JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
русский

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

Неинвазивный, в-пера Подход тест для лабораторных домашних свиней

Published: June 05, 2019
doi:
10.3791/58597
, , , , , , , , , ,
1Animal Sciences and Industry,Kansas State University, 2DynaSim Technical Services, INC, 3Center for Injury Biomechanics,Virginia Polytechnic Institute and State University, 4Applied Research Associates, Inc., 5Lucent Research, LLC, 6Department of Neurological Surgery,University of Washington

Summary

Этот протокол описывает новый поведенческий тест -тест человеческого подхода в домашней ручке свиней-для того чтобы обнаружить функциональные дефициты в корыборгах лаборатории после subconcussive черепно-мозговой травмы.

Abstract

Травматические травмы головного мозга (TBI) заболеваемость увеличилась как среди гражданского, так и военного населения, и многие исследователи принимают свиную модель для TBI. В отличие от моделей грызунов для TBI, Есть несколько поведенческих тестов, которые были стандартизированы. Более крупное животное требует более инвазивной обработки в испытательных зонах, чем грызуны, что потенциально добавляет стресса и вариации в реакции животных. Здесь описан тест на человеческий подход (HAT), который был разработан для проведения перед домашней ручкой лабораторных свиней. Это неинвазивный, но достаточно гибкий, что он позволяет различия в жилье настройки.

Во время HAT были разработаны три поведенческие этограммы, а затем была применена формула для создания индекса подхода (AI). Результаты показывают, что HAT и его индекс, ИИ, достаточно чувствительны, чтобы обнаружить мягкие и временные изменения в поведении свиней после мягкого TBI (mTBI). Кроме того, хотя конкретные результаты поведения зависят от жилья, использование ИИ уменьшает различия и позволяет проводить последовательные измерения в лабораториях. Этот тест является надежным и действительным; HAT может быть использован во многих лабораториях и для различных типов свиных моделей травм, болезней и бедствия. Этот тест был разработан для оптимизированного ручного метода штамповки времени, который наблюдатель последовательно тратит не более 9 минут на каждый образец.

Introduction

Человеческий mTBI часто определяется функциональным дефицитом, несмотря на отсутствиеглобальных структурных изменений или значительный отек в мозге 1,2,3. Действительно, у некоторых пациентов mTBI, характерной особенностью этой травмы является изменение ихпсихологического состояния при отсутствии каких-либо нейроанатомических изменений 4,5. Мы использовали свиную модель mTBI6, потому что мозг свиньи анатомически и физиологически ближе к людям, чем грызуны7,и соответствующие измерения могут обеспечить соответствующий набор общих элементов данных с людьми.

В последние годы, свиная модель приобрела интерес ученых нейротравмы и заинтересованных сторон mTBI для доклинических исследований; однако, в отличие от моделей грызунов TBI, Есть только несколько стандартизированных поведенческих тестов, которые позволяют для оценки аффективного состояния лабораторной свиньи (т.е. психологическое состояние)7,8,9, 10. Долгосрочная цель нашей лаборатории заключается в разработке нескольких дополнительных поведенческих наборов, которые достаточно чувствительны для измерения, когда свиньи испытывают субклиническую болезнь или когда животные находятся в состоянии, связанном с препатологическим стрессом.

Повторные поведенческие тесты, которые измеряют изменение аффективного состояния в лабораторной свинье, могут быть хорошими кандидатами для различения животного с препатологическим состоянием от здоровых животных. Например, в-пера HATs были использованы для коммерческого производства свиней, чтобы помочь фермерам выбрать здоровых свиней с хорошим темпераментом или изменить управление и жилищные стратегии, которые вызвали бедствия, травмы, и болезнь11,12. Эти тесты были использованы для количественной оценки мотивации и общего аффективного состояния одной свиньи или группы свиней13.

Наша лаборатория и другие исследователи измерили мотивацию у свиней путем количественной оценки трех категорий поведения: 1) исследовательские состояния, которые выражаются через ненатуртивное устное поведение (NNOB), где свинья использует свой рот, морду, или лицом, чтобы понюхать, лизать, жевать, и корень субстрата, или они грызть без субстрата14,15; 2) пространственные отношения свиньи с объектом или 16; 3) направление носа, которое используется вместо зрительного контакта, потому что свиньи имеют монокулярный17, но близоруким зрением, и они приоритеты их обоняние над видением18. Если здоровая свинья ассоциирует людей с полезными стимулами, они выражают высокую частоту NNOB, направляют свой нос к человеку, и стремятся получить ближе к близости к человеку11,16. Однако, после болезни, травмы, или печальный опыт, мотивация искать даже приятные стимулы уменьшается, и, таким образом, эти измеримые поведения, вероятно, уменьшается19. Свиной поведение исследователи отметили, что ангедония, отсутствие мотивации испытывать приятные стимулы, узнаваема и измерима у свиней в их домашней среде20. Таким образом, повторные HATs (до и после лечения) может служить в качестве чувствительной меры, чтобы отличить лабораторных свиней, обработанных субконтузивным mTBI от фиктивных (только анестезии) субъектов. Anhedonia является одним аффективным состоянием, что пациенты TBI могут испытывать21. HAT используется здесь имеет потенциал, помогая упорядочить перевод поведенческих результатов из животной модели в клиническую работу. HATs могут вводиться ежедневно в течение эксперимента, который также может помочь стандартизировать уход лабораторных свиней для оптимизации благополучия животных и животноводства22.

Здесь, используя HAT, поведенческие различия в результате mTBI в мини-свиньи зондируются. Минимизация поведенческой изменчивости была достигнута за счет использования неинвазивных мер HAT и позволяет свиньям акклиматизироваться к их домашним ручкам, рутинному управлению и ежедневному лечению. Традиционно для измерения поведения используется тестовая арена (например, тест с открытым полем). Тест в пене может быть полезен в лабораториях, которые имеют ограниченное пространство. Перемещение и обработка свиней в тестовой арене может вызвать стресс ответ (дистресс или eustress) и потенциально добавить к вариации ответов на тест. Тест в пере удаляет этот компонент обработки, и, следовательно, вероятно, уменьшает вариации от обработки стресса17. По этим причинам, изложенным выше, мы разработали ежедневный, в-перо HAT для этой модели mTBI.

Стандартизированные и количественные меры, которые должным образом определяют аффективное состояние животного, являются важными аспектами в разработке нового теста поведения. Кроме того, тесты должны быть повторяемыми в нескольких лабораториях. Здесь, для разработки этого протокола, HAT был протестирован в трех лабораториях различных жилищных систем. Три субетхограммы были созданы для метки времени конкретного поведения из образца видео. Затем была создана взвешенная формула для включения трех этиграмм и обеспечения использования HAT в нескольких лабораториях. Хотя этот тест был разработан и используется специально для мини-свиней, обработанных субконтузивным mTBI, методы и протокол, разработанный здесь, будут иметь приложения для различения разницы между субклинически травмированных / больных или проблемных свиней и здоровая свинья.

На результаты поведения могут влиять одноразовое и групповое жилье, пособие на свободное пространство, тип используемого пола, тип используемого забора, расположение корма и воды, зона дефекации и место обогащения окружающей среды. Таким образом, были рассмотрены три типа жилья(рисунок 1): тип жилья был в Университете штата Канзас (Манхэттен, KS); жилье типа B и C были в Вирджинии Технологический университет (Арлингтон, Штат Вирджиния). Индивидуальный Институциональный комитет по уходу за животными и использованию (IACUC) в каждом месте одобрил использование средств и процедур.

Для разработки этиграммы жилья типа А(рисунок 1A), Миннесота-кросс мини-свиньи (кабаны No 7, позолота No 1; Национальный научно-исследовательский центр свиней, Колумбия, MO; возраст no 25.6 и 3.66 (среднее значение – стандартное отклонение (SD)) недель были размещены в помещении в одиночных ручках с животными дружественных напольных покрытий (IACUC #3881). Свиньи, используемые для этого протокола были в добром здравии не было лечения применяется. Для разработки протокола для жилья типа B, Yucatan мини-свиней (возраст No 25,3 и 2,80 недель (средний sD) были однодоменные(рисунок 1B) в Вирджинии Tech объектов (IACUC #15-060). Лечение животных описано в другом месте29 и включает индукцию субконтузивного mTBI с использованием взрывной волны избыточного давления или фиктивного контроля (только анестезия). Для разработки протокола жилья типа C, пять женщин Гёттинген мини-свиней (возраст No 23,7 и 1,18 недель (средний SD) были парные дома в Вирджинии Tech в большой ручке (Рисунок 1C; МАКУК #15-060). Первые две жилищные условия являются типичным лабораторным жильем или содержат однодомных свиней. Тип жилья C является нетипичной жилищной среды, которая может вместить двух или более свиней и может рассматриваться в большей степени обогащенной окружающей среды, чем стандартное лабораторное жилье. Этот протокол может быть использован в разных типах жилья, если соблюдаются следующие методы.

Protocol

Индивидуальный IACUC в каждом месте (Университет штата Канзас и Технологический университет Вирджинии) одобрил использование средств и процедур. 1. Установка камер и ручек и создание рутины Перед размещением животных в их ручки, исправить камеры на 90 “угол над каждой ручкой (см. Таблица материалов для предлагаемой системы камеры). Запись животных непрерывно на 30 кадров / с (fps), либо в течение всего исследования или только во время тестовых сессий. Исправьте чаши, подошвы, коврики и игрушки с болтами и цепями. Поместите звуковые машины, которыепостоянно играют белый или розовый шум (например, звук водопадов) в свиней объекта.ПРИМЕЧАНИЕ: Внешние внезапные шумы (например, открытие и закрытие дверей) могут вызвать поразив рефлекс во время сеансов23,24. Рандомизация или расслоение лечения по перу по всему объекту. Настройка установленной процедуры животноводства. Это поможет свиньям знать, когда ожидать, что люди будут чистить ручки, кормить и обрабатывать их, и выполнять тест. Используйте знакомое лакомство, чтобы свиньи ассоциировать людей с наградой. Используйте кликер во время вознаграждения, чтобы свиньи, чтобы связать щелкающий звук с наградой. Не используйте вокализации и визуальные сигналы, чтобы ознакомить свиней с наградой (см. Таблицаматериалов). Проведите сеансы перед утренним обедом или перед размещением нового корма для ad libitum кормили свиней. 2. Идентификация свиней Сделать предметы, идентифицируемые на видео-канал, даже если они являются однодомейными. Убедитесь, что наблюдатели остаются слепыми к лечению и беспристрастным во время timestamping с системой маркировки, которая не связана с лечением. Используйте ленту медицинского класса (см. Таблицаматериалов), которая прилипается к полосе клейкой ленты определенного цвета, круглой формы и узора. Используйте один круглый патч, чтобы отметить верхнюю часть свиньи и один вниз с каждой стороны (см. Рисунок1, зеленый и синий маркеры). Мазок тег цемента (менее 0,35 г) на ленточных углах, чтобы помочь увеличить долговечность присоединения.ПРИМЕЧАНИЕ: Слишком много цемента метки не высохнет очень быстро, в результате чего лента упадет преждевременно. Устранение неполадок и настройка стратегии маркировки в период акклиматизации, так что официальные тесты выполняются эффективно и без дополнительного стресса для свиней. Используйте листы сбора данных для отслеживания маркировки и идентификации объекта (см. Дополнительный файл 1 для примерного листа данных).ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы удалить ленту, не сорвать ленту, потому что это вызовет боль, если какие-либо волосы вытащил. Он может либо slough покинуть сам по себе, на водной основе смазки может помочь выбить его, или он может быть сбрил с клиперами. Если лента отрывается в нежелательное время, подготовить дополнительную ленту маркировки и повторно его в то время как свинья ест еду, а не сдерживая свиньи. 3. HAT сессий Пойтете, что люди-испытательы носят такую же шлем, coveralls, ботинки, запахи, etc. каждое время сеанс дирижирует. Проводите сеансы ежедневно, по крайней мере в 3 раза, перед лечением, а затем ежедневно после этого. Свинья может находиться в любой области в своей ручке перед началом сеанса. Чтобы начать сеанс, попросите тест-человека отказаться от лечения в миску или перед ручкой и нажмите кликер 3x. Испытатель-человек должен поместить свои руки из виду свиньи и стоять неподвижно во время испытания. Попроси другой исследователь пометить начало сеанса на листе данных и запустить таймер. После 120 с, исследователь молча сигналы тест-человек, чтобы перейти к следующему вопросу и перезапустить тест. 4. Создание HAT этиграммы для программного обеспечения Построить этиграммы (см. рисунки 1 и 2 и дополнительное видео 1) в рамках одного проекта с использованием специализированного программного обеспечения.ПРИМЕЧАНИЕ: Пространственное поведение является расположение милиемы животного по отношению к человеку. В этиграммах пространственные отношения должны быть настроены на перо животного и публиковаться каждый раз, когда используется новая настройка пера(рисунок 1). В этой категории поведение считается взаимоисключающим. Пространство разделено на четыре области, с различными уровнями подхода(рисунок 1). Области стандартизированы по типам жилья. Ближайший, или подняться (Cl) означает, что свиньи могут подняться на забор, чтобы получить доступ к человеку; Поэтому скалолазание считается пространственным поведением, которое указывает на то, что свинья наиболее активно ищет контакт с человеком. Близко (Co) обозначает область в пределах 61 см от человека. Середина (M) – это область в пределах 61-122 см от человека. Далеко (F) является площадью 123 см или более от человека. Структурное поведение фокусируется на ориентации всего тела или частей тела(рисунок 2). Создайте две структурные категории: 1) положение свиньи-носа и 2) активное состояние свиньи. Используйте рисунок 2A для определения направленности (направление 1 обозначает, что свинья направляет свой нос к человеку; направление 2 означает, что свинья направляет свой нос от человека). Разделите поведение активности (рисунок2B) на три взаимоисключающих состояния подхода: NNOB, стоять или ходить без NNOB, и отдыхабезы без NNOB (см. цветовое кодирование в этиграммах в видео).ПРИМЕЧАНИЕ: NNOB используется для описания, когда свинья использует свой рот, морда, или лицо лизать, нюхать, жевать, кусать, руб, или корень ненаптрического объекта искать либо знакомство или новые возможности. Поэтому, когда он находится в этом активном состоянии, он заинтересован и в человеке, и в состоянии подхода. Если накладные камеры используются под углом 90 градусов, положение носа свиньи и движение головы являются индикаторами NNOB. Иногда, свиньи будут грызть или фиктивные жевать; нос можно увидеть, но голова движется вверх и вниз. Стенд или ходить без NNOB используется для описания, когда свинья находится в вертикальном положении, голова по-прежнему, и нос не касаясь субстрата или жевать, что означает, что он находится в менее подход государства. Отдых без NNOB используется описать, когда свинья отдыхает, лежа или сидя, что является наименее состояние подхода в этой категории поведения. 5. Timestamping видео для эффективности и надежности Основываясь на времени начала, записанном сборщиком данных, отодевайте отснятый материал в точные, 3 минуты сеансов. Метод штамповки времени займет 9 минут за сеанс. Используйте только до двух обученных наблюдателей для штампа времени видео.ПРИМЕЧАНИЕ:: Если два наблюдателя используются, внутри-наблюдатель вариации должны быть количественно, оценены, скорректированы, а затем сообщили, как коэффициент корреляции Пирсон после того, как наблюдатели timestamped же образец видео (для методов, см. Мартин и Бейтсон25). Установите скорость воспроизведения на 1x регулярной скорости (т.е. 30 кадров в секунду). Не останавливайтесь, не окручивайте назад или не наматывайте на кадр за кадром. Timestamp каждая категория взаимоисключающих моделей поведения отдельно. Временное метка пространственного поведения. Перезапустите видео. Временной метки структурного поведения. Перезапустите видео. Timestamp для структурного /носа поведение позиции . Для обобщения данных используйте продолжительность каждого исхода поведения (см. Дополнительные видео 2 и 3). Измерения продолжительности должны быть преобразованы в процент времени для категории. 6. Индекс подхода Примените формулу(Рисунок 3), так что каждый структурный и пространственное поведение сочетается для создания ИИ (Рисунок3, Рисунок 4). ИИ используется в дополнение к отчетности поведения и категорий отдельно, как цифры(рисунок 5) или в таблеточной форме.ПРИМЕЧАНИЕ: Ознакомиться с деталями программного обеспечения можно посмотреть «Таблица материалов». В каждой категории продолжительность поведения сначала преобразуется в проценты (продолжительность поведения делится на общую продолжительность тестового сеанса). Каждое поведение взвешивается на основе уровня подхода(рисунок 3). Поведение избегания (процент времени в дальней зоне, отдыхая, с отвернувшимся носом) умножается на 0. Поведение с умеренным подходом (процент времени в средней области, обращенный к человеку, и стоя с головой по-прежнему) умножаются на 1. Наибольший уровень поведения подходов (процент времени в близкой и ближайшей области и с указанием NNOB) умножается на 2. Затем каждая категория дополнительно взвешивается 3, 2 и 1 для пространственной, носовой ориентации и активности, соответственно. Для создания процентной шкалы применяется константа (0.10). Например, если свинья сталкивается с человеком, находится в близкой/ближайшей области, и выполняет NNOB в течение всего испытательного сеанса, обратите внимание, что ИИ составляет 100% (красная свинья на рисунке 3). В отличие от этого, если свинья находится в дальней области, не сталкивается с человеком, и остается в остальной позиции в течение всего испытательного сеанса, ИИ составляет 0% (черная свинья на рисунке 3). Свиньи в близкой зоне могут иметь тот же ИИ, как свинья выполнения NNOB в середине области, если они отвернулись от человека и стоял с головой еще (оранжевые свиньи на рисунке 3).

Representative Results

Три типа жилья (A, B и C; см. рисунок 1) были использованы в трех различных лабораториях для HATs. Структурные категории поведения и ориентация головы и тела были использованы в HATs во всех лабораториях и экспериментов, как представлено на рисунке 2. В таблице 1 представлены данные, собранные из всех трех типов жилья, и описательные статистические данные, которые были выполнены с использованием данных, полученных от предварительно обработанных здоровых свиней во время HAT. Далее была разработана формула для расчета ИИ на данных, полученных в ходе HATs (см. рисунок 3). Результаты показывают, что использование ИИ уменьшило вариации(таблица1) в собранных данных. Это важный вывод, поскольку менее переменные данные позволят использовать менее экспериментальных животных для обнаружения меньших различий. Для таблицы1, описательные статистические данные были получены с использованием процедуры PROC UNIVARIATE (см. Таблицу материалов для конкретной информации о программном обеспечении). Для сравнения результатов поведения типа жилья каждой лаборатории была использована процедура MIXED с моделью повторяющихся показателей. Свинья рассматривалась как случайная переменная. В качестве структуры ковариантного ковариантного типа был выбран авторегрессивный тип первого порядка. Наименее квадратные средства были разделены с помощью метода регулировки Туки-Крамера. Значение было определено как P 0.05. Далее, было определено, если тот же человек или другой человек экспериментатор должен быть использован для каждого тестового сеанса HAT. Для сравнения незнакомых реакций поведения на знакомые ответы была использована процедура MIXED с моделью повторных мер. Свинья рассматривалась как случайная переменная. В качестве структуры ковариантного ковариантного типа был выбран авторегрессивный тип первого порядка. Наименее квадратные средства были разделены с помощью метода регулировки Туки-Крамера. Значение было определено как P 0.05. Мы обнаружили, что не было никакой разницы в ИИ, когда знакомый человек был использован по сравнению с тем, когда незнакомый человек был использован во время тестирования (см. данные в таблице 2). Если свиньи никогда не было каких-либо неблагоприятных взаимодействий с людьми, они, как правило, обобщенные и связаны все люди положительно с пищей26. Период акклиматизации протокола HAT был определен на примере индексов подхода свиней из жилищного типа А (336 тестовых сессий). HAT начал на 8 день после прибытия и был выполнен дважды знакомым человеком (который провел предыдущую неделю обработки свиней) и незнакомый человек (который не имел предыдущего контакта со свиньями). Для определения влияния времени на исходы HAT была использована процедура MIXED с моделью повторных мер. Свинья рассматривалась как случайная переменная. В качестве структуры ковариантного ковариантного типа был выбран авторегрессивный тип первого порядка. Наименее квадратные средства были разделены с помощью метода регулировки Туки-Крамера. Значение было определено как P 0.05. Как указывалось выше, данные не обнаружили разницы между ответами от знакомого или незнакомого воздействия на человека(таблица 2). Тем не менее, период акклиматизации был определен на основе дней 9, 11 и 13 отображения ИИ, которые были значительно ниже, чем все другие дни. Базовый уровень должен включать как минимум три измерения после акклиматизации, но мы рекомендуем шесть сеансов для расчета среднего ИИ в качестве ковариата в моделях. Чтобы определить, если HAT методы могут отличить mTBI обработанных свиней от фиктивных обработанных свиней, HAT данные от 12 свиней за день до (-1) и 3 дня после того, как они были обработаны либо анестезии29 только (обман) или анестезии и взрывной волны воздействия с помощью ударной волны трубка29 до пика пси 47,4 и 13,6 SD длиной 4,7 и 0,9 мс SD (взрыв). Данные были проанализированы ограниченной вероятностью ANOVA с использованием смешанной модели процедуры в статистической программе программного обеспечения. Этот анализ определил различия между лечением, временем и их взаимодействиями. Сообщается, что максимальный SEM от модели, и P qlt; 0.05 был признан значительным. ИИ включает в себя все поведения(рисунок 3). В дни 1 и 2 после лечения, Мера ИИ отличается mTBI свиней от фиктивных свиней (P lt; 0,05; Рисунок 4). Поведение может быть проанализировано и представлено в рамках их взаимоисключающих категорий(рисунок 5). Мера близкого пространственного поведения отличала свиней от фиктивных свиней в дни 1 и 2 после лечения (P qlt; 0.05; Рисунок 5А). Аналогичным образом, направление носа, время отдыха, и NNOB измерений отличается фиктивных свиней от взрыва свиней на дни 1 и 2 после лечения(Рисунок 5B и 5C). Рисунок 1: Пространственная категория поведения трех различных типов лабораторного жилья. Этаграмма устанавливается по отношению к человеку (следы), а также по размеру свиньи к количеству свободного пространства. Наибольший уровень подхода к этой категории поведения, когда свинья пытается подняться на панели ближе всего к человеку (Cl; ближайший или подняться). Обученные метки времени наблюдателя “близки” (Co; 0-61 см от человека), “средний” (M; 61-122 см от человека) и “далеко” (F; 123 см от человека), когда уши свиньи или более находятся в этих пространственных областях. Каждая лабораторная ручка была установлена с одной или двумя чашами для двухдневного кормления, водораздела (W) и игрушки. ()Каждый 50 кг кабана был одноместный в 190 см х 114 см ручки с тертым полом. (B) Каждый 50 кг кабана размещали на черном коврике с тертым полом и стоком в задней части пера. (C) Кабаны примерно 10 кг были парные дома в 274 х 366 см ручки, с бетонным полом, коврик, дренаж, и фиксированные чаши и игрушки. Цветовые полосы (например, зеленый и синий) представляют собой стратегию маркировки. Все свиньи на диаграмме отмечены зелеными или синими пятнами в качестве примеров для маркировки и идентификации свиней на видео. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 2: Категории структурного поведения, используемые во всех трех лабораториях и экспериментах. (A) Для категории ориентации головы, свинья стояла перед либо к или от человека или движущегося объекта. (B) Для категории ориентации тела, голова свиньи была либо вниз, выполняя ненамеривных устных поведения (NNOB); в вертикальном положении, стоя или ходьбе, но голова не движется или вниз; в состоянии отдыха, которое включает в себя сидение или лежа. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 3: Формула индекса подхода и диаграмма. Индекс подхода был разработан для размещения всех комбинаций поведения по шкале от 0 до 100, при этом 0 из которых свинья в наименьшем состоянии подхода (в дальнем разделе, нос отвернулся, лежа с головой еще) и 100 в закрытом разделе , нос указывая на человека, выполняя NNOB. Программное обеспечение (см. Таблица материалов для получения дополнительной информации) было использовано для измерения поведения, чтобы они выровнялись линейно. Каждая структура свиньи представляет собой точку данных, которая линейно выравнивается из каждой категории. В каждой категории продолжительность поведения сначала преобразуется в проценты (продолжительность поведения делится на общую продолжительность сеанса тестирования). Затем каждое поведение взвешивается на основе уровня подхода. Поведение избегания (процент времени в дальней зоне, отдых, с отвернувшимся носом) умножается на 0. Умеренное поведение подхода (процент времени в средней области, обращенный к человеку, и стоящий с головой по-прежнему) умножается на 1. Наибольший уровень поведения подходов (процент времени в близких и ближайших областях, выполняющий NNOB) умножается на 2. Затем каждая категория дополнительно взвешивается 3, 2 и 1 для пространственной, носовой ориентации и активности, соответственно. Для масштабирования данных по всему диапазону от 0 до 100 процентов применяется константа (0.10). Тепло-карта-подобная цветовая схема используется для представления свиньи в наиболее подходном состоянии по сравнению со свиньей в наименьшем состоянии подхода (черный). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 4: Индекс приближения свиней, обработанных взрывоволной экспозицией. Эта цифра показывает индекс приближения свиней за 1 день до (-1) и 3 дня после того, как они были обработаны либо анестезией только (обман, n No 6) или анестезии и взрывной волны воздействия пик пси 47,4 и 13,6 SD для длины 4,7 и 0,9 мс SD. Бары ошибок представляют SEM. P-значения для лечения 0,032 евро, на время – 0,033, а для лечения x время – 0,012. Данные были проанализированы ограниченной вероятностью ANOVA с использованием смешанной модели процедуры в статистической программе программного обеспечения. Этот анализ определил различия между лечением, временем и их взаимодействиями. Сообщается, что максимальный SEM от модели, иP qlt; 0,05 считается значительным. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Рисунок 5: Укладываемый барный метод отображения поведения. Эти панели показывают стек-бар метод отображения поведения для (A) пространственное поведение, (B) направление носа, и (C) активность свиней 1 день до (-1) и 3 дня после того, как они были обработаны либо анестезии только (обман, п 6) или анестезия плюс взрывно-волновое воздействие на пикп-пси 47,4 и 13,6 SD длиной 4,7 и 0,9 мс SD. Для этого эксперимента был использован тип b. Все взаимоисключающие поведения могут быть представлены в каждой сложенной диаграмме бара. ()Обработка x время P-значения для пространственного поведения далеки – 0.060, середина 0.110, «близко» 0.014, самый близкий й 0.557; (B) обработка x время P-значения для направления носа являются «lt; 0.001»; (C) обработка x время P-значения для деятельности являются Обработка P-значения были отдыхают й0.046, стойка 0.584, и ЗНОБ » 0.042. Объединенные SEMs были(A ) 7.5%, (B) 9.6%, и (C) 9.7%. Каждый поведенческий результат анализировался ограниченной вероятностью ANOVA с использованием смешанной модели процедуры в статистической программе (см. Таблица материалов для конкретной программы), а затем были объединены в диаграмму. Анализы определили различия между лечением, временем и их взаимодействиями. Сообщается, что максимальный SEM от модели, и P qlt; 0,05 считается значительным. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры. Статистика ANOVA по типам жилья Описательная статистика для всех здоровых данных свиньи Lol экспериментальные единицы Тип жилья P- Lol Квантилы, % для обнаружения – % от управления1 A B C Sem Значения Obs. Μ Sd CV% Sem Мин 25 50 лет 75 лет Макс 25 50 лет 75 лет 100 200 г. Подход-индекс, % 75.4 69,2 76,6 5,5 0,318 288 г. 74 17 Лет 23 1 0.00 70 лет 80 84 99 лет 18 лет 4 3 3 3 Длительность расположения пера, % Далеко 8,5а 5,3а 23.0b 4,8 0,008 288 г. 10 Лет 20 200.1 1,2 0.00 0.00 0.00 10 Лет 100 — 336 год 149 г. 84 21 год Классическая 18,9 46 13.75 16.2 0,066 288 г. 23 29 125 г. 1,7 0.00 2 10 Лет 32 год 100 526 г. 131 год 58 33 8 Закрыть 72,4а 43,9б 62,4а 12.8 0,032 288 г. 23 29 123,9 1,7 0.00 47 год 78 93 г. 100 509 127 г. 57 32 год 8 Ближайший (восхождение) 0.00 8.9 8.9 0.00 3.1 0,001 288 г. 67 32 год 47,8 1.9 0.00 46 80 95 г. 100 74 19 лет 8 5 3 Закрыть и закрыть 72,5 53 62,3 14.9 Для того, чтобы 0.311 288 г. 68 32 год 46,6 1.9 0.00 46 78 93 г. 100 74 19 лет 8 5 3 Продолжительность деятельности, % Ложь/сидите с головой еще 5,6а 0,0б 17.0c 1,8 0,001 288 г. 1,3 5 393,7 0,3 0.00 1 3 7 (г. 59 — — 579 г. 326 г. 82 год Стенд /прогулка с головой по-прежнему 48,3а 63.6a,b 83,5б 10 Лет 0,006 288 г. 52 год 43 82.1 2,5 1 7 (г. 47 год 100 100 226 57 25 14 Год 4 NNob 81,5 57,7 71.1 13.3.2.2.2.2.2 0,109 288 г. 77 лет 28 36.4 1,7 0.00 66 91 год 98 лет 100 44 11 Год 5 3 3 Направление головы, продолжительность, % В гостях 24,7а 17.4a 50,7b 4,5 0,001 288 г. 26 21 год 79,3 1,2 0.00 10 Лет 22 Г. 39 92 г. 212 Г. 53 24 13 Год 3 К 75,3 а 82,6 а 49,3 б 4,5 0,001 288 г. 74 21 год 27.8 1,2 8 62 год 79 90 лет 100 26 6 3 3 3 Таблица 1: Для создания этого набора данных были изучены базовые измерения HAT для всех типов жилья. Результаты поведения были проанализированы ограниченной вероятностью ANOVA с помощью процедуры MIXED программного обеспечения статистического анализа. Эти анализы определили различия между продолжительностью поведения и индексом подхода каждого типа лабораторного жилья. Сообщается, что максимальный SEM от модели, и P qlt; 0.05 был признан значительным. Кроме того, для описательной статистики использовалась процедура программного обеспечения для статистического анализа УНИВАРИАТЕ. Значение доверия (CV) % было затем введено в экспериментальный калькулятор блока27 и условия для ожидаемых различий между 2 обработками были расмотрены. Лечения P-ценности Знакомы Незнакомых Sem Trt Время ТРТ-Время Подход-индекс, % 84,8 84.4 3.06 Для 0,766 0,002 0,661 Длительность расположения пера, % Далеко 10.7 10.1 3.49 3,49 0,844 0,008 0,522 Классическая 18,7 17.6 3.38 0,717 0,014 0,918 Закрыть 70.4 72.3 5,25 0,617 Злт;0,001 0,895 Продолжительность деятельности, % Ложь или сидеть, нет NNOB 5,8 5,8 0,8 0,995 Злт;0,001 0,901 Стенд или прогулка, нет NNOB 5,5 5,5 1.4 0,995 Злт;0,001 0,524 NNob 82.1 83,3 4.12 12.12.2.2. 0,722 0.0029 0,617 Направление головы, продолжительность, % В гостях 23,9 23 2.81 0,725 Злт;0,001 0,329 К 76.1 77 лет 2,8 0,725 Злт;0,001 0,329 Таблица 2: Эксперимент был проведен на семи свиней из жилья типа А. Каждый день проводились по две сессии. Для каждой сессии, один знакомый (женский) или один из семи (три мужчины и четыре женщины) незнакомых людей был использован в HATs. Первым пошел тот же знакомый человек, и были использованы семь незнакомых людей. Была изучена модель ANOVA для программного обеспечения статистического анализа для лечения (знакомого или незнакомого), времени (дня) и их взаимодействия. Дополнительное видео 1: Настройка программного обеспечения Observer с субтитрами. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл. Дополнительное видео 2: Экспорт данных с субтитрами. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл. Дополнительное видео 3: Анализ данных с субтитрами. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл. Дополнительный файл 1: Пример сбора данных листа. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить этот файл.

Discussion

Мягкие травмы мозга, которые не приводят к откровенным анатомических и структурных изменений, обнаруживаемых с состоянием современных изображений может быть трудно определить и лечить28. Тем не менее, пациенты с mTBI особенно уязвимы к дополнительным оскорблениям, которые могут привести к значительному повреждению мозга, и, следовательно, важно, чтобы эта популяция была идентифицирована. Поведенческие тесты, разработанные в мини-свиньи модель mTBI особенно актуальны для человека mTBI пациентов, потому что свиньи имеют аналогичную физиологию, как люди и выразить аналогичные аффективные состояния, такие как ангедония8,9,10 ,20. Здесь мы разработали неинвазивный, в-пера поведенческий тест (HAT), и показали, что он достаточно чувствителен, чтобы отличить mTBI свиней от фиктивных свиней. Кроме того, взвешенный индекс (ИИ) был разработан для поведения, наблюдаемого во время HAT, которые повсеместно распространены в жилых и типах свиней.

Модификации и устранение неполадок:

Методологии HAT были созданы на основе руководящих принципов25 по этике и нескольких стратегий проб и ошибок для повышения надежности, повторяемости и достоверности теста6. Меры надежности помогли определить сильные и слабые стороны теста. Надежность определяет степень, в которой измерение повторяется и последовательно и свободно от случайных ошибок28,29. Мы ранее сообщали о внутри- и interobserver надежности HAT, и с дополнительными структурными ethograms, reliabilities столь же высоки (Пирсон R2 йgt; 0.90) для продолжительности6. Частота и задержка требуют подготовленных наблюдателей, в то время как показатели продолжительности менее зависят от наблюдателей, и, следовательно, более надежны в лабораториях30.

Надежность в лаборатории и повторяемость в лабораториях зависит от методов. В нашей лаборатории видеосистема записывалась непрерывно, файлы первоначально хранились как 5-минутные файлы, а некоторые сеансы HAT происходили в течение двух файлов. Меньше ошибок было сделано, когда точное время из листа данных было использовано для клипа и комбинировать видео. Перед разработкой этиграммы наблюдателям было разрешено приостановить, остановить и перемотать видеоматериалы, чтобы проштамповать все поведение во всей этиграмме. Этот метод не только вызвало изменение в timestamping каждого образца, начиная от 3 мин до 20 мин, но между- и в пределах наблюдателя надежность была также плохой для большинства поведения. Таким образом, мы установили скорость воспроизведения, и наблюдатели метки времени каждой категории за один раз. Поэтому, когда надежность была низкой только в одной категории, наблюдатели независимо от графика только категории, а не всей этиграммы, после того как они проконсультировались с определениями и кадры вместе. Методы воспроизведения уста и категории позволяют последовательно прогнозировать, сколько времени требуется для метки времени в каждой выборке. Для проектов, которые охватывают более месяца, важно регулярное рассмотрение закодированных видео и надежность в рамках наблюдателя.

Другим фактором, снижающий надежность и повторяемость, является настройка видео. Первоначально использовались портативная камера и штатив, которые перемещались с пера на ручку. Когда этот метод был использован, свиней необходимо было ввести в штатив и камеру перед HAT; в противном случае, свиньи, как представляется, реагируют на штатив и движение больше, чем на тест-человека. Кроме того, углы неоверхедной камеры ограничивали взгляд наблюдателя во время метки времени, а восприятие глубины пространства увеличивало вариации внутри- и между наблюдателями в пространственных измерениях поведения; Поэтому мы разработали протокол с фиксированными камерами. При использовании этого метода необходимо проявлять дополнительную осторожность, чтобы убедиться, что камера находится правильно перед каждым тестом, и требуется больше времени для настройки между сеансом каждой свиньи. Тем не менее, мы узнали, что непрерывная система видео накладных расходов необходимо, чтобы начать свою первоначальную запись в полночь по крайней мере 24 ч до первого HAT. Дисплей метки времени для многих видеосистем не является точным и синхронизируется с кадром; поэтому мы больше не полагаемся на время отображения. Полночь начинается допускается для точного захвата кадра и редактирования видео, и отображение метки времени не был использован.

Кроме того, акклиматизация свиней и настройка рутины было важно при устранении неполадок этого теста. На кадрах свиней, которые не были хорошо акклиматизированы к окружающей среде, темп был замечен во время HAT. Это показатель того, что свинья может находиться в возбужденном состоянии31, а не в исследовательском состоянии32. Акклиматизация периоды трех или более недель может уменьшить количество свиней, что темп в эксперименте. Однако, если темп сохраняется на протяжении всех периодов отбора проб, этаграмма, возможно, потребуется настроить, чтобы включить прогулки и стоя на месте.

Достоверность — это степень, в которой измерение представляет предполагаемую область задаваемого вопроса25. При первой разработке HAT, мы использовали только пространственную этуграмму. Определения пространственного поведения этиграммы точно и конкретно описывают близость к человеческим ипорам и прямо говорят наблюдателю, сколько места оставляет свинья между собой и человеком. Однако, как только эти методы необходимы для применения в новой лаборатории настройки, мы признали, что пространственные этиграммы являются лабораторными конкретными. Размеры пера и размещение других объектов влияют на исход пространственной этиграммы; поэтому, диаграмма с измерениями и особенностями пера будет нужно быть опубликованным если установка пера ранее не была сообщена. В дополнение к отчетности о среде пера, структурное поведение было добавлено в этиграмму. В отличие от пространственного поведения, структурное поведение может быть оценено более легко в лабораториях; эти поведения имеют силу, потому что они конкретно описывают уровень свиньи активного состояния. Когда свинья отдыхает, она, скорее всего, не мотивирована приближаться и не может изменить положение, чтобы подойти так же быстро, как стоящая свинья. Аналогичным образом, свинья, отображающая NNOB, находится в исследовательском состоянии, но свинья с головой все еще, стоя, скорее всего, в кататоническом состоянии. Ориентация носа помогает с действительностью, потому что нос, уши, а затем глаза то, что свинья использует для сбора информации о человеке.

Ограничения техники:

Потенциальная проблема с этой техникой является изменчивость в реакции свиней на тест-человека. Кроме того, свиньи будут смотреть на руки тест-человека, который может вызвать непреднамеренное cueing этим человеком. Таким образом, эти ограничения были выражены в экспериментальном тестировании 1) реакции свиней на знакомых человека и незнакомых людей, и 2) стандартизации, что после того, как гранулы упал, тест-человек стоит на месте и ставит руки из свиной взгляд. Данные показали, что не было никакого лечения или лечения х разница во времени во время HAT (Таблица 2), предполагая, что HAT может управляться либо знакомые или незнакомые люди. Другие исследователи предполагают, что свиньи, как правило, обобщать о людях на основе предыдущих взаимодействий11,12,13; поэтому, предыдущий опыт свиньи с людьми должны быть положительными. Эта проблема также может быть решена с помощью бдительного экспериментального дизайна; для каждого блока необходимо достаточное количество экспериментальных блоков, представленных для каждого лечения, представляющего интерес.

В этом исследовании, хотя было только два опытных наблюдателей timestamping все видео для всех трех типов жилья, были различия между типами жилья для конкретных результатов поведения (Таблица 1). Например, свиньи в жилых типа В входили в ближайшую зону чаще, чем свиньи в жилых типах А и С. Это, вероятно, из-за разницы в материале пера; в корпусе типа B, передняя часть пера была цепной, связанной ворота с горизонтальными барами, что позволило свиньи подняться на ворота во время HAT. Типы жилья А и С, с другой стороны, имели вертикальные решетки и меньше горизонтальных поверхностей для свиней, чтобы подняться на. Эта изменчивость может быть исправлена путем добавления продолжительности расходов в близких и ближайших областях, прежде чем сравнивать их между типами жилья(таблица 1; P йgt; 0.10). Тем не менее, свиньи в жилье типа C провел больше времени в дальней области, чем в жилых типов И И Б(таблица 1; P Злт; 0,05), который, вероятно, из-за размещения водоплавающих в задней части пера, а не в передней части пера. Это ограничение, которое может быть исправлено, если лаборатории решили стандартизировать размещение водоемов, чаш и игрушек и убедиться, что они исправлены так, что свинья не перемещает объект в другую область.

Этот тест имеет большую доступность для лабораторий всех типов, но, как упоминалось ранее, ручная штампованная пространственная этаграмма и измерения будут больше варьироваться в разных лабораториях. Тем не менее, тело- и голова структурных этиграммы повсеместно. Лаборатории, которые имеют доступ к проверенным, автоматизированным отслеживаниям свиней, могут извлечь выгоду из того, что пространственная этаграмма отслеживается автоматически, а не вручную, потому что перемещение расстояния и скорость движения могут быть дополнительными результатами поведенческих мер от HAT. Ограничения, связанные с настройкой в загоне и традиционными технологиями, а не с тестовыми зонами и технологиями автоматического слежения, могут быть устранены путем адаптации формулы ИИ. ИИ предоставляет стандартизированные измерения и терминологию того, как отдельные свиньи используют свое пространство пера и выражают интерес к человеку. Этот расчет, полученный из общих мер поведения, чувствителен к свиным моделям субконтузивного mTBI и, возможно, других состояний субклинической травмы или болезни. Кроме того, ИИ уменьшает случайные вариации во время экспериментов и может быть легче сравниваться в экспериментах и лабораториях, чем методы, которые полагаются на более конкретных экспериментов измерений. Структурное поведение послужило основой для этой формулы, потому что такое поведение является стандартным измерением в различных процедурах, в то время как пространственное поведение зависит от настройки пера, количества свиней в ручке и системы слежения. Например, мы заметили, что, когда две здоровые свиньи проверяются в ручке, они будут выполнять аналогичные пространственное поведение, приближаясь друг к другу, но свинья, которая следует за первым может сориентировать свой нос больше к его ручку, чем к человеку и выразить больше NNOB , потому что свинья, которая ведет служит в качестве дозорного. Тем не менее, ИИ помогает уменьшить эту вариацию даже от парного поведения.

Хотя ИИ является отличным набором инструментов для стандартизации теста в лабораториях, исследователи все еще могут захотеть изучить результаты поведения в рамках лабораторных или экспериментальных тестов, особенно если у них достаточно энергии (т.е. экспериментальных единиц и повторные тесты) в одном эксперименте. Таким образом, таблица 1, содержащая все результаты поведения, дисперсию, распределение и рассчитанный тест на количество животных для каждого конкретного поведения, была включена здесь. Например, если исследователи перо среды, которые позволяют свиней последовательно подняться во время HAT, и они знают, что их лечение причин более 75% разница в альпинизм поведения, то они могут оправдать животных номера на основе дисперсии измеряется. Если в этуграмму добавляются новые виды поведения, ученым необходимо будет обосновать, какое поведение свидетельствует о подходе или выводе, прежде чем включать их в индекс. Например, если большинство животных в ходе эксперимента в меру вдоль стен пера (т.е. тигмотаксис)32, продолжительность такого поведения может быть включена в тело-структурной этиграммы категории. Поведение может быть представлено в детальном сложенном графике бар (т.е. рисунок5) или таблюбовой форме, а затем, он может быть подведен с стоять-еще перед применением расчета индекса. Таким образом, ИИ может представлять поведение, которое повсеместно распространено в лабораториях, но дополнительные уникальные виды поведения все еще могут быть представлены отдельно.

Значение с уважением к существующим методам:

Существующие методы hat были установлены для свиней на коммерческих фермах для оценки благополучия животных. Здесь был составлен протокол для лабораторных свиней, который может помочь исследователям оценить благополучие животных и отличить свиней mTBI от фиктивных свиней. Альтернативным традиционным испытанием может быть использование теста открытого поля. Этот тест ранее был использован для оценки свиньи эмоциональность и благосостояние33. Открытые полевые испытания были первоначально разработаны для тестирования аффективных состояний грызунов путем измерения их естественного отвращения к открытому пространству и свету. В отличие от этого, здоровые свиньи могут просматривать те же стимулы, как аппетитные10, и после болезни, травмы, или стресс лечения, они, вероятно, выражают страх. Этот тест требует больше лабораторного пространства и потребует свиней акклиматизироваться к обрабатываются и размещены в открытом поле арене. Если лаборатории имеют пространство и протоколы для обработки свиней на месте, повторные сеансы HAT, в дополнение к одному открытому тесту поля, может помочь еще различать обработанных животных от фиктивных животных.

Критические шаги в рамках Протокола:

Первые три шага в протоколе являются наиболее важными для успешных мер HAT. Сеансы на свинью занимают всего 3 мин; однако, адекватная подготовка поможет сделать этот тест надежным. Как указывалось выше, расположение камеры и настройка записи имеет решающее значение для ясности и репликации. Неправильные углы камеры могут ограничить зрение наблюдателя, что добавит ошибок измерениям. Другой часто упускается из виду шаг фиксации объектов в ручке. Свинья будет перемещать нефиксированные объекты, и это может повлиять на ее мотивацию к приближению к человеку. Настройка и управление системой имеют важное значение, потому что свиньи должны быть акклиматизированы к окружающей среде, прежде чем они смогут выполнить тест последовательно. Свиньи, которые не хорошо акклиматизированы к их дома ручки или рутины или испытывают стресс будет испражняться в других областях, а не в задней части пера34. Область дефекации может повлиять на их мотивацию к подходу. С камеры наблюдатель должен быть в состоянии идентифицировать отдельных свиней; однако важно, чтобы схема маркировки не предоставляла информацию об обращении с животным, так как это будет предвзято наблюдателем25.

Выявление свиней очень важно для получения правильных поведенческих данных для правильной свиньи, даже если они однокомнатные. Свиньи часто перемещаются для их лечения, и маркировка перестрахует наблюдателя, что они наблюдают за той же свиньей после того, как она была удалена и помещена обратно в перо. Свиней можно разместить парами, как в корпусе типа С, и поэтому становится очень важным идентифицировать свиней. Поголовье красок и маркеров требует ежедневного применения; поэтому этот протокол требует использования ленты медицинского класса и мазка тегового цемента. Лента лучше всего прилипает к свиньям с длинными волосами. Свиньи с короткими волосами и сухой кожей будет slough от ленты чаще, чем свиньи с длинными волосами.

Будущие приложения:

Таким образом, неинвазивный тест в пене HAT описанный здесь достаточно чувствителен, чтобы обнаружить мягкие и височные зависимые изменения у свиней после mTBI. Кроме того, мы разработали взвешенный индекс под названием ИИ для оценки изменений в свиней, размещенных в различных типах пера, а также в различных типах свиней. Хотя HAT был использован для обнаружения изменений в свиней, подверженных mTBI, этот поведенческий тест может быть полезен для обнаружения измеримых поведенческих изменений у животных, испытывающих стресс или препатологические условия.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотели бы отметить финансирование со стороны Управления военно-морских исследований (Грант #12166253). Кроме того, авторы любезно поблагодарить сотрудников по уходу за животными, ветеринаров и студентов ВАК государственный университет и Вирджиния Tech за их поддержку во время работы животных. Авторы также хотели бы поблагодарить Надеж Кребс за ее техническую помощь, и студентов Шелби Лестница, Сара Гринуэй, и Микайла Геринг за их техническую помощь и дополнительный уход за животными.

Materials

Dome 3.0 Megapixel Cameras with 2.8-12mm lens set between 2.8-3.2 mm Points North Surveillance, Auburn, ME CDL7233S Lower mm lenses are needed for low-profile pens
Manfrotto 244 friction arm kit B&H Photo B&H # MA244; MFR # 244 To mount and secure cameras at a 90 degree angle
Video Recording System Points North Surveillance, Auburn, ME NVR-RACK64 NVR is customized
Colored and patterned duct tape attached to a double-sided medical grade tape  MBK Tape Solutions, Chatsworth, CA 3M 1522H Sustainable marking of pigs
Approach Index Formula generator Dinasym, Manhattan, KS Approach Formula Company will customize macros for specific lab needs
Geovision Software Points North Surveillance, Auburn, ME Geovision Software to edit video time into 180 second clips
Clicker Petco Good2Go Dog Training Clicker
Reward treat (feed pellet, carob chip, raisin, marshmallow) Variable N/A Depending on previous exposure, adult pigs are very  neophobic when new food is introduced. Limit-fed pigs can be fed a few pellets of feed. 
Statistical Analysis System (SAS) SAS Institute, Cary, North Carolina SAS 9.0 Our laboratories preference for analyzing mixed models and repeated measures
Observer 11.5 software Noldus Information Technology, Leesburg, VA Observer 11.5 Software to manually timestamp video clips
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Iverson, G. L. Outcome from mild traumatic brain injury. Current Opinion in Psychiatry. 18 (3), 301-317 (2005).
  2. Taber, K. H., Warden, D. L., Hurley, R. A. Blast-related traumatic brain injury: what is known?. The Journal of Neuropsychiatry and Clinical Neurosciences. 18 (2), 141-145 (2006).
  3. White, H., Venkatesh, B., Smith, M., Kofke, W. A., Citerio, G. Traumatic brain injury. Oxford Textbook of Neurocritical Care. 210, (2016).
  4. Greve, K. W., et al. Personality and neurocognitive correlates of impulsive aggression in long-term survivors of severe traumatic brain injury. Brain Injury Journal. 15 (3), 255-262 (2001).
  5. Janusz, J. A., Kirkwood, M. W., Yeates, K. O., Taylor, H. G. Social Problem-Solving Skills in Children with Traumatic Brain Injury: Long-Term Outcomes and Prediction of Social Competence. Child Neuropsychology. 8 (3), 179-194 (2002).
  6. Kornum, B. R., Knudsen, G. M. Cognitive testing of pigs (Sus scrofa) in translational biobehavioral research. Neuroscience & Behavioral Reviews. 35 (3), 437-451 (2011).
  7. Bauman, R. A., et al. An Introductory Characterization of a Combat-Casualty-Care Relevant Swine Model of Closed Head Injury Resulting from Exposure to Explosive Blast. Journal of Neurotrauma. 26, 841-860 (2009).
  8. Friess, S., et al. Repeated traumatic brain injury affects composite cognitive function in piglets. Journal of Neurotrauma. 26, 1111-1121 (2009).
  9. Xiong, Y. A., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury. Nature Reviews Neuroscience. 14 (2), 128-142 (2013).
  10. Waiblinger, S., et al. Assessing the human-animal relationship in farmed species: A critical review. Applied Animal Behavior and Science. 101, 185-242 (2006).
  11. Powell, C., Hemsworth, L. M., Rice, M., Hemsworth, P. H. Comparison of methods to assess fear of humans in commercial breeding gilts and sows. Applied Animal Behavior and Science. 181, 70-75 (2016).
  12. Hemsworth, P. H., Barnett, J. L., Coleman, G. J., Hansen, C. A study of the relationships between the attitudinal and behavioural profiles of stockpersons and the level of fear of humans and reproductive performance of commercial pigs. Applied Animal Behaviour Science. 23, 301-314 (1989).
  13. Hulbert, L. E., McGlone, J. J. Evaluation of drop versus trickle-feeding systems for crated or group-penned gestating sows. Journal of Animal Science. 84 (4), 1004-1014 (2006).
  14. Mills, D. S., Marchant-Forde, J. N. . The encyclopedia of applied animal behavior and welfare. , (2010).
  15. Backus, B. L., Sutherland, M. A., Brooks, T. A. Relationship between environmental enrichment and the response to novelty in laboratory-housed pigs. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 56 (6), 735-741 (2017).
  16. Price, E. O. Behavioral development in animals undergoing domestication. Applied Animal Behavior Science. 65 (3), 245-271 (1999).
  17. Plogmann, D., Kruska, D. Volumetric comparison of auditory structures in the brains of European wild boars (Sus scrofa) and domestic pigs (Sus scrofa f. dom.). Brain, Behavior and Evolution. 35 (3), 146-155 (1990).
  18. Horbak, K. Nosing Around: Play in Pigs. Animal Behavior and Cognition. 1 (2), 186-196 (2014).
  19. Daigle, C. Parallels between Postpartum Disorders in Humans and Preweaning Piglet Mortality in Sows. Animals. 8 (2), 22 (2018).
  20. Willner, P., Muscat, R., Papp, M. Chronic mild stress-induced anhedonia: A realistic animal model of depression. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 16 (4), 525-534 (1992).
  21. Pairis, M., Young, A., Millman, S. T., Garvey, J., Johnson, A. K. Can Fear Be Effectively Assessed in Swine? A Study Measuring Fear Levels during a Human Approach Test. Animal Industry Report. , (2009).
  22. Grandin, T. Behavioral principles of livestock handling. American registry of Professional Animal Scientist. , 1-11 (2002).
  23. Weeks, C. A. A review of welfare in cattle, sheep and pig lairages, with emphasis on stocking rates, ventilation and noise. Animal Welfare. (South Mimms, England). 17, 275-284 (2008).
  24. Martin, P., Bateson, P., Martin, P., Bateson, P. How Good are Your Measures. Measuring Behaviour: An Introductory Guide. , 72-85 (2007).
  25. Grandin, T., Shivley, C. How Farm animals react and perceive stressful situations such as handling, restraint, and transport. Animals. 5, 1233-1251 (2015).
  26. . Sample size calculations I Available from: https://www.depts.ttu.edu/afs/home/mgalyean/ (2018)
  27. Shenton, M. E., et al. A review of magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging findings in mild traumatic brain injury. Brain Imaging and Behavior. 6 (2), 137-192 (2012).
  28. Walilko, T., VandeVord, P., Hulbert, L. E., Fievisohn, E., Zai, L. Establishing a neurological injury threshold using a blast overpressure model in minipigs. Military Health System Research Symposium. , (2017).
  29. Coffin, M. J., et al. Side Bias and Time of Day Influenced Cognition after Minipigs were Conditioned Using a Novel Tactile Stimulation Device. Journal of Animal Science. 96, 255-256 (2018).
  30. . Stereotypic Behavior in Pregnant Swine (Master’s Thesis) Available from: https://ttu-ir.tdl.org/ttu-ir/handle/2346/9669 (1995)
  31. Fleming, S. A., Dilger, R. N. Young pigs exhibit differential exploratory behavior during novelty preference tasks in response to age, sex and delay. Behavioural Brain Research. 321, 50-60 (2017).
  32. Ramona, D. D., Healy, S. D., Lawrence, A. B., Rutherford, K. M. D. Emotionality in growing pigs: Is the open field a valid test. Physiology & Behavior. 104, 906-913 (2011).
  33. Matthews, S. G., Miller, A. L., Clapp, J., Plötz, T., Kyriazakis, I. Early detection of health and welfare compromises through automated detection of behavioral changes in pigs. The Veterinary Journal. 217, 43-51 (2016).

Tags

NoninvasiveIn-pen Approach TestLaboratory-housed PigsTraumatic Brain InjuryPorcine ModelBehavioral TestHuman Approach TestApproach IndexMild Traumatic Brain InjuryHousing-dependentReliable And Valid

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Hulbert, L. E., Bortoluzzi, E. M., Luo, Y., Mumm, J. M., Coffin, M. J., Becker, G. Y., Vandevord, P. J., McNeil, E. M., Walilko, T., Khaing, Z. Z., Zai, L. Noninvasive, In-pen Approach Test for Laboratory-housed Pigs. J. Vis. Exp. (148), e58597, doi:10.3791/58597 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image