L'uso di test di paura tradizionali per valutare diversi circuiti emotivi nel bestiame

Riepilogo

Qui, presentiamo un protocollo per condurre una varietà di test comportamentali nel bestiame che sono stati progettati per valutare le emozioni. Una batteria di test comportamentali (test sul campo aperto, test di startle, labirinto zero bovino, velocità di uscita, punteggio della penna e punteggio dello scivolo) sono stati condotti per valutare i diversi componenti del temperamento animale.

Abstract

Il temperamento animale è complesso e ha implicazioni per la produttività e la redditività economica. La quantificazione della risposta di un animale a stimoli diversi può facilitare le selezioni di allevamento e identificare gli animali più adatti a specifiche strategie di gestione. Sono stati sviluppati diversi test per valutare il temperamento del bestiame (ad esempio, velocità di uscita, punteggio dello scivolo, punteggio della penna, test sul campo aperto, test di attualità, labirinto bovino zero), ma ciascuno di questi test valuta la risposta dell'animale a diversi stimoli (ad esempio, isolamento, nuovo ambiente, spavento, disponibilità a entrare in un'area chiusa). Il temperamento dei bovini è stato osservato per essere relativamente stabile nel tempo. Tuttavia, la valutazione del temperamento ha il potenziale per essere influenzata dalle condizioni attuali, dalle esperienze precedenti e dai pregiudizi degli osservatori. Molti di questi test di temperamento sono stati impropriamente classificati come test di paura e sono stati anche criticati per essere soggettivi. Questo documento fornisce un quadro per standardizzare i test comportamentali per il bestiame e suggerisce che queste diverse valutazioni valutano diversi aspetti del temperamento generale dell'animale.

Introduzione

Il temperamento animale è stato collegato a caratteristiche comportamentali come il comportamento esplorativa e l'audacia^1,,2 e può mostrare consistenze nel tempo e nei contesti^3,,4. Tuttavia, il temperamento è composto da più sistemi emotivi che lavorano insieme. Gli animali sperimentano fattori di stress fisici e psicologici e valutare la risposta emotiva a entrambi i tipi è difficile. Lo stato emotivo può influenzare il modo in cui gli animali percepiscono gli stimoli (ad esempio, i pregiudizi cognitivi) ed è una componente fondamentale del benessere animale⁵. Comprendere come un individuo si comporterà in risposta a fattori di stress psicologici (ad esempio, commistione, svezzamento, cambiamento nello stockperson) fornirà ai gestori degli animali ulteriori criteri di selezione quando si identificano gli animali che hanno le capacità per far fronte a fattori di stress psicologici.

Le emozioni sono controllate da sette sistemi affettivi fondamentali all'interno del cervello (Tabella 1)⁶. Questi sistemi includono quattro che controllano le emozioni positive: 1) SEEKING (esplorazione), 2) LUST (eccitazione sessuale), 3) CARE (nurturance) e 4) PLAY (gioia sociale). Tre sistemi controllano le emozioni negative 1) FEAR (ansia), 2) RAGE (ira) e 3) PANIC/GRIEF (separazione). Questi sistemi affettivi possono essere ererrori⁷, impatto sulla redditività, e sono una componente critica del benessere degli animali.

È stata sviluppata una batteria di test per valutare il temperamento del bestiame (ad esempio, velocità di uscita, punteggio dello scivolo). Tuttavia, la valutazione del temperamento ha il potenziale per essere influenzata dalle condizioni attuali, dalle esperienze precedenti e dai pregiudizi degli osservatori. Mentre molte di queste valutazioni comportamentali sono comunemente indicate come test di paura, possono essere quantificando diverse componenti emotive del temperamento diverso da FEAR. Inoltre, la variazione nel modo in cui questi test sono stati condotti rende difficile il confronto tra diverse valutazioni. Pertanto, è necessario comprendere le relazioni tra queste valutazioni comportamentali e avere un protocollo standardizzato per queste valutazioni del temperamento.

L'obiettivo di questo articolo è quello di documentare visivamente i diversi test di paura utilizzati per il bestiame; presentare il tipo di dati generati da questi diversi test; valutare la ripetibilità, la validità e l'affidabilità di questi test; dimostrare come valutare le relazioni tra i comportamenti acquisiti da questi test; e suggerire quale circuito emotivo potrebbe essere valutato ad ogni test.

Protocollo

Tutti i metodi qui descritti sono stati approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) della Texas A&M University (IACUC2016-0356).

1. Animali e abitazioni

1. Casa anelando 1/4 Bos indicus x 3/4 Bos taurus steers (n : 32) dalla stessa mandria in due recinti drylot (n s 16 sterzo/penna) per 7 giorni prima dell'inizio del test. All'inizio dello studio, i manzi pesavano 270,9 x 14,8 kg e sono stati alimentati con la stessa razione di crescita standard in tutto lo studio.
2. Valutare visivamente i manzi ogni giorno come parte delle pratiche di allevamento di routine. Nessun sterzo ha ricevuto cure mediche per tutta la durata dello studio.

2. Descrizione delle prove

1. Test 1: Velocità di uscita
   1. Posizionare i timer elettronici davanti a uno scivolo di maneggevolezza in modo che la distanza tra i punti di partenza e di arresto sia di 1,8 m. Questi timer sono progettati per iniziare la temporizzazione quando l'animale rompe il primo fascio elettronico e si fermano quando l'animale rompe il secondo fascio elettronico.
   2. Spostare il bestiame attraverso l'impianto di movimentazione.
   3. Prendere ogni animale nel portellone dello scivolo e tenerlo trattenuto per 10 s.
   4. Dopo 10 s, rilasciare l'animale dal portellone.
   5. Con il timer elettronico, registrare il tempo necessario all'animale per attraversare 1,8 m dallo scivolo.
   6. Calcolare la velocità dell'animale mentre lascia lo scivolo dividendo 1,8 m per il tempo impiegato dall'animale per attraversare 1,8 m dopo il rilascio dal portellone e dallo scivolo.
      NOTA: Altre pubblicazioni hanno utilizzato questa strategia di raccolta dati^8,9,10,11.
2. Test 2: Punteggio Chute
   1. Spostare il bestiame attraverso l'impianto di movimentazione.
   2. Catturare ogni animale nel portellone dello scivolo per 10 s senza applicare pressione al suo corpo.
   3. Chiedi a qualcuno di osservare il bestiame per i 10 s e di assegnare a ogni animale un punteggio secondo le Linee guida della Federazione per il miglioramento delle carni bovine uniformi del 2019 per i programmi di miglioramento uniforme delle carni bovine 9a(tabella 2)in base al suo comportamento durante il blocco.
   4. Dopo 10 s, rilasciare l'animale dal headgate e scivolo.
      NOTA: Altre pubblicazioni hanno utilizzato questa strategia di raccolta dati^12,13,14.
3. Test 3: Punteggio penna
   1. Mettere un gruppo di cinque bovini in una penna (7,3 m W x 7,3 m L x 2,4 m H).
   2. Avere un singolo osservatore umano che è sconosciuto al bestiame entrare nella penna a piedi e chiudere il cancello dopo essere entrato nella penna.
   3. Invita l'osservatore a fare due passi verso il gruppo di bovini.
   4. Osservare visivamente il comportamento di ogni animale in risposta all'osservatore.
   5. Entro 30 s di entrare nella penna, assegnare a ogni animale un punteggio secondo le Linee guida della Federazione per il miglioramento delle carni bovine 2019 per i programmi di miglioramento uniforme delle carni bovine 9a edizione(tabella 3).
   6. Pulire l'arena di prova dalle urine e dalle feci tra gruppi di animali.
      NOTA: Altre pubblicazioni che hanno utilizzato questa strategia di raccolta dati^10,11.
4. Test 4: Labirinto zero bovino
   1. Costruire un Labirinto Bovino zero.
      1. Utilizzare i pannelli di bestiame per creare un binario circolare largo 1,6 m, con i diametri interni ed esterni che misurano rispettivamente 6,6 e 8,2 m (Figura 1).
      2. Dividere il B-M in quattro quadranti di uguale lunghezza con due quadranti aperti opposti e due quadranti chiusi opposti in cui i pannelli sono coperti con stoffa ombra e il panno ombra è allungato attraverso gli anelli interni ed esterni del labirinto per fare un tetto sopra le parti chiuse del labirinto.
      3. Se il test viene condotto all'aperto, per ridurre al minimo la variazione dovuta alle ombre, orientare la B-M in modo che le sezioni chiuse del labirinto si trovino a nord e a sud e conducano i test a circa mezzogiorno ogni giorno di prova.
   2. Montare una o più videocamere per catturare l'intera arena. Accendere la fotocamera e iniziare la registrazione.
   3. Utilizzando pratiche di movimentazione a basso stress, spostare un singolo animale in una porzione aperta del labirinto e permettere all'animale di esplorare l'arena per 10 min.
   4. Alla fine del periodo di osservazione di 10 min, riportare l'animale alla sua penna di casa.
   5. Pulire l'arena di prova dalle urine e dalle feci tra gli animali.
   6. Decodificare le registrazioni video per la frequenza e la latenza dei passi, tentativi di fuga, calci, urinazioni, defecazioni, vocalizzazioni, periodi in piedi, durata del tempo trascorso in piedi, durata del tempo trascorso a camminare, latenza per entrare in aree chiuse, numero di volte in cui l'animale entra in aree chiuse, quantità di tempo in porzioni chiuse / aperte, numero di transizioni tra braccia aperte / chiuse. Le metriche sono state identificate in base al lavoro pubblicato in precedenza¹⁵.
5. Test 5: Test di Startle individuale e test di inizio gruppo
   1. Costruire un'arena (7,3 m W x 7,3 m L x 2,4 m H) che abbia una superficie di terra solida e uniforme priva di vegetazione o letame e due ombrelli chiusi alle estremità opposte dell'arena (Figura 2). Gli ombrelli devono essere progettati in modo che si aprano improvvisamente con la semplice pressione di un pulsante.
      1. Assicurarsi che i lati dell'arena siano solidi o coperti di compensato o tovaglia per garantire che l'animale non possa vedere al di fuori dell'arena.
      2. Tagliare un foro a circa l'altezza della testa del bestiame sui lati opposti dell'arena per l'ombrello di penetrare attraverso.
   2. Montare una o più videocamere per catturare l'intera arena. Accendere la videocamera e iniziare la registrazione.
   3. Utilizzando pratiche di movimentazione a basso stress, spostare un singolo animale nell'arena di prova. Per il test di partenza di gruppo introdurre un piccolo gruppo di circa quattro animali.
   4. Dopo che gli animali sono stati nell'arena per 60 s, aprire i due ombrelli contemporaneamente.
   5. Lasciare gli animali nell'arena per 4 min dopo l'apertura degli ombrelli.
   6. Pulire l'arena di prova dalle urine e dalle feci tra un test e l'altro.
   7. Decodificare le registrazioni video per la frequenza e la latenza dei passi, tentativi di fuga, toccare gli ombrelli, calci, minzioni, defecazioni, vocalizzazioni, accesi in piedi, durata del tempo trascorso in piedi, passi nelle prime 60 s di test, e gradini negli anni 60 dopo che gli ombrelli sono stati aperti per ogni animale. Le metriche sono state identificate in base al lavoro pubblicato in precedenza¹⁶.
6. Test 6: Test di campo aperto
   1. Costruire un'arena quadrata (7,3 m W x 7,3 m L x 2,4 m H) che abbia una superficie di terra solida e uniforme priva di vegetazione o letame. I lati dell'arena devono essere solidi o coperti di compensato o tovaglia per garantire che l'animale non possa vedere al di fuori dell'arena.
   2. Montare una o più videocamere per catturare l'intera arena. Accendere le videocamere e iniziare la registrazione.
   3. Utilizzando pratiche di movimentazione a basso stress, spostare un singolo animale al centro di un'arena di test sul campo aperto lato solido.
   4. Lasciare l'animale nell'arena per 10 min.
   5. Dopo 10 min, riportare l'animale alla sua penna di casa.
   6. Pulire l'arena di prova dalle urine e dalle feci tra gli animali.
   7. Decodificare le registrazioni video per la frequenza e la latenza al primo passo, tentativi di fuga, calci, minzione, defecazione, vocalizzazione, in piedi, durata del tempo trascorso in piedi, durata della camminata, numero di passi effettuati, numero di passi effettuati durante i primi 60 s di test. Le metriche sono state identificate in base al lavoro pubblicato in precedenza^17,18,19.

3. Analisi statistica

1. Valutare la ripetibilità tra e intra-test utilizzando una correlazione di Pearson (PROC CORR) e l'affidabilità calcolata utilizzando l'alfa di Cronbach (PROC CORR). Eseguire una validità delle variabili di risposta in relazione al guadagno giornaliero medio (ADG) utilizzando un'analisi di regressione (PROC REG).
2. Dopo aver standardizzato le variabili (PROC STANDARD), utilizzare un'analisi cluster (PROC VARCLUS) per identificare le relazioni tra le variabili dall'interno e tra i diversi test. Molte di queste variabili possono essere regredite rispetto alle metriche di produzione per identificare le relazioni rilevanti per la produzione tra il comportamento del bestiame durante questi test e la produttività.

Risultati

L'uso di questi risultati può aiutare a caratterizzare la responsabilità comportamentale del bestiame a diversi tipi di stimoli, e queste informazioni possono influenzare le decisioni individuali di ritenzione e selezione dell'allevamento. In generale, questi test devono essere condotti quando gli animali sono giovani per ridurre al minimo l'impatto dell'esperienza precedente sul loro comportamento²⁰. Le relazioni tra questi diversi test comportamentali possono essere predittive dei comportamenti in altri test e con la produttività dell'animale. Anche la ripetibilità di questi test varia, poiché alcuni test sono relativamente coerenti nel tempo, mentre altri test non lo sono.

Per ogni test, presenteremo la ripetibilità, la validità e l'affidabilità per le metriche raccolte in quel test specifico. Illustreremo i pro e i contro di ogni test mentre li vediamo e discuteremo quale circuito emotivo può essere valutato. Verrà quindi presente un'analisi del componente principale di esempio sul numero di passi eseguiti in tutti i test.

Velocità di uscita (EV)
La V EV può diminuire leggermente con l'età degli animali, ma rimarrà relativamente stabile^9,10,,21. C'era un'elevata ripetibilità (R - 0,72; p < 0.0001) e la validità rispetto ad ADG dipendeva dalle circostanze (R² - 0,12, p - 0,03). L'affidabilità è stata inaccettabile (ICC - 0,41). Il test EV ha un breve tempo di test, una variabile di risposta oggettiva, è ripetibile e valido, ma richiede investimenti in attrezzature, può essere influenzato dall'impianto di movimentazione e dall'esperienza precedente del valutatore e ha scarsa affidabilità.
Circuito emotivo: FEAR

Punteggio penna (PS)
La PS aveva una bassa ripetibilità (R - 0,35; p - 0,05) e la sua validità rispetto ad ADG dipendeva dalle circostanze (R² - 0,12, p - 0,03). L'affidabilità è stata inaccettabile (ICC - 0,33). Il test PS ha un breve tempo di test e più animali possono essere valutati contemporaneamente. Tuttavia, è soggettivo. Può essere influenzato da precedenti esperienze negative ad essere gestito dagli esseri umani. Può essere influenzato dall'aspetto e dal linguaggio del corpo del valutatore ed è rischioso per il valutatore. La ripetibilità e l'affidabilità sono basse.
Circuito emotivo: PANIC

Punteggio Chute (CS)
CS aveva una leggera ripetibilità (R - 0,15, p - 0,42) e la sua validità rispetto ad ADG era improbabile che fosse utile (R² - -0,03, p - 0,67). L'affidabilità era scarsa (ICC - 0,60). CS ha un breve tempo di test (10 s/animale), ma è una variabile di risposta soggettiva. Può essere influenzato da attrezzature/infrastrutture e dall'esperienza precedente del valutatore. Se l'idraulica è troppo stretta, può causare una vocalizzazione e cambiare la quantità di trazione del portellone. Precedenti esperienze negative con la struttura possono gonfiare artificialmente i punteggi. Man mano che gli animali diventano più grandi o più pesanti, i punteggi diminuiranno.
Circuito emotivo: RAGE

Relazioni tra EV, PS, CS e ADG
Figura 3 illustra le relazioni tra queste quattro variabili. Con l'aumento dell'ADG, EV (FEAR; R -0,41; p - 0,02) e PS (PANIC; R -0,42; p - 0,02) diminuita. Non è stata osservata alcuna relazione tra ADG e CS (RAGE). Tra PS (PANIC) ed EV (FEAR) è stata osservata una relazione positiva (R - 0,45; p - 0,01). Non è stata osservata alcuna relazione tra CS (RAGE) ed EV né tra CS (RAGE) e PS (PANIC).

Labirinto Bovino zero
Le risposte comportamentali durante la B-M (SEEKING, PANIC) sono presentate nella tabella 4. Poiché questo test non è ripetibile²², il comportamento del bestiame durante i test ripetuti potrebbe non essere un indicatore accurato della responsabilità del bestiame a uno stimolo immediato, ma può essere più indicativo di uno stato affettivo di base (ad esempio, ansia).

Un certo numero di passaggi aveva un'elevata ripetibilità (R : 0,71, p - 0,005). Il numero di bout in piedi (R -0,61) e la latenza al primo incontro in piedi (R - 0,61) erano metriche valide per EV solo durante il test iniziale. Il tempo totale durante il primo test è stata una metrica valida per ADG. Diversi passaggi avevano un'affidabilità inaccettabile (ICC - 0,42). Il B-M ha diversi passaggi ripetibili. La durata del tempo trascorso in piedi è una metrica valida per ADG e il comportamento permanente può essere un proxy per EV e ADG. Viene valutata un'ampia gamma di variabili. Il comportamento dei bovini è osservato senza interferenze umane. Le metriche di risposta sono oggettive. Tuttavia, è risorsa, tempo e lavoro intensivo per costruire il labirinto e condurre il test (10 min / animale solo per il test), e richiede la decodifica video.
Circuito emotivo: SEEKING, PANIC

Test di Startle Individuale
Anche se il test di avvistabile è ripetibile, il bestiame si comporterà in modo diverso durante il test di avvistato quando viene valutato singolarmente rispetto a quando si trova in un gruppo²³. Durante la prova di avvio individuale, il bestiame può sperimentare stress da isolamento; pertanto, l'attivazione dei sistemi PANIC e SEEKING può prevalere su qualsiasi attivazione del sistema FEAR. Il numero di passi (R , 0,62, p - 0,0008) e il numero di passi entro i primi 60 s dopo l'apertura dell'ombrello (R - 0,60, p - 0.001) aveva una ripetibilità moderata. È improbabile che la validità rispetto ad ADG sia un indicatore utile (R² x 0,07) di ADG. Diversi passaggi (ICC - -0,06) per l'intero periodo di test avevano un'affidabilità inaccettabile. Tuttavia, il numero di passi all'interno dei primi 60 s dopo l'apertura dell'ombrello (ICC - 0,70) aveva un'affidabilità accettabile.

Il singolo test startle ha diverse metriche ripetibili e affidabili e viene valutata un'ampia gamma di variabili. Il comportamento dei bovini è osservato senza interferenze umane. Le metriche di risposta sono oggettive. Tuttavia, è risorsa, tempo e laboriosa per costruire il labirinto e condurre il test (5 min/ animale esclusivamente per il test). Richiede la decodifica video e può essere confuso dallo stress isolante.
Circuito emotivo per test di startle individuale: PANIC, SEEKING
Circuito emotivo per il test di startle di gruppo: FEAR

Test campo aperto
Il numero di passi (R - 0,67, P - 0,0001) ha avuto una ripetibilità moderata. La sua validità rispetto ad ADG è compromessa perché è improbabile che siano utili diversi passaggi (R² - 0,03). Un certo numero di passaggi (ICC - 0,26) aveva un'affidabilità inaccettabile. Il test sul campo aperto ha una vasta gamma di variabili valutate. Alcuni passaggi durante il test sono ripetibili. Il comportamento dei bovini è osservato senza interferenze umane. Le metriche di risposta sono oggettive. Tuttavia, è risorsa, tempo e lavoro intensivo per costruire il labirinto e condurre il test (10 min / animale esclusivamente per il test), e richiede la decodifica video.
Circuito emotivo: PANIC, SEEKING

Analisi multivariate
Le analisi cluster hanno identificato tre cluster primari (FEAR, RAGE e PANIC/SEEKING) nei dati (Figura 4). Il numero di passaggi nel Group Startle Test (FEAR) raggruppati con ADG ed EV (FEAR). Il numero di passi nei passaggi in cui sono raggruppati i passaggi in base a B-M (PANIC/SEEKING), OFT (PANIC/SEEKING) e a test di avvio individuale (PANIC/SEEKING). CS (RAGE) non si è raggruppato con nessuna delle altre variabili.

Sistema emotivo	Test comportamentale proposto per rilevare l'attivazione del sistema
riercare	test sul campo aperto, nuovo test oggetto, vessillo zero bovino, punteggio penna
LUSSURIA	valutazione libido
Cura	comportamento materno, angoscia che circonda lo sconsiamento
Giocare	Tbd
Paura	test di avvio, velocità di uscita
Rabbia	cambio di scivolo, protezione della prole
PANICO/DOLORE	test di isolamento sociale, labirinto zero bovino, punteggio penna

Tabella 1: Valutazioni comportamentali che possono identificare l'attivazione di diversi sistemi emotivi all'interno del cervello.

Punteggio	Etichetta	Descrizione
1	Docile	Disposizione lieve. Delicato e facilmente maneggiabile. Si alza e si muove lentamente durante la lavorazione. Indisturbato, si stabilì, un po 'noioso. Non tira sul headgate quando è in scivolo. Esce dallo scivolo con calma
2	Inquieto	Più tranquillo della media, ma può essere testardo durante l'elaborazione. Può cercare di tirare indietro di scivolo o tirare indietro sul headgate. Qualche colpo di coda. Esce dallo scivolo prontamente.
3	Nervoso	Temperamento tipico è gestibile, ma nervoso e impaziente. Una moderata quantità di lotta, movimento e coda che sfarfalla. Spingere e tirare ripetutamente il portellone. Esce dallo scivolo in modo vivace.
4	Volo (selvaggio)	Jumpy e fuori controllo, trema e lotta violentemente. Può soffio e schiuma alla bocca. Freneticamente corre linea di recinzione e può saltare quando scritto singolarmente. Espone una lunga distanza di volo ed esce scivolo selvaggiamente.
5	Aggressivo	Può essere simile a Score 4, ma con un comportamento aggressivo aggiunto, paura, agitazione estrema e movimento continuo che può includere saltare e urlare mentre è in scivolo. Esce freneticamente e può mostrare un comportamento di attacco quando viene gestito da solo.
6	Molto aggressivo	Temperamento estremamente aggressivo. Thrashes circa o attacca selvaggiamente quando confinato in luoghi piccoli e stretti. Comportamento di attacco pronunciato.

Tabella 2: Descrizione del comportamento del bestiame valutato per i punteggi Di Chute (Federazione per il miglioramento delle carni bovine).

Punteggio	Etichetta	Descrizione
1	Non aggressivo (docile)	Cammina lentamente, può essere avvicinato da vicino dagli esseri umani, non eccitato da esseri umani o strutture
2	Leggermente aggressivo	Corre lungo recinzioni, starà in angolo se gli esseri umani stare lontano, può ritmo recinzione
3	Moderatamente aggressivo	Corre lungo recinzioni, testa in su e correrà se gli esseri umani si avvicinano, si ferma prima di colpire cancelli e recinzioni, evita gli esseri umani
4	Aggressivo	Corse, rimane nella parte posteriore del gruppo, testa alta e molto consapevole degli esseri umani, può correre in recinzioni e cancelli anche con una certa distanza, sarà probabilmente incorrere in recinzioni se da solo in penna
5	Molto aggressivo	Eccitato, corre in recinzioni, corre sopra gli esseri umani e qualsiasi altra cosa in percorso, "pazzo"

Tabella 3: Descrizione del comportamento del bestiame valutato per Pen Score (Beef Improvement Federation).

Frequenza delle prestazioni del comportamento	Media : SEM	Max-Min
Passaggi (conteggio)	244,11 x 29,19	594 - 34
Tentativi di fuga (conteggio)	9 x 1,48	29 - 0
Calci (conteggio)	8,67 x 1,17	25 - 1
Urinazioni (conteggio)	0,32 - 0,13	3 - 0
Defecazioni (conteggio)	1 - 0,29	6 - 0
Vocalizzazioni (conteggio)	0,96 - 0,3	6 - 0
Standori in piedi (conteggio)	10,61 x 1,06	25 - 0
Durata del tempo trascorso in piedi (s)	200,23 x 22,59	456.32 - 0
Passaggi (conteggio) durante i primi 60 secondi di test	32,18 x 5,31	106 - 0
Latenza per eseguire il comportamento dopo l'ingresso nel labirinto di Bovine zero	Media : SEM	Max-Min
Latenza al primo passaggio (s)	18.32 - 8,36	228.7 - 0.03
Latenza al primo tentativo di fuga (s)	165,67 x 38,31	600 - 1.6
Latnezia al cambio prima direzione (s)	76,05 x 14,43	290.96 - 2.87
Latenza alla prima minzione	520,31 - 31,64	600 - 42.3
Latenza alla prima defecazione (s)	325,63 x 52,13	600 - 0
Latenza alla prima vocalizzazione	437.03 - 45,69	600 - 1.7
Latenza al primo incontro in piedi (s)	68,72 x 23,6	600 - 0.54

Tabella 4: Frequenza e latenza per eseguire i comportamenti osservati mentre i bovini si trovano nel Labirinto Bovino zero.

	Test di Startle Individuale		Test di inizio gruppo
Frequenza del comportamento durante il test	Media : SEM	Max-Min	Media : SEM	Max-Min
Ora in cui gli ombrelli si aprono	63,27 - 0,35	68.34 - 60.09	61,2 x 0,08	62.16 - 60.33
Passaggi (conteggio)	318,5 x 37,52	948 - 65	126,72 x 12,68	312 - 25
Tentativo di fuga (conteggio)	0 - 0	0 - 0	0 - 0	0 - 0
Ombrello tocchi (conteggio)	2,27 x 0,53	11 - 0	0,03 - 0,03	1 - 0
Calci (conteggio)	0,16 - 0,09	3 - 0	0 - 0	0 - 0
Urinazioni (conteggio)	0,19 x 0,07	1 - 0	0,13 - 0,07	2 - 0
Defecazioni (conteggio)	0,72 - 0,12	3 - 0	0,72 x 0,15	3 - 0
Vocalizzazioni (conteggio)	0,44 x 0,29	10 - 0	0,03 - 0,03	1 - 0
Standori in piedi (conteggio)	7,91 - 0,56	15 - 0	8,66 x 0,52	14 - 3
Durata in piedi (sonds)	140,87 x 13,77	316.25 - 0	188,94 x 9,91	299 - 64.74
Passi nei primi 60 secondi di test (conteggio)	62,44 x 8,92	248 - 6	33,84 x 3,11	81 - 6
Passi nei 60 secondi dopo l'apertura degli ombrelli (conteggio)	72,52 x 10,1	295 - 6	27.09 : 3,76	92 - 0
	Test di Startle Individuale		Test di inizio gruppo
Latenza per eseguire comportamentiLatency to perform behaviors	Media : SEM	Max-Min	Media : SEM	Max-Min
Latenza al primo passaggio (s)	4.14 x 1,46	36.98 - 0.11	2.61 - 0,88	28.65 - 0.11
Latenza al primo tentativo di fuga (s)	-	-	-	-
Latenza al primo tocco di ombrello (s)	94,79 x 14,74	282.84 - 11.64	157,76 : 157,76	157.76 - 157.755
Latenza al primo calcio (s)	137,29 - 16,78	167.2 - 93.47	-	-
Latenza alla prima minzione	135,47 x 38,38	293.79 - 29.74	52,87 - 9,39	69.66 - 37.17
Latenza alla prima defecazione (s)	104.18 : 23	271.98 - 3.35	62,44 x 13,74	196.76 - 15.11
Latenza alla prima vocalizzazione	67,32 : 41,27	226.89 - 3.83	68,15 - 0,00	68.15 - 68.15
Latenza al primo incontro in piedi (s)	26,52 x 7,1	193.48 - 0.44	11.43 - 1,76	45.4 - 1.12
Latenza al primo passo dopo l'apertura dell'ombrello (s)	63,2 x 1,77	84.19 - 6.36	65,94 x 5,09	167.34 - 6.96
Latenza per il primo tentativo di fuga dopo l'apertura dell'ombrello (s)	-	-	-	-
Latenza ai primi tocchi dell'ombrello dopo l'apertura degli ombrelli (s)	110,2 e 16,38	282.84 - 11.64	-	157.76 – 0
Latenza al primo calcio dopo l'apertura dell'ombrello (s)	137,29 - 16,78	167.2 - 93.47	-	-
Latenza alla prima minzione dopo l'apertura dell'ombrello (s)	152,34 : 40,79	293.79 - 29.74	67,94 x 1,72	69.66 - 66.21
Latenza alla prima defecazione dopo l'apertura dell'ombrello (s)	160,57 - 26,49	271.98 – 1	90.03 : 21,26	196.76 - 17.39
Latenza alla prima vocalizzazione dopo l'apertura dell'ombrello (s)	100,91 - 44,77	226.89 - 11.47	-	68.15 – 0
Latenza al primo incontro in piedi dopo l'apertura dell'ombrello (s)	85,59 x 10,32	297.33 - 1.27	76,91 - 5,33	182.69 - 15.47

Tabella 5: Frequenza e latenza per eseguire i comportamenti osservati mentre i bovini si trovano nel test di Inizio Individuale e nel Test di Inizio gruppo.

Frequenza dei comportamenti durante il test	Media : SEM	Max-Min
Passaggi (conteggio)	464,28 : 42,65	1607 - 91
Tentativi di fuga (conteggio)	0,06 - 0,04	2 - 0
Calci (conteggio)	0,16 - 0,06	2 - 0
Urinazioni (conteggio)	0,14 x 0,04	1 - 0
Defecazioni (conteggio)	0,44 x 0,08	2 - 0
Vocalizzazioni (conteggio)	1,91 x 0,7	32 - 0
Standori in piedi (conteggio)	13,75 x 0,84	40 - 4
Durata del tempo trascorso in piedi (s)	294,94 : 17,85	562.98 - 48.72
Passaggi (conteggio) durante i primi 60 secondi di test	69,36 - 7,72	297 - 0
Latenza per eseguire il comportamentoLatency to perform behavior	Media : SEM	Max-Min
Latenza al primo passaggio (s)	5,9 x 2,42	148.18 - 0.11
Latenza al primo tentativo di fuga (s)	357,81 - 158,26	563.23 - 45.56
Latenza al primo calcio (s)	355,95 : 53,7	584.58 - 66.51
Latenza alla prima defecazione (s)	135,38 x 31,51	486.29 - 1.98
Latenza alla prima vocalizzazione	162,67 - 49,87	742 - 8.8
Latenza al primo incontro in piedi (s)	28.11 - 6,06	255.97 - 0.35

Tabella 6: Frequenza e latenza per eseguire i comportamenti osservati mentre i bovini sono nel test di campo aperto.

Figura 1: Rappresentazione tridimensionale del Labirinto Bovino zero. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: rappresentazione tridimensionale dell'arena per Test di campo aperto, Punteggio penna e Test di inizio. I cerchi marrone indicano il posizionamento degli ombrelli solo per il test di Inizio. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: Relazioni tra velocità di uscita, punteggio penna, punteggio dello scivolo e produttività in Bos indicus influenzati manzi influenzati (n - 32). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: Analisi rappresentativa del cluster delle risposte comportamentali del bestiame a una varietà di test di paura. In questa figura, il numero di passi eseguiti durante il Labirinto di Bovine zero, il Test di Inizio Individuale, l'Open Field Test (OFT) e il Test inizio gruppo sono stati valutati con il punteggio Chute, il punteggio della penna, la velocità di uscita e il guadagno giornaliero medio. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Materiale supplementare 1: Animali che si comportano alle diverse partiture descritte nel manoscritto. Fare clic qui per visualizzare questo file (fare clic con il pulsante destro del mouse per scaricare).

Materiale supplementare 2: video time-lapse di costruzione del labirinto zero. Fare clic qui per visualizzare questo file (fare clic con il pulsante destro del mouse per scaricare).

Discussione

Velocità di uscita e punteggio Chute
L'EV e il CS vengono entrambi valutati mentre l'animale viene lavorato attraverso uno scivolo di manipolazione. Sebbene il comportamento del bestiame sia per l'EV che per CS venga quantificato durante lo stesso scenario, le risposte comportamentali a questi due test non sono correlate²⁴. Ciò suggerisce che lo scenario in cui gli EV (ad esempio, fuori dalla moderazione) e i CS (ad esempio, la moderazione duratura) possono essere percepiti in modo diverso dal bestiame e successivamente valutare diversi sistemi emotivi. L'EV valuta il comportamento del bestiame mentre fuggono dalla moderazione e si pensa per quindi valutare il sistema FEAR mentre il CS può valutare RAGE. Il CS valuta il comportamento del bestiame durante il blocco nello scivolo di manipolazione (Tabella 2), e quindi può essere un buon proxy per il sistema emotivo RAGE.

Una ricerca sostanziale è stata condotta sul rapporto tra EV e produzione, salute, e tratti comportamentali. Sebbene l'EV possa essere influenzato dall'esperienza precedente di un animale, questa metrica oggettiva può essere efficace nel quantificare il sistema FEAR, poiché sono state identificate relazioni sostanziali tra EV e salute, produttività, allevamento e comportamento. I bovini con EV più veloci hanno ridotto i tassi di crescita¹⁴, scarsa qualità della carcassa^11,25, ridotto la funzione immunitaria²⁰, e più alti livelli di cortisolo durante la manipolazione¹⁰. Questa misurazione può fornire informazioni sul comportamento nella penna di casa, perché EV è positivamente correlato con i conteggi dei passi nella penna di casa¹³. Dal punto di vista della gestione degli animali, i bovini con EV più veloci sono più difficili da maneggiare, presentano un rischio maggiore per i gestori di animali e possono influenzare il comportamento dei compagni di mandria. Anche se EV può essere una buona metrica per valutare FEAR, non misura tutti i sistemi emotivi. Pertanto, sono necessari ulteriori test per valutare tutti i sistemi emotivi che influenzano la produzione e il benessere.

Punteggio penna
La PS valuta soggettivamente la volontà del bestiame di essere avvicinato da un essere umano (Tabella 3) e può essere utile per valutare il sistema PANIC. Tuttavia, la PS è stata criticata per mancanza di obiettività, perché valutatori diversi possono avere diverse interpretazioni di comportamento, e diverse valutazioni soggettive hanno sofferto di scarsa affidabilità tra i^tassi2.

Test di avvio
L'ansia è altamente evoluta in tutte le specie di prede. Alti livelli di FEAR aiutano a proteggere l'animale dal dolore e attivano le asce simpatiche e ipotalamica-pituitary-surrenal come parte della lotta o del volo e la risposta allo stress a un pericolo percepito. Il test di punta valuta la risposta di un animale a nuovi stimoli improvvisi ed è stato identificato come una misura efficace nell'identificare le differenze comportamentali tra i diversi ceppi genetici dei maiali²⁷. Il test di avvistamento può essere efficace nel valutare la sensibilità e la reattività del sistema simpatico-surrenale, che ha conseguenze rilevanti per la produzione quando attivato e può fornire informazioni sul sistema FEAR.

Test campo aperto
L'OFT è il test più comunemente usato. L'OFT è stato originariamente progettato per valutare l'audacia individuale animale, o la volontà di entrare in un'arena aperta, un ambiente che può essere percepito come pericoloso e rischioso per la sopravvivenza dell'animale. L'OFT è stato convalidato per specie che istintivamente cercano riparo ed evitano spazi aperti, come roditori, polli e tacchini¹⁶.

I bovini si sono evoluti per vivere in campi aperti, quindi l'OFT non può indurre le risposte comportamentali e fisiologiche associate a FEAR e può essere più adatto a valutare l'isolamento sociale (PANIC/GRIEF) o l'esplorazione (SEEKING). Inoltre, l'OFT valuta i singoli animali, e poiché i bovini sono animali della mandria gregari, l'esperienza dell'OFT può suscitare una risposta emotiva diversa da FEAR. L'OFT manca di una forte correlazione con altri test FEAR e i risultati sono difficili da interpretare (cioè, molti fattori possono portare alla stessa attività). Pertanto, l'OFT non è raccomandato come test generale FEAR per il bestiame¹⁶ e potrebbe non fornire una comprensione completa dei sistemi FEAR nei bovini. L'OFT può, tuttavia, essere uno strumento utile per quantificare i sistemi PANIC o SEEKING nei bovini.

Il sistema SEEKING è essenziale affinché gli animali acquisiscano le risorse necessarie per la sopravvivenza. Alti livelli di RICERCA provocano intense e persistenti esplorazioni entusiastiche, emozioni appetitose e anticipative e apprendimento. Questo sistema può provocare la locomozione in avanti in quanto l'animale è motivato a esplorare l'ambiente circostante. SEEKING può svolgere un ruolo nelle emozioni positive e negative; SEEKING positivo può generare un senso di scopo, mentre IL SEEKING negativo può provocare comportamenti associati alla sicurezza²⁸. Le mucche che trascorrevano più tempo ad esplorare ed esplorare una porzione più ampia della gamma (ad esempio, una maggiore attivazione di SEEKING) mangiavano più velocemente mentre erano in isolamento, avevano vitelli con pesi di svezzamento più pesanti, concentrazioni di cortisolo più elevate durante il confinamento e intervalli post-partum più brevi per estrus²⁹. Pertanto, il sistema SEEKING può avere implicazioni di produzione e benessere. L'identificazione di animali con un'elevata attivazione del sistema SEEKING può avere più successo in ambienti di ampia portata in cui la forma fisica individuale e riproduttiva dipende dalla capacità dell'animale di trovare risorse e riparo. Tuttavia, gli animali con un'elevata attivazione del sistema SEEKING possono sperimentare livelli più elevati di stress e frustrazione durante il confinamento.

Labirinto Bovino zero
I test comunemente utilizzati nella ricerca biomedica che sono progettati per valutare l'efficacia dello sviluppo di farmaci anti-ansia e anti-depressivi nei roditori sono il labirinto elevato più (EPM) e il labirinto zero elevato (E-M)³⁰. Questi test sfruttano il comportamento istintivo del roditore e la sua naturale propensione per luoghi oscuri e chiusi a quantificare la loro volontà di esplorare ambienti che sarebbero intrinsecamente timorosi o indurre ansia. Le metriche di questi test possono includere la latenza di lasciare il braccio oscurato del labirinto, la durata del tempo nel braccio aperto e chiuso del labirinto e il numero di transizioni tra i due ambienti durante il periodo di prova, nonché il comportamento dell'animale (ad esempio, la vocalizzazione, la minzione, la defecazione, i tentativi di fuga) durante il test³¹.

L'EPM e l'E-M sono entrambi test ben convalidati per quantificare FEAR/ANXIETY nei roditori^15,31. Un EPM modificato è stato utilizzato per quantificare la risposta FEAR in^{suina 32,} ma non è stato utilizzato nei ruminanti. Tuttavia, l'EPM è stato criticato per la sua ambiguità di interpretazione per quanto riguarda il comportamento nella piazza centrale del labirinto. Pertanto, l'E-M è stato progettato per valutare le stesse metriche dell'EPM, ma consente un'esplorazione ininterrotta senza ambiguità. Nell'identificare un test per valutare FEAR/ANXIETY e SEEKING nei bovini, l'E-M era un modello logico. L'EM è favorevole al comportamento naturale del bestiame, in quanto istintivamente si muovono in modelli circolari e hanno una propensione per tornare alle aree da cui sono venuti.

Applicando principi simili all'EM con un inverso di interpretazione, è stato sviluppato un Bovine zero Maze³³ per valutare i sistemi FEAR, PANIC/GRIEF e SEEKING nel bestiame. Il bestiame si è evoluto per vivere in spazi aperti; pertanto, i bovini con una ridotta attivazione dei sistemi FEAR e PANIC/GRIEF saranno più disposti a trascorrere del tempo nelle parti aperte del B.M rispetto alle parti oscurate del labirinto, avranno meno probabilità di entrare nelle parti chiuse del labirinto ed eseguiranno più tentativi di fuga.

Quantificare il comportamento del bestiame in più valutazioni può identificare relazioni emotive complesse che possono avere un significato economico, sono facilmente misurabili e possono essere inclusi negli sforzi di selezione degli allevamento. I circuiti emotivi di PLAY, LUST e CARE non sono stati valutati in questo studio.

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
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