Peering in de dynamiek van de sociale interacties: Het meten van Play Vechten bij ratten

Het doel van deze procedure is het creëren van een gecontroleerde omgeving die het voorkomen van spelgedrag maximaliseert en het analyseren van de organisatie van het resulterende spelgedrag. Dit wordt bereikt door eerst een natuurlijke setting voor speelvechten te creëren. Dit houdt in dat het gedrag in het donker wordt uitgevoerd, en dat er een testarena met nestmateriaal wordt geboden om een comfortabele omgeving te waarborgen.

De tweede stap is om paren dieren gedurende drie opeenvolgende dagen gedurende 30 minuten te laten wennen aan de testapparatuur. Vervolgens moet het dier 24 uur vóór de play fighting-test geïsoleerd worden. De laatste stap is om elk paar gedurende 10 minuten in de speelarena te testen.

Uiteindelijk creëert het gebruik van deze eenvoudige stappen een context die spel faciliteert en kan worden gebruikt om verschillen als gevolg van experimentele manipulaties bloot te leggen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van sommige andere technieken, zoals het registreren van natuurlijk voorkomend gedrag in een nest, is dat er in korte tijd grote hoeveelheden gegevens kunnen worden verzameld en dat de spelpartners kunnen worden gestandaardiseerd. Hoewel deze methode inzicht kan geven in speelse interacties, kan zij ook worden toegepast op andere systemen, zoals andere modelsoorten of stammen.

Dieren die voor het testen worden gebruikt, worden gespendant tussen postnatale dag 21 en 23, en afhankelijk van het experimentele ontwerp kunnen de dieren na het spenen samen worden gehuisvest in groepen van twee tot vier in de vereiste combinaties van mannetjes en vrouwtjes. Paren die samen worden gehuisvest, worden ook samen gewend tijdens drie sessies van 30 minuten direct voorafgaand aan het begin van de tests. Hiervoor worden de dieren naar de verduisterde testruimte getransporteerd.

Habituatie en testen van het spelgedrag vinden plaats tijdens de lichtcyclus van het dier. Hoewel het testen in een donkere kamer gebeurt terwijl de lichtfase of de donkerfase van de dagelijkse cyclus van de rat wordt getest, is uit onze ervaring gebleken dat het spelgedrag toeneemt wanneer er onder rood licht wordt getest in vergelijking met witte lichtomstandigheden. Hoewel wij er hier voor kiezen om in volledige duisternis te testen, worden de dieren in de speelbox geplaatst voor habituatie.

De speelbakapparatuur bestaat uit een transparante plexiglas bak van 50 centimeter bij 50 centimeter bij 50 centimeter met één tot twee centimeter standaard maïskolfstrooisel. Na de eerste habituatiesessie worden de proefdieren uit de speelbak gehaald en samen in hun thuiskooi geplaatst. Vervolgens wordt het strooisel weggegooid en wordt de speelapparatuur grondig gereinigd met het antisepticum Vercon of een gelijkwaardig middel.

Dit is een superieur middel voor het verwijderen van de ratengeuren van het vorige paar, aangezien het niet de sterke en aanhoudende geur van alcoholdoekjes of -sprays achterlaat. Vervolgens wordt er nieuw stro toegevoegd en begint de habituatiesessie voor het volgende paar. Dit proces wordt herhaald totdat alle paren gedurende drie sessies van 30 minuten zijn gehabitueerd.

Na de habituatie worden de paren 24 uur vóór de test individueel geïsoleerd om speelse interacties te maximaliseren. Korte perioden van sociale isolatie verhogen de motivatie om aan sociaal spel deel te nemen, zonder een vergelijkbaar effect te hebben op ander sociaal gedrag, zoals sociale exploratie. Hoewel elke vorm van isolatie dit effect heeft, bereikt de impact van isolatie op spel een asymptoot rond de 24 uur.

Op de dag van de test worden de gehabitueerde ratten naar de verduisterde testruimte getransporteerd. De gescheiden paren worden vervolgens weer herenigd wanneer ze in de speelbak worden geplaatst. Zorg ervoor dat de camcorder op het statief correct onder een hoek van 45 graden naar beneden richting de speelbak is geplaatst, en dat alle vier de hoeken van de bak zichtbaar zijn in het beeld om een volledig overzicht van de apparatus te verkrijgen; start de opname in de nachtmodus en test het paar gedurende 10 minuten. Hoewel proeven van vijf minuten isolatie-geïnduceerde gedragsveranderingen kunnen detecteren, zijn ze te kort om subtiele verschillen vast te stellen vanwege een plafondeffect.

Na 15 minuten lijken de dieren vermoeid door het actieve spel en bijgevolg lijken proeven van 10 minuten een goed compromis te vormen tussen de efficiëntie van het protocol en het vermogen om experimentele effecten te detecteren. Zodra de 10 minuten zijn verstreken, verwijdert u de dieren en reinigt u vervolgens de speelboxen voordat u het volgende paar test. Deze video laat een aangevallen rat zien die ontwijkend verdedigingsgedrag vertoont.

Hier kan de verdediger lopen, rennen, springen of uitwijken, waardoor deze niet alleen de nappe van de aanvaller weg beweegt, maar uiteindelijk ook met de rug naar de aanvaller komt te staan. Terwijl de rat uiterst links nadert, springt de ontvanger, wiens nappe wordt benaderd, naar voren en weg van de aanvaller. Een defensieve actie waarbij de rat zich omdraait om de aanvaller in te kijken, kan voorkomen bij twee typen AE's van rotatie.

In de eerste vorm roteert het rond de lengteas van het lichaam. Hier is de neus, hier is het lichaam, en het roteert het lichaam eromheen. In dit vlak, in de andere vorm, draait de rat zich om, maar rond een verticale as waarbij het lichaam horizontaal blijft terwijl hij zich naar het andere dier toekeert.

Ook bij deze rotatie om de lengteas zijn er twee verschillende vormen van deze specifieke handeling. Volledige rotatie om de lengteas houdt in dat de rat vanuit een staande positie volledig op de rug draait. Terwijl de rat links de nek aanvalt, beweegt de ontvanger de nek weg door om de lengteas van het lichaam te rollen en eindigt in een volledig rugligging.

Let op dat het rollen op de rug een continue beweging is die drie tot vier frames duurt. Gedeeltelijke rotatie rond de longitudinale as houdt in dat de rat zijn vier kwartieren draait, maar één of beide achterpoten in contact met de grond houdt. Terwijl de aanvaller aan de voorkant naar de nappe reikt, rolt de ontvanger zijn vier kwartieren weg, maar houdt hij zijn achterpoten op de grond.

Deze oriëntatie wordt behouden terwijl de aanvaller blijft reiken naar de nek. Horizontale rotatie rond de verticale as vereist dat de verdediger zijn achterlijf van de aanvaller af beweegt terwijl hij zijn kop er naartoe beweegt. Hier, wanneer de aanvaller aan de achterzijde naar de nek reikt, roteert de ontvanger rond een verticale as om zich tot de aanvaller te wenden, terwijl hij zijn rug naar de hemel houdt.

Direct na een verticale rotatiedefensie of een gedeeltelijke longitudinale rotatiedefensie kan het verdedigende dier zich oprichten naar zijn tegenstander, en het aanvallende dier kan zich simpelweg oprichten om het te beargumenteren, zodat ze uiteindelijk samenkomen in deze rechtopstaande positie; dit vertelt ons dat, ongeacht waar de initiële bewegingen die de defensie startten zich bevonden, ze kunnen convergeren naar hetzelfde resultaat. De mogelijke storende factor van het focussen op het resultaat in plaats van op de initiële bewegingen is nog sterker aanwezig wanneer we gevallen van volledige rotatie vergelijken met gedeeltelijke rotatie rond de longitudinale as. In deze video, wanneer de aanvaller naar de nek reikt, rolt de ontvanger op zijn rug, waardoor de nek wordt beschermd zoals hierboven getoond.

Dit aanzicht van deze manoeuvre benadrukt de vloeiende en snelle defensieve actie, die twee tot drie frames duurt. Een gedeeltelijke rotatie om de lengteas kan er soms ook toe leiden dat het verdedigende dier op zijn rug eindigt, net zoals bij een volledige rotatie. De manier waarop dit gebeurt verschilt echter sterk van een volledige rotatie; bij een volledige rotatie valt het ene dier de nek van het andere aan, waarbij het vloeiend en continu op zijn rug rolt. In het geval van een gedeeltelijke rotatie wordt de nek wegbeweegd, waarbij dit dier de nek aanvalt en daarna niet verder roteert.

Maar het aanvallende dier kan vervolgens blijven reiken en terwijl hij dat doet blijven duwen, waardoor het verdedigende dier geleidelijk verder en verder rolt totdat het op zijn rug ligt. In dit geval, hoewel het dier door een gedeeltelijke rotatie op zijn rug landt, is het de drukkende actie en de aanhoudende aanval van het aanvallende dier die ertoe leidt dat het in die positie terechtkomt, en niet omdat het dier er bewust voor kiest om op zijn rug te rollen. Deze video toont een voorbeeld van een verdediger die in rugligging wordt gedwongen.

Terwijl de aanvaller naar de nek reikt, roteert de ontvanger. De vier kwartieren bewegen. De nek beweegt weg van de aanvaller.

Vervolgens blijft de aanvaller naar voren drukken en reikt naar de nek, terwijl de verdediger contact houdt met ten minste één achterpoot op de grond gedurende 21 tot 22 frames, voordat deze eindigt in een volledig rugliggende positie. Aangezien de meeste studies geïnteresseerd zijn in het effect van specifieke manipulaties op een subject, wordt het gedrag gescoord op basis van de door het subject geprobeerde verdedigingstactiek in plaats van de uiteindelijke uitkomst. Dit oordeel kan worden geveld door de bewegingen van de verdediger te analyseren binnen de eerste twee tot drie frames na het begin van een verdedigingsactie.

Speelse aanvallen kunnen worden gemeten wanneer de snuit van één rat de nek van de partner raakt of zich binnen één tot twee centimeter van de nek bevindt. Terwijl de rat aan de rechterkant de andere rat besnuift, verplaatst hij het snuitcontact geleidelijk van de achterzijde naar boven richting de schouders. Zodra de snuit zich dicht bij de nek bevindt, draait de ontvanger zich om om verder contact te blokkeren.

Let op dat het dier rechts nooit een doelgerichte beweging maakt naar de nek van de andere rat, en dit daarom niet als een aanval wordt beschouwd. Zoals hierboven vermeld, kan de defensieve tactiek van de ontvanger worden gecategoriseerd in de eerste paar frames na een aanval. Deze video toont een verlengde speelsessie.

De aanvaller reikt naar de nek. De ontvanger rolt op zijn rug, terwijl de aanval zich naar de nek blijft bewegen. Het contact met de nek wordt herhaaldelijk verbroken, maar er is geen onderbreking in de aanvals- en verdedigingsbewegingen die leiden tot het herstellen van het contact met de nek.

Deze video toont afzonderlijke speelse aanvallen waarbij de rat links de nek aanvalt en de ontvanger gedeeltelijk op zijn zij rolt. De aanvaller volgt de nek, maar draait zich vervolgens weg waardoor het contact wordt verbroken. Vervolgens springt deze naar voren, draait zich weer om en start een nieuwe aanval.

In alle gevallen begint een nieuwe scorereeks met een nieuwe aanval. Ratten kunnen tegenaanvallen zodra ze zichzelf succesvol hebben verdedigd, zoals hier te zien is wanneer de rat die het dichtst bij de camera staat de andere nadert. De ontvanger draait zich om en valt de nek aan.

De verdediger blokkeert vervolgens de aanval, herstelt zijn houding en bereidt een eigen aanval voor. Omdat CounterTack echter sterk gecorreleerd zijn aan de frequentie van het initiëren van aanvallen, hoeven de complexere fasen van deze interacties niet gescoord te worden, tenzij daar een goede reden voor is. Bij het scoren van het spel wordt een sequentiële analyse toegepast.

Hoeveel aanvallen worden door de proefpersonen uitgevoerd? Hoeveel aanvallen worden afgeslagen en wanneer wordt er verdedigd? Wat is de waarschijnlijkheid dat de verschillende verdedigingstactieken worden gebruikt?

Volledige verwijdering van de cortex kan leiden tot volwassen ratten die relatief normaal functioneren in laboratoriumomgevingen. Echter, subtielere gedragseffecten kunnen over het hoofd worden gezien. Het in deze video beschreven protocol werd gebruikt om te testen of het spelgedrag verminderd was bij ratten zonder cortex.

Het speelvechtgedrag van juveniele en volwassen ratten die bij de geboorte waren gedecorticeerd, werd vergeleken met schijnbehandelde controlegroepen. Er is te zien dat het aantal pins, gedeeltelijke rotaties en volledige rotaties verschilde tussen intacte en gedecorticeerde dieren. Drie volwassen ratten, twee mannetjes en een steriel vrouwtje, werden gedurende een periode van twee weken samen gehuisvest.

De dieren werden vervolgens getest in beperkende tests om te bepalen welk van de mannetjes in elke triade het ondergeschikte dier was. Bij de ondergeschikten in sommige triaden werd de orbitofrontale cortex verwijderd, en bij de ondergeschikten in andere triaden werd een sham-behandeling uitgevoerd. Deze grafiek toont de verandering in de asymmetrie die werd vertoond door de ondergeschikte mannelijke ratten tijdens het spelen met het dominante kolonie-mannetje vergeleken met het kolonie-vrouwtje.

De maatstaf geeft het procentuele verschil weer bij het gebruik van de volledige rotatie tijdens de interactie met deze twee typen partners. Laesies van de orbitofrontale cortex heffen het vermogen van het ondergeschikte dier op om differentieel te spelen met zijn kooigenoten; schijnbehandelde, ondergeschikte mannetjes blijven na de operatie een sterke asymmetrie vertonen. Zodra deze techniek onder de knie is, kan deze in één tot twee uur per filmsessie worden voltooid.

Indien correct uitgevoerd, is het bij deze procedure belangrijk om consistent te blijven in uw codeermethode.