contrario, i maschi subordinati trattati con finto intervento continuano a mostrare una forte asimmetria dopo la chirurgia, una volta acquisita. Questa tecnica può essere completata in uno o due ore per ogni sessione di registrazione.
Se eseguita correttamente, mentre si tenta questa procedura, è importante ricordare di essere coerenti con la propria metodologia di codifica.
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Questo studio analizza il comportamento di lotta giocosa nei ratti, concentrandosi sulle interazioni tra i partner durante questa attività dinamica. Viene introdotto uno schema di valutazione per misurare la complessità di queste interazioni e rilevare i cambiamenti causati da danni cerebrali.
Questo metodo fornisce un quadro quantitativo per la valutazione di comportamenti sociali complessi nei modelli rodentici, consentendo di rilevare alterazioni sottili nei circuiti neurali che potrebbero non influenzare i livelli complessivi di attività. Misurando le risposte difensive contingenti e la selezione di tattiche, offre un'interpretazione meccanicistica delle regioni cerebrali che regolano il processo decisionale sociale. Ciò supporta la validazione degli obiettivi nella scoperta di farmaci neuropsichiatrici, in cui fenotipi comportamentali sfumati predicono la rilevanza clinica.
Il saggio si inserisce nei flussi di lavoro della fase iniziale di scoperta, in particolare per la validazione del bersaglio nei disturbi del sistema nervoso centrale in cui il comportamento sociale rappresenta un endpoint traslazionale chiave, fungendo da ponte tra lo screening fenotipico e la riduzione del rischio meccanicistica.