تقييم تحيز حكم الفأر من خلال مهمة الحفر الشمي
Summary
تقدم هذه المقالة وصفا مفصلا لبروتوكول تحيز حكم الماوس الجديد. كما تم إثبات الأدلة على حساسية مهمة الحفر الشمي هذه للحالة العاطفية ومناقشة فائدتها عبر مجالات البحث المتنوعة.
Abstract
تحيزات الحكم (JB) هي اختلافات في الطريقة التي يفسر بها الأفراد في الحالات العاطفية / العاطفية الإيجابية والسلبية المعلومات الغامضة. وقد لوحظت هذه الظاهرة منذ فترة طويلة في البشر، حيث يستجيب الأفراد في الحالات الإيجابية للغموض “بتفاؤل” وأولئك الذين يعيشون في حالات سلبية يظهرون بدلا من ذلك “التشاؤم”. استفاد الباحثون الذين يهدفون إلى تقييم تأثير الحيوان من هذه الاستجابات التفاضلية ، حيث طوروا مهام لتقييم تحيز الحكم كمؤشر على الحالة العاطفية. أصبحت هذه المهام شائعة بشكل متزايد عبر الأنواع ومجالات البحث المتنوعة. ومع ذلك ، بالنسبة للفئران المختبرية ، والفقاريات الأكثر استخداما على نطاق واسع في الأبحاث والأنواع التي يعتمد عليها بشكل كبير لنمذجة الاضطرابات العاطفية ، تم التحقق بنجاح من مهمة JB واحدة فقط على أنها حساسة للتغيرات في الحالة العاطفية. هنا ، نقدم وصفا مفصلا لهذه المهمة الجديدة ل JB ، وأدلة على حساسيتها لتأثير الفأر. على الرغم من أن التحسينات لا تزال ضرورية ، إلا أن تقييم الفأر JB يفتح الباب للإجابة على كل من الأسئلة العملية المتعلقة برفاهية الفئران ، والأسئلة الأساسية حول تأثير الحالة العاطفية في البحث الانتقالي.
Introduction
أثبت قياس تحيز الحكم المعدل عاطفيا (من الآن فصاعدا JB) أنه أداة مفيدة لدراسة الحالات العاطفية للحيوانات. هذا النهج المبتكر يستعير من علم النفس البشري لأن البشر الذين يعانون من حالات عاطفية إيجابية أو سلبية (العواطف والمزاج على المدى الطويل) يظهرون بشكل موثوق الاختلافات في الطريقة التي يعالجون بها المعلومات1،2،3. على سبيل المثال ، قد يفسر البشر الذين يعانون من القلق أو الاكتئاب تعبيرات الوجه المحايدة على أنها سلبية ، أو الجمل المحايدة على أنها تهديد 4,5. من المحتمل أن يكون لهذه التحيزات قيمة تكيفية وبالتالي يتم حفظها عبر الأنواع 6,7. استفاد الباحثون الذين يهدفون إلى تقييم تأثير الحيوان بذكاء من هذه الظاهرة ، حيث قاموا بتفعيل التفاؤل كتوقع متزايد للمكافأة استجابة للإشارات المحايدة أو الغامضة ، والتشاؤم كتوقع متزايد للعقاب أو غياب المكافأة 8,9. وهكذا ، في بيئة تجريبية ، يمكن تفسير الاستجابات المتفائلة والمتشائمة للمحفزات الغامضة على أنها مؤشرات للتأثير الإيجابي والسلبي ، على التوالي10,11.
بالمقارنة مع المؤشرات الأخرى للتأثير الحيواني ، فإن مهام JB لديها القدرة على أن تكون أدوات ذات قيمة خاصة لأنها قادرة على اكتشاف كل من تكافؤ وشدة الحالات العاطفية10,11. إن قدرة مهام JB على اكتشاف الحالات الإيجابية (على سبيل المثال ، Rygula et al.12) مفيدة بشكل خاص لأن معظم مؤشرات التأثير الحيواني تقتصر على اكتشاف الحالات السلبية 13. خلال مهام JB ، يتم تدريب الحيوانات عادة على الاستجابة لإشارة تمييزية إيجابية تتنبأ بالمكافأة (على سبيل المثال ، نغمة عالية التردد) وإشارة تمييزية سلبية تتنبأ بالعقاب (على سبيل المثال ، نغمة منخفضة التردد) ، قبل أن يتم تقديمها مع إشارة غامضة (على سبيل المثال ، نغمة متوسطة)8. إذا قام “بتفاؤل” استجابة لإشارات غامضة بأداء الاستجابة المدربة للإشارة الإيجابية (كما لو كان يتوقع مكافأة) ، فهذا يشير إلى تحيز إيجابي في الحكم. بدلا من ذلك ، إذا أظهرت الحيوانات استجابة سلبية مدربة لتجنب العقاب ، فهذا يدل على “التشاؤم” أو التحيز السلبي في الحكم.
منذ تطوير أول مهمة JB ناجحة للحيوانات من قبل Harding وزملاؤه8 ، تم تطوير العديد من مهام JB لمجموعة واسعة من الأنواع عبر مجالات بحثية متنوعة7. ولكن على الرغم من شعبيتها المتزايدة ، فإن مهام JB الحيوانية غالبا ما تكون كثيفة العمالة. علاوة على ذلك ، ربما لأنها تختلف منهجيا عن المهام البشرية التي ألهمتها ، فإنها تنتج في بعض الأحيان نتائج فارغة أو غير بديهية14 وعادة ما تنتج فقط أحجام تأثير علاج صغيرة15. ونتيجة لذلك ، يمكن أن تكون مهام JB صعبة التطوير والتنفيذ. في الواقع ، بالنسبة للفئران المختبرية ، والفقاريات الأكثر استخداما على نطاق واسع في الأبحاث16,17 والأنواع التي تم الاعتماد عليها بشكل كبير لنمذجة الاضطرابات العاطفية 18 ، تم التحقق بنجاح من مهمة JB واحدة فقط على أنها حساسة للتغيرات في الحالة العاطفية 19 على الرغم من العديد من المحاولات على مدى العقد الماضي (انظر المواد التكميلية ل Resasco et al.19 للحصول على ملخص). تصف هذه المقالة مهمة JB الفئران التي تم التحقق من صحتها مؤخرا ، مع تفصيل تصميمها ذي الصلة بيولوجيا ، وتسليط الضوء على الطرق التي يمكن بها تطبيق هذه المهمة الإنسانية لاختبار الفرضيات المهمة ذات الصلة بتأثير الماوس. بشكل عام ، يمكن تنفيذ البروتوكول للتحقيق في الآثار العاطفية لأي متغير ذي أهمية على JB في الفئران. ويشمل ذلك متغيرات العلاج الفئوية كما هو موضح هنا (آثار المخدرات أو الأمراض ، والظروف البيئية ، والخلفية الوراثية ، وما إلى ذلك) ، أو العلاقات مع المتغيرات المستمرة (التغيرات الفسيولوجية ، وسلوكيات القفص المنزلي ، وما إلى ذلك).
Protocol
Representative Results
Discussion
يوضح بروتوكول الحفر القائم على الرائحة والنتائج الموضحة هنا قدرة مهمة JB الجديدة هذه على اكتشاف التغيرات في الحالة العاطفية للماوس. وبالتالي فإن المهمة تقدم أداة قيمة لمختلف مجالات البحث. على غرار أي مهمة JB ، لتقييم تأثير الحيوانات ، من الأهمية بمكان أن تتعلم الحيوانات أولا التمييز بين ال?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ويعرب المؤلفون عن امتنانهم لميغيل أيالا، وليندسي كيتشنهام، والدكتورة ميشيل إدواردز، وسيلفيا لام، وستيفاني ديجاردين على مساهماتهم في أعمال التحقق من الصحة التي يقوم عليها مشروع Reseasco et al.19 الذي يستند إليه هذا البروتوكول. نود أيضا أن نشكر الفئران وفنيي رعاية الحيوانات الرائعين لدينا ، ميكايلا راندال وميشيل سيبلاك.
Materials
| 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. |
References
- Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive vulnerability to emotional disorders. Annual Review of Clinical Psychology. 1, 167-195 (2005).
- Mathews, A., MacLeod, C. Cognitive approaches to emotions. Anual Review of Psychology. 45 (1), 25-50 (1994).
- 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).
- MacLeod, C., Cohen, I. L. Anxiety and the interpretation of ambiguity: A text comprehension study. Journal of Abnormal Psychology. 102 (2), 238-247 (1993).
- 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).
- 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).
- Mendl, M., Paul, E. Getting to the heart of animal welfare. The study of animal emotion. Stichting Animales. , (2017).
- Harding, E. J., Paul, E. S., Mendl, M. Cognitive bias and affective state. Nature. 427 (6972), 312 (2004).
- 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).
- 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).
- 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).
- Rygula, R., Pluta, H., Popik, P. Laughing rats are optimistic. PLoS ONE. 7 (12), 51959 (2012).
- Boissy, A., et al. Assessment of positive emotions in animals to improve their welfare. Physiology and Behavior. 92 (3), 375-397 (2007).
- 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).
- 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).
- . Canadian Council on Animal Care CCAC Animal Data Report 2019 Available from: https://ccac.ca/Documents/AUD/2019-Animal-Data-Report.pdf (2019)
- 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)
- 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).
- Resasco, A., et al. Cancer blues? A promising judgment bias task indicates pessimism in nude mice with tumors. Physiology and Behavior. 238, 113465 (2021).
- 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).
- 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).
- Gygax, L. The A to Z of statistics for testing cognitive judgement bias. Animal Behaviour. 95, 59-69 (2014).
- 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).
- MacLellan, A., Adcock, A., Mason, G. Behavioral biology of mice. Behavioral Biology of Lab Animals. , 89-111 (2021).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Nip, E. . The long-term effects of environmental enrichment on agonism in female C57BL/6, BALB/c, and DBA/2 mice. Thesis Dissertation. , (2018).
- 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).
- Ruxton, G. D., Neuhäuser, M. When should we use one-tailed hypothesis testing. Methods in Ecology and Evolution. 1 (2), 114-117 (2010).
- Young, J. W., et al. The odour span task: A novel paradigm for assessing working memory in mice. Neuropharmacology. 52 (2), 634-645 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Krakenberg, V., et al. Technology or ecology? New tools to assess cognitive judgement bias in mice. Behavioural Brain Research. 362, 279-287 (2019).
- Krakenberg, V., et al. Effects of different social experiences on emotional state in mice. Scientific Reports. 10, 15255 (2020).
- Bračić, M., Bohn, L., Krakenberg, V., Schielzeth, H., Kaiser, S. Once an optimist, always an optimist? Studying cognitive judgment bias in mice. EcoEvoRxiv. , (2021).
- 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).
- 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).
- 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).
- Deacon, R. M. J. Burrowing: A sensitive behavioural assay, tested in five species of laboratory rodents. Behavioural Brain Research. 200 (1), 128-133 (2009).
- 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).
