استخدام اختبارات الخوف التقليدية لتقييم الدوائر العاطفية المختلفة في الماشية
Summary
هنا، نقدم بروتوكولا لإجراء مجموعة متنوعة من الاختبارات السلوكية في الماشية التي تم تصميمها لتقييم العواطف. تم إجراء مجموعة من الاختبارات السلوكية (اختبار ميداني مفتوح ، واختبار البذال ، متاهة الصفر البقري ، سرعة الخروج ، نقاط القلم ، ودرجات المظلة) لتقييم المكونات المختلفة لمزاج الحيوان.
Abstract
مزاج الحيوان معقد وله آثار على الإنتاجية والربحية الاقتصادية. وقد يؤدي تحديد مدى استجابة الحيوان لمحفزات مختلفة إلى تيسير عمليات اختيار التربية وتحديد الحيوانات الأكثر ملاءمة لاستراتيجيات إدارة محددة. وقد وضعت اختبارات متعددة لتقييم مزاج الماشية (على سبيل المثال، سرعة الخروج، ودرجة المظلة، ودرجة القلم، واختبار الحقل المفتوح، واختبار الذبائح، والمتاهة الصفر البقري)، ولكن كل من هذه الاختبارات يقيم استجابة الحيوان لمحفزات مختلفة (على سبيل المثال، العزلة، والبيئة الجديدة، والمبتدئ، والاستعداد لدخول منطقة مغلقة). وقد لوحظ أن مزاج الماشية مستقر نسبيا مع مرور الوقت. ومع ذلك، فإن تقييم المزاج يمكن أن يتأثر بالظروف الحالية، والتجارب السابقة، وتحيز المراقبين. وقد تم تصنيف العديد من هذه الاختبارات مزاجه بشكل غير صحيح على أنها اختبارات الخوف، كما تم انتقادها لكونها ذاتية. توفر هذه الورقة إطارًا لتوحيد الاختبارات السلوكية للماشية وتقترح أن تقيّم هذه التقييمات المختلفة جوانب مختلفة من المزاج العام للالحيوان.
Introduction
وقد ارتبط مزاج الحيوان إلى الخصائص السلوكية مثل السلوك الاستكشافي والجرأة1,2 ويمكن أن تظهر الاتساق مع مرور الوقت وعبر السياقات3,4. ومع ذلك ، يتكون المزاج من أنظمة عاطفية متعددة تعمل معًا. الحيوانات تجربة الضغوط البدنية والنفسية، وتقييم الاستجابة العاطفية لكلا النوعين أمر صعب. يمكن أن تؤثر الحالة العاطفية على كيفية إدراك الحيوانات للمحفزات (على سبيل المثال، التحيز المعرفي)، وهي عنصر حاسم في رعاية الحيوان5. إن فهم كيفية تعامل الفرد استجابة للضغوط النفسية (على سبيل المثال، الاختلاط، الفعن، التغيير في الستوكشخص) سيوفر لمديري الحيوانات معايير اختيار إضافية عند تحديد الحيوانات التي لديها المهارات اللازمة للتعامل مع الضغوطالنفسية.
يتم التحكم في العواطف من قبل سبعة أنظمة العاطفية الأساسية داخل الدماغ(الجدول 1)6. وتشمل هذه النظم أربعة التي تتحكم في المشاعر الإيجابية: 1) تسعى (الاستكشاف)، 2) شهوة (الإثارة الجنسية)، 3) الرعاية (التغذية)، و 4) اللعب (الفرح الاجتماعي). ثلاثة أنظمة السيطرة على المشاعر السلبية 1) الخوف (القلق)، 2) الغضب (الغضب)، و 3) الذعر / الحزن (فصل الضيق). قد تكون هذه الأنظمة العاطفية قابلة للحساب7، وربحية التأثير ، وهي عنصر حاسم في رفاهية الحيوان.
وقد وضعت بطارية من الاختبارات لتقييم مزاج الماشية (على سبيل المثال، سرعة الخروج، ودرجة المظلة). ومع ذلك، فإن تقييم المزاج يمكن أن يتأثر بالظروف الحالية، والتجارب السابقة، وتحيز المراقبين. في حين أن العديد من هذه التقييمات السلوكية يشار إليها عادة باسم اختبارات الخوف ، فإنها قد تكون قياس المكونات العاطفية المختلفة للمزاج بخلاف FEAR. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الاختلاف في كيفية إجراء هذه الاختبارات يجعل المقارنات بين مختلف التقييمات صعبة. وبالتالي ، هناك حاجة إلى فهم العلاقات بين هذه التقييمات السلوكية وكذلك وجود بروتوكول موحد لهذه التقييمات المزاجية.
الهدف من هذه المقالة هو توثيق بصريا اختبارات الخوف المختلفة المستخدمة للماشية; تقديم نوع البيانات التي تم إنشاؤها من هذه الاختبارات المختلفة؛ تقييم تكرار هذه الاختبارات وصلاحيتها وموثوقيتها؛ توضيح كيفية تقييم العلاقات بين السلوكيات التي تم التقاطها من هذه الاختبارات؛ واقتراح الدائرة العاطفية التي يمكن تقييمها مع كل اختبار.
Protocol
Representative Results
Discussion
سرعة الخروج والنقاط Chute
يتم تقييم كل من EV و CS أثناء معالجة الحيوان من خلال شلال مناولة. على الرغم من أن سلوك الماشية لكل من EV و CS يتم قياسه خلال نفس السيناريو ، فإن الاستجابات السلوكية لهذين الاختبارين لا ترتبطبـ 24. وهذا يشير إلى أن السيناريو الذي يتم فيه تقييم فيروس الإيبولا (على سبيل المثال الهروب من ضبط النفس) وCS (على سبيل المثال، ضبط النفس الدائم) قد يُنظر إليه بشكل مختلف من قبل الماشية، ثم يقيّم الأنظمة العاطفية المختلفة. EV يقيم سلوك الماشية لأنها تهرب من ضبط النفس، وبالتالي يعتقد لتقييم نظام الخوف في حين أن CS قد تقييم الغضب. CS يقيم سلوك الماشية في حين يجري ضبط النفس في شلال التعامل(الجدول 2)،وبالتالي قد يكون وكيل جيد للنظام الغضب العاطفي.
وقد أجريت بحوث كبيرة على العلاقة بين EV والإنتاج، والصحة، والصفات السلوكية. في حين يمكن أن تتأثر EV بالتجربة السابقة للكائن ، قد يكون هذا المقياس الموضوعي فعالًا في تحديد نظام FEAR ، حيث تم تحديد علاقات كبيرة بين EV والصحة والإنتاجية والتربية والسلوك. الماشية مع EV أسرع خفضت معدلات النمو14،وسوء نوعية الذبيحة11،,25،وانخفاض وظيفة المناعة20،وارتفاع مستويات الكورتيزول أثناء التعامل مع10. يمكن أن يوفر هذا القياس معلومات حول السلوك في القلم المنزلي، لأن EV يرتبط بشكل إيجابي مع عدد الخطوات في القلم المنزلي13. من منظور إدارة الحيوانات ، والماشية مع EV أسرع هي أكثر صعوبة في التعامل معها ، وتقديم خطر أكبر لمديري الحيوانات ، ويمكن أن تؤثر على سلوك زملاء القطيع. في حين EV قد يكون مقياسا جيدا لتقييم الخوف، فإنه لا يقيس جميع النظم العاطفية. لذلك ، هناك حاجة إلى اختبارات إضافية لتقييم جميع الأنظمة العاطفية التي تؤثر على الإنتاج والرفاه.
نقاط القلم
PS تقييم ذاتي استعداد الماشية أن يكون اقترب من قبل الإنسان(الجدول 3)، وربما تكون مفيدة في تقييم نظام PANIC. ومع ذلك ، تم انتقاد PS لعدم الموضوعية ، لأن المقيِّميين المختلفين قد يكون لديهم تفسيرات مختلفة للسلوك ، وقد عانت العديد من التقييمات الذاتية من ضعف الموثوقية بين المعدلات26.
اختبار ستارتل
القلق متطور للغاية في جميع أنواع الفريسة. مستويات عالية من FEAR تساعد على حماية الحيوان من الألم وينشط محاور التعاطف والغدة الكظرية والغدة النخامية الكظرية كجزء من المعركة أو الهروب والاستجابة الإجهاد لخطر متصورة. يقوم اختبار البذبة بتقييم استجابة الحيوان للمحفزات المفاجئة والجديدة ، وتم تحديده كمقياس فعال في تحديد الاختلافات السلوكية بين سلالات وراثية مختلفة من الخنازير27. قد يكون اختبار البذير فعالًا في تقييم حساسية وتفاعل نظام التعاطفي الكظرية ، الذي له عواقب ذات صلة بالإنتاج عند تنشيطه وقد يوفر نظرة ثاقبة على نظام FEAR.
اختبار الحقل المفتوح
إن OFT هو الاختبار الأكثر استخداما. تم تصميم مكتب الاتصالات العام في الأصل لتقييم الجرأة الحيوانية الفردية ، أو الرغبة في دخول ساحة مفتوحة ، وهي بيئة قد ينظر إليها على أنها خطيرة ومحفوفة بالمخاطر على بقاء الحيوان. تم التحقق من OFT للأنواع التي تسعى غريزيالمأوى وتجنب المساحات المفتوحة، مثل القوارض والدجاج والديك الرومي16.
تطورت الماشية للعيش في حقول مفتوحة ، وبالتالي فإن OFT قد لا تحفز الاستجابات السلوكية والفسيولوجية المرتبطة بـ FEAR وقد تكون أكثر ملاءمة لتقييم العزلة الاجتماعية (PANIC / GRIEF) أو الاستكشاف (eeking). وعلاوة على ذلك، يقوم الاتحاد بتقييم الحيوانات الفردية، ولأن الماشية هي الحيوانات القطيع الغريغورية، قد تكون تجربة OFT تثير استجابة عاطفية أخرى غير الخوف. ويفتقر اتحاد العاملين في التجارة إلى ارتباط قوي مع اختبارات الخوف الأخرى، ومن الصعب تفسير النتائج (أي أن العديد من العوامل يمكن أن تؤدي إلى نفس النشاط). ولذلك، لا يوصى بـ OFT كاختبار خوف عام للماشية16 وقد لا يوفر فهمًا شاملًا لأنظمة FEAR في الماشية. ومع ذلك، قد يكون الاتحاد أداة مفيدة في تحديد نظم PANIC أو أنظمة البحث في الماشية.
نظام البحث ضروري للحيوانات للحصول على الموارد اللازمة للبقاء على قيد الحياة. مستويات عالية تسعى تثير مكثفة، والاستكشاف الحماسي المستمر، والإثارة الشهية والتوقعية، والتعلم. هذا النظام يمكن أن يؤدي إلى حركة إلى الأمام كما هو الدافع الحيوان لاستكشاف محيطه. البحث يمكن أن تلعب دورا في المشاعر الإيجابية والسلبية على حد سواء; الإيجابية تسعى قد تولد شعورا بالهدف في حين أن السعي السلبي قد يؤدي إلى السلوكيات المرتبطة السلامة28. الأبقار التي أمضت المزيد من الوقت في استكشاف واستكشاف جزء أكبر من النطاق (على سبيل المثال، تنشيط أقوى من تسعى) أكل أسرع أثناء الحبس، وكان العجول مع أثقل الأوزان الفتان، تركيزات الكورتيزول أعلى أثناء الحبس، وفترات أقصر بعد الولادة إلى estrus29. ولذلك، يمكن أن تترتب على نظام البحث آثار على الإنتاج والرفاه. قد يكون تحديد الحيوانات ذات التنشيط العالي لنظام البحث أكثر نجاحًا في بيئات واسعة النطاق حيث تعتمد اللياقة البدنية الفردية والإنجابية على قدرة الحيوان على العثور على الموارد والمأوى. ومع ذلك، قد تعاني الحيوانات ذات التنشيط العالي لنظام البحث عن مستويات أعلى من الإجهاد والإحباط أثناء الحبس.
المتاهة البقرية صفر
الاختبارات الشائعة الاستخدام في البحوث الطبية الحيوية التي تم تصميمها لتقييم فعالية التنمية المضادة للقلق ومكافحة الاكتئاب المخدرات في القوارض هي متاهة زائد مرتفعة (EPM) ومتاهة الصفر مرتفعة (EZM)30. هذه الاختبارات استغلال السلوك الغريزي من القوارض وميلها الطبيعي للأماكن المظلمة والمغلقة في تحديد مدى استعدادهم لاستكشاف البيئات التي من شأنها أن تكون خائفة بطبيعتها أو الحث على القلق. يمكن أن تشمل المقاييس من هذه الاختبارات الكمون لمغادرة الذراع المظلمة للمتاهة ، ومدة الوقت في الذراعين المفتوحين والمغلقين للمتاهة ، وعدد التحولات بين البيئات خلال فترة الاختبار وكذلك سلوك الحيوان (على سبيل المثال ، التشج ، التبول ، التغوط ، محاولات الهروب) خلال الاختبار31.
وEPM وEZM على حد سواء اختبارات التحقق من صحتها بشكل جيد لتحديد الخوف / القلق في القوارض15,31. وقد استخدمت EPM المعدلة لتحديد استجابة الخوف في الخنازير32 ولكن لم تستخدم في المجترات. ومع ذلك ، تم انتقاد EPM لغموضه في التفسير فيما يتعلق بالسلوك في الساحة المركزية للمتاهة. ولذلك، تم تصميم المنطقة الاقتصادية الخالصة لتقييم نفس مقاييس آلية إدارة الألغام، ولكنها تسمح بالاستكشاف دون انقطاع دون لبس. عند تحديد اختبار لتقييم الخوف / القلق والبحث في الماشية ، كان EZM نموذجًا منطقيًا. وEZM مواتية للسلوك الطبيعي للماشية، لأنها تتحرك غريزي في أنماط دائرية ولها ميل للعودة إلى المناطق التي جاءت منها.
من خلال تطبيق مبادئ مماثلة لEZM مع عكس التفسير ، تم تطوير متاهة البقرية صفر33 لتقييم الخوف ، الذعر / الحزن ، وأنظمة البحث في الماشية. وتطورت الماشية لتعيش في أماكن مفتوحة؛ لذلك ، فإن الماشية مع انخفاض تنشيط أنظمة الخوف والذعر / الحزن تكون أكثر استعدادا لقضاء بعض الوقت في الأجزاء المفتوحة من BZM من الأجزاء المظلمة من المتاهة ، وسوف تكون أقل احتمالا لدخول الأجزاء المغلقة من المتاهة ، وسوف تؤدي المزيد من محاولات الهروب.
قد يحدد قياس سلوك الماشية عبر تقييمات متعددة العلاقات العاطفية المعقدة التي يمكن أن يكون لها أهمية اقتصادية ، ويتم قياسها بسهولة ، ويمكن تضمينها في جهود اختيار التربية. لم يتم تقييم الدوائر العاطفية من PLAY، شهوة، والرعاية في هذه الدراسة.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن ممتنون للطلاب في مختبر السلوك الحيواني والرعاية في جامعة تكساس A & M لمساعدتهم في فك رموز تسجيلات الفيديو لسلوك الماشية وللعاملين في مركز تعليم وأبحاث علوم الحيوان لمساعدتهم في هذا المشروع. تم دعم هذا المشروع من قبل قسم جامعة تكساس A & M من كلية علوم الحيوان الدراسات العليا الطلاب بحوث المنحة المصغرة.
Materials
| Electronic timers | FarmTek, Wylie, TX | ||
| Priefert Cattle Panels | Priefert Rodeo & Ranch Equipment, Mount Pleasant, TX, USA | ||
| Shade Cloth | Windscreen4less, San Bernardino, CA, USA | Heavy Duty Privacy Screen Fence in Color Solid Black | |
| SILENCER Commerical Pro | Silencer Hydraulic Chutes, Stapleton, NE | ||
| Umbrella | WinCraft | Model# A04852, Winona, Minnesota | |
| Video Camera | Canon | Canon VIXIA HF R800 HD, Mellville, NY, USA |
References
- Kurvers, R. H., et al. Personality predicts the use of social information. Ecology Letters. 13 (7), 829-837 (2010).
- Stöwe, M., et al. Novel object exploration in ravens (Corvus corax): effects of social relationships. Behavioural processes. 73 (1), 68-75 (2006).
- Réale, D., Reader, S. M., Sol, D., McDougall, P. T., Dingemanse, N. J. Integrating animal temperament within ecology and evolution. Biological Reviews. 82 (2), 291-318 (2007).
- Sih, A., Bell, A. M., Johnson, J. C., Ziemba, R. E. Behavioral syndromes: an integrative overview. The Quarterly Review of Biology. 79 (3), 241-277 (2004).
- Mendl, M., Burman, O. H., Parker, R. M., 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).
- Panksepp, J. A critical role for” affective neuroscience” in resolving what is basic about basic emotions. Psychological Review. 99 (3), 554-560 (1992).
- Panksepp, J. Emotional endophenotypes in evolutionary psychiatry. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 30 (5), 774-784 (2006).
- Bruno, K., Vanzant, E., Vanzant, K., McLeod, K. Relationships of a novel objective chute score and exit velocity with growth performance of receiving cattle. Journal of Animal Science. 94 (11), 4819-4831 (2016).
- Burdick, N., et al. Evolution of exit velocity in suckling Brahman calves. Journal of Animal Science. 89 (1), 233-236 (2011).
- Curley, K., Paschal, J., Welsh, T., Randel, R. Exit velocity as a measure of cattle temperament is repeatable and associated with serum concentration of cortisol in Brahman bulls. Journal of Animal Science. 84 (11), 3100-3103 (2006).
- King, D., et al. Influence of animal temperament and stress responsiveness on the carcass quality and beef tenderness of feedlot cattle. Meat Science. 74 (3), 546-556 (2006).
- Hall, N. L., et al. Working chute behavior of feedlot cattle can be an indication of cattle temperament and beef carcass composition and quality. Meat Science. 89 (1), 52-57 (2011).
- MacKay, J., Turner, S., Hyslop, J., Deag, J., Haskell, M. Short-term temperament tests in beef cattle relate to long-term measures of behavior recorded in the home pen. Journal of Animal Science. 91 (10), 4917-4924 (2013).
- Voisinet, B., Grandin, T., Tatum, J., O’Connor, S., Struthers, J. Feedlot cattle with calm temperaments have higher average daily gains than cattle with excitable temperaments. Journal of Animal Science. 75 (4), 892-896 (1997).
- Shepherd, J. K., Grewal, S. S., Fletcher, A., Bill, D. J., Dourish, C. T. Behavioural and pharmacological characterisation of the elevated “zero-maze” as an animal model of anxiety. Psychopharmacology. 116 (1), 56-64 (1994).
- Forkman, B., Boissy, A., Meunier-Salaün, M. C., Canali, E., Jones, R. A critical review of fear tests used on cattle, pigs, sheep, poultry and horses. Physiology & Behavior. 92 (3), 340-374 (2007).
- Boivin, X., Le Neindre, P., Chupin, J., Garel, J., Trillat, G. Influence of breed and early management on ease of handling and open-field behaviour of cattle. Applied Animal Behaviour Science. 32 (4), 313-323 (1992).
- Kilgour, R. J., Melville, G. J., Greenwood, P. L. Individual differences in the reaction of beef cattle to situations involving social isolation, close proximity of humans, restraint and novelty. Applied Animal Behaviour Science. 99 (1-2), 21-40 (2006).
- Redbo, I. Relations between oral stereotypies, open-field behavior, and pituitary-adrenal system in growing dairy cattle. Physiology & Behavior. 64 (3), 273-278 (1998).
- Burdick, N., Randel, R., Carroll, J., Welsh, T. Interactions between temperament, stress, and immune function in cattle. International Journal of Zoology. 2011, (2011).
- Gibbons, J. M., Lawrence, A. B., Haskell, M. J. Consistency of flight speed and response to restraint in a crush in dairy cattle. Applied Animal Behaviour Science. 131 (1-2), 15-20 (2011).
- Mathias, A., Forehand, L., Carstens, G., Daigle, C. Quantifying Stress and Anxiety: Development and Validation of a Novel Fear Test for Cattle. Journal of Animal Science. 96, 19 (2018).
- Mathias, A., Daigle, C. L. Safety in numbers: Social isolation increases behavioral responses of cattle during startle tests. Journal of Animal Science. 97, 18 (2019).
- Lee, C., et al. Anxiety influences attention bias but not flight speed and crush score in beef cattle. Applied Animal Behaviour Science. 205, 210-215 (2018).
- Voisinet, B., Grandin, T., O’Connor, S., Tatum, J., Deesing, M. Bos indicus-cross feedlot cattle with excitable temperaments have tougher meat and a higher incidence of borderline dark cutters. Meat science. 46 (4), 367-377 (1997).
- Czycholl, I., et al. Test-retest reliability of the Welfare Quality animal welfare assessment protocol for growing pigs. Animal Welfare. 25 (4), 447-459 (2016).
- Lawrence, A., Terlouw, E., Illius, A. Individual differences in behavioural responses of pigs exposed to non-social and social challenges. Applied Animal Behaviour Science. 30 (1-2), 73-86 (1991).
- Panksepp, J., Biven, L. . The archaeology of mind: Neuroevolutionary origins of human emotions. , (2012).
- Goodman, L. E., et al. Temperament affects rangeland use patterns and reproductive performance of beef cows. Rangelands. 38 (5), 292-296 (2016).
- Walf, A. A., Frye, C. A. The use of the elevated plus maze as an assay of anxiety-related behavior in rodents. Nature Protocols. 2 (2), 322 (2007).
- Hogg, S. A review of the validity and variability of the elevated plus-maze as an animal model of anxiety. Pharmacology Biochemistry and Behavior. 54 (1), 21-30 (1996).
- Janczak, A. M., Andersen, I. L., Bøe, K. E., Færevik, G., Bakken, M. Factor analysis of behaviour in the porcine and murine elevated plus-maze models of anxiety. Applied Animal Behaviour Science. 77 (2), 155-166 (2002).
- Hubbard, A. J., Carstens, G. C., Forehand, L., Daigle, C. L. The Bovine Zero Maze: Development of a novel fear test for cattle. Applied Animal Behaviour Science. , 104865 (2019).
