Name: a laboratory method to measure contagious yawning in rats
Uploaded: 2019-06-14T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Laboratory Method to Measure Contagious Yawning in Rats at JoVE.com

A. M. è stato parzialmente finanziato dalla Vicerretta de Docencia, Benemérita Universidad Aut noma de Puebla. Siamo particolarmente in debito con il personale della struttura animale "Claude Bernard" per l'uso dei ratti per le riprese. Ringraziamo gli arbitri anonimi per i loro commenti sulle prime versioni di questo manoscritto. La presentazione è meno stridente e più equilibrata a causa dei loro commenti riflessivi

I protocolli sperimentali e l'allevamento degli animali sono stati condotti in conformità con gli orientamenti istituzionali.
1. Materiali
<ol><li>Trovare un elenco completo dei materiali utilizzati per implementare il metodo nella Tabella dei materiali. Utilizzare la Figura 1 e consultare un esperto per costruire una tabella a forma di T rovesciata, gabbie di osservazione e divisori a gabbia. Seguire le indicazioni di sicurezza per l'uso di ut...

<ol>
	<li>C&#233;zilly, F. A., Danchin, E., Giraldeau, L. A., C&#233;zilly, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=History+of+Behavioural+Ecology.">History of Behavioural Ecology.</a> Behavioural Ecology. , 3-27 (2008).</li><li>Medina, L. M., Garcia, C. M., Urbina, A. F., Manjarrez, J., Moyaho, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Female+vibration+discourages+male+courtship+behaviour+in+the+Amarillo+fish+(Girardinichthys+multiradiatus).">Female vibration discourages male courtship behaviour in the Amarillo fish (Girardinichthys multiradiatus).</a> Behavioural Processes. 100, 163-168 (2013).</li><li>Mekdara, P. J., Schwalbe, M. A., Coughlin, L. L., Tytell, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+lateral+line+ablation+and+regeneration+in+schooling+giant+danios.">The effects of lateral line ablation and regeneration in schooling giant danios.</a> Journal of Experimental Biology. 221 (8), 175166 (2018).</li><li>Walusinski, O., Vonk, J., Shackelford, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contagious+Yawning.">Contagious Yawning.</a> Encyclopedia of Animal Cognition. , 1-5 (2018).</li><li>Baenninger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+comparative+aspects+of+yawning+in+Bettasplendens,+Homosapiens,+Pantheraleo,+and+Papio+sphinx.">Some comparative aspects of yawning in Bettasplendens, Homosapiens, Pantheraleo, and Papio sphinx.</a> Journal of Comparative Psychology. 101 (4), 349-354 (1987).</li><li>Gallup, A. C., Church, A. M., Pelegrino, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yawn+duration+predicts+brain+weight+and+cortical+neuron+number+in+mammals.">Yawn duration predicts brain weight and cortical neuron number in mammals.</a> Biology Letters. 12, 20160545 (2016).</li><li>Baenninger, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+yawning+and+its+functions.">On yawning and its functions.</a> Psychonomic Bulletin and Review. 4 (2), 198-207 (1997).</li><li>An&#237;as, J., Holmgren, B., Urb&#225;-Holmgren, R., Egu&#237;bar, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+variation+of+yawning+behavior.">Circadian variation of yawning behavior.</a> Acta Neurobiologiae Experimentalis. 44 (4), 179-186 (1984).</li><li>Holmgren, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+anticipatory+yawning+rhythm+in+the+rat.">Food anticipatory yawning rhythm in the rat.</a> Acta Neurobiologiae Experimentalis. 51 (3-4), 97-105 (1991).</li><li>Byrne, R. W., Slater, P. J. B., Halliday, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolution+of+intelligence.">The evolution of intelligence.</a> Behaviour and Evolution. , 223-265 (1994).</li><li>Provine, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yawning+as+a+stereotyped+action+pattern+and+releasing+stimulus.">Yawning as a stereotyped action pattern and releasing stimulus.</a> Ethology. 72 (2), 109-122 (1986).</li><li>Provine, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Faces+as+releasers+of+contagious+yawning:+An+approach+to+face+detection+using+normal+human+subjects.">Faces as releasers of contagious yawning: An approach to face detection using normal human subjects.</a> Bulletin of the Psychonomic Society. 27 (3), 211-214 (1989).</li><li>Anderson, J. R., Myowa-Yamakoshi, M., Matsuzawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contagious+yawning+in+chimpanzees.">Contagious yawning in chimpanzees.</a> Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 271 (Suppl 6), S468-S470 (2004).</li><li>Palagi, E., Leone, A., Mancini, G., Ferrari, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contagious+yawning+in+gelada+baboons+as+a+possible+expression+of+empathy.">Contagious yawning in gelada baboons as a possible expression of empathy.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (46), 19262-19267 (2009).</li><li>Romero, T., Ito, M., Saito, A., Hasegawa, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+modulation+of+contagious+yawning+in+wolves.">Social modulation of contagious yawning in wolves.</a> PLoS One. 9 (8), e105963 (2014).</li><li>Yonezawa, T., Sato, K., Uchida, M., Matsuki, N., Yamazaki, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presence+of+contagious+yawning+in+sheep.">Presence of contagious yawning in sheep.</a> Animal Science Journal. 88 (1), 195-200 (2017).</li><li>Miller, M. L., Gallup, A. C., Vogel, A. R., Vicario, S. M., Clark, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+contagious+behaviors+in+budgerigars+(Melopsittacus+undulatus):+an+observational+study+of+yawning+and+stretching.">Evidence for contagious behaviors in budgerigars (Melopsittacus undulatus): an observational study of yawning and stretching.</a> Behavioral Process. 89 (3), 264-270 (2012).</li><li>Moyaho, A., Rivas-Zamudio, X., Ugarte, A., Egu&#237;bar, J. R., Valencia, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Smell+facilitates+auditory+contagious+yawning+in+stranger+rats.">Smell facilitates auditory contagious yawning in stranger rats.</a> Animal Cognition. 18 (1), 279-290 (2015).</li><li>Moyaho, A., Flores Urbina, A., Monjaraz Guzm&#225;n, E., Walusinski, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yawning:+a+cue+and+a+signal.">Yawning: a cue and a signal.</a> Heliyon. 3 (1), e00437 (2017).</li><li>Gallup, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+do+we+yawn?+Primitive+versus+derived+features.">Why do we yawn? Primitive versus derived features.</a> Neuroscience&amp;BiobehavioralReviews. 35, 765-769 (2011).</li><li>Gallup, A. C., Clark, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Commentary:+Yawning,+acute+stressors,+and+arousal+reduction+in+Nazca+booby+adults+and+nestlings.">Commentary: Yawning, acute stressors, and arousal reduction in Nazca booby adults and nestlings.</a> Frontiers in Psychology. 6, 1654 (2015).</li><li>Fentress, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+grooming+in+mice+with+amputated+forelimbs.">Development of grooming in mice with amputated forelimbs.</a> Science. 179 (4074), 704-705 (1973).</li><li>Nicoletto, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+roles+of+vision+and+the+chemical+senses+in+predatory+behavior+of+the+skink,+Scincella+lateralis.">The roles of vision and the chemical senses in predatory behavior of the skink, Scincella lateralis.</a> Journal of Herpetology. 19 (4), 487-491 (1985).</li><li>Feh&#233;r, O., Wang, H., Saar, S., Mitra, P. P., Tchernichovski, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=De+novo+establishment+of+wild-type+song+culture+in+the+zebra+finch.">De novo establishment of wild-type song culture in the zebra finch.</a> Nature. 459 (7246), 564-568 (2009).</li><li>Kapit&#225;ny, R., Nielsen, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+yawns+really+contagious?+A+critique+and+quantification+of+yawn+contagion.">Are yawns really contagious? A critique and quantification of yawn contagion.</a> Adaptive Human Behavior Physiology. 3 (2), 134-155 (2017).</li><li>Langford, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+modulation+of+pain+as+evidence+for+empathy+in+mice.">Social modulation of pain as evidence for empathy in mice.</a> Science. 312 (5782), 1967-1970 (2006).</li><li>Gallup, A. C., Swartwood, L., Militello, J., Sackett, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+evidence+of+contagious+yawning+in+budgerigars+(Melopsittacus+undulatus).">Experimental evidence of contagious yawning in budgerigars (Melopsittacus undulatus).</a> Animal Cognition. 18, 1051-1058 (2015).</li><li>Campbell, M. W., de Waal, F. B., Walusinski, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodological+Problems+in+the+Study+of+Contagious+Yawning.">Methodological Problems in the Study of Contagious Yawning.</a> The mystery of yawning in physiology and disease. , 120-127 (2010).</li><li>R Development Core Team. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> R: A language and environment for statistical computing. , (2009).</li><li>Moyaho, A., Beristain-Castillo, E., Choe, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Design:+Basic+Concepts.">Experimental Design: Basic Concepts.</a> Encyclopedia of Animal Behavior. 3, 471-479 (2019).</li><li>Urb&#225;-Holmgren, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genotypic+dependency+of+spontaneous+yawning+frequency+in+the+rat.">Genotypic dependency of spontaneous yawning frequency in the rat.</a> Behavioral Brain Research. 40 (1), 29-35 (1990).</li><li>Smith, M. L., Hostetler, C. M., Heinricher, M. M., Ryabinin, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Social+transfer+of+pain+in+mice.">Social transfer of pain in mice.</a> Science Advances. 2, e1600855 (2016).</li><li>Joly-Mascheroni, R. M., Senju, A., Shepherd, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dogs+catch+human+yawns.">Dogs catch human yawns.</a> Biology Letters. 4 (5), 446-448 (2008).</li><li>Barthalmus, G. T., Zielinski, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenopus+skin+mucus+induces+oral+dyskinesias+that+promote+escape+from+snakes.">Xenopus skin mucus induces oral dyskinesias that promote escape from snakes.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 30 (4), 957-959 (1988).</li></ol>

Ci sono passaggi critici nel metodo che devono essere presi in considerazione per ottenere risultati positivi. I ratti familiari devono condividere le gabbie domestiche per almeno 1,5 mesi dopo lo svezzamento e prima di eseguire gli esperimenti. Tuttavia, ratti sconosciuti devono vivere in gabbie separate. In entrambi i casi, le coppie di ratti devono provenire da diverse cucciolate, ma devono essere il più simile possibile in base all'età. Per quanto riguarda le gabbie di osservazione, i loro fori dovrebbero corrispon...

Tradizionalmente, il comportamento dei comunicatori è stato studiato da due prospettive. Da un punto di vista, gli etologi osservano e registrano il comportamento degli animali in ambienti naturali e tentano di riconoscere il suo valore adattivo1. Il senso o i sensi particolari coinvolti non sono stati l'interesse primario di questi studi. Da un'altra prospettiva, i fisiologi sono più interessati a svelare i meccanismi con cui gli animali comunicano1; quindi, studi di laboratorio hanno fornito metodi per affrontare il ruolo che le modalità sensoriali svolgono nella comunicazione2,3. Queste due prospettive sono infatti complementari, perché la conoscenza sia del valore adattivo che dei meccanismi immediati è necessaria per ottenere una comprensione completa dei comportamenti comunicativi nella vita sociale degli animali.
Il comportamento dello sbadiglio è una componente cospicua del repertorio comportamentale in diverse specie di vertebrati4, che vanno dai pesci ai primati5. Può essere descritto come una lenta apertura della bocca e il mantenimento della sua posizione aperta, seguita da una chiusura più rapida della bocca5. La durata dell'intera sequenza dipende dalla specie; ad esempio, i primati sbadigliano per durate più lunghe rispetto alle specie non-primati6. In molte specie, con gli esseri umani che fanno l'eccezione, i maschi tendono a sbadigliare più frequentemente delle femmine7. Questa funzione potrebbe essere alla base della possibile funzione comunicativa dello sbadiglio, anche se i modelli regolari di sbadiglie e la sua frequenza giornaliera possono anche suggerire una funzione fisiologica. Nei ratti, lo sbadiglio spontaneo segue un ritmo circadiano, con picchi di alta frequenza che si verificano al mattino e al pomeriggio8,9.
Una caratteristica interessante del comportamento sbadiglio è che può essere un atto contagioso (quando lo stimolo di rilascio di un comportamento sembra essere un altro animale che si comporta allo stesso modo10) in diverse specie di vertebrati11,12, 13,14,15,16, compresi gli uccelli17 e roditori18. Inoltre, prove recenti hanno indicato che lo sbadiglio contagioso può riflettere un ruolo comunicativo, perché lo sbadiglio di un ratto può influenzare lo stato fisiologico di un altro quando esposto a spunti olfattivi19. Tuttavia, se lo sbadiglio ha o meno un ruolo comunicante è ancora in discussione20,21, e analizzare lo sbadiglio contagioso è un primo passo essenziale per risolvere questo problema.
D'altra parte, lo sbadiglio contagioso è stato collegato alla capacità di un animale di immedesimarsi con le prospettive di altri animali; quindi, gli individui strettamente correlati sono più propensi a mostrare contagio4. Questa ipotesi è stata spesso testata in condizioni di laboratorio in cui gli animali sono presentati con stimoli di sbadiglio sul video12,13; quindi, il contagio può avvenire solo attraverso segnali visivi. Altre indagini hanno valutato il contagio dello sbadiglio in condizioni più naturali utilizzando gruppi di animali14,15. Uno dei principali problemi di questo è che gli animali socialmente interagenti spesso rispondono a segnali e si scambiano segnali che vengono trasmessi attraverso combinazioni di modalità sensoriali. Disentangling i sensi effettivi coinvolti in un determinato comportamento dai loro effetti combinati non è sempre un compito facile. Tipicamente, i ricercatori farmacologicamente o chirurgicamente ostacolano l'uso di un animale di un determinato senso, quindi deducono il ruolo di quel senso nel comportamento pertinente2,3,18,22. Fortunatamente, ci sono altri metodi in cui solo le barriere fisiche vengono utilizzate per consentire o ostacolare la comunicazione tra gli animali23,24,25, ottenendo così una maggiore validità biologica.
Il metodo qui proposto è stato specificamente progettato per studiare lo sbadiglio contagioso in ratti familiari e sconosciuti in un ambiente sociale. Secondo l'ipotesi empatica, il primo gruppo dovrebbe essere più suscettibile allo sbadiglio contagioso. Il metodo non richiede agli animali di essere chirurgicamente o farmacologicamente privati di qualsiasi senso. Invece, funziona posizionando i ratti in gabbie adiacenti con fori e ostruendo fisicamente la loro comunicazione utilizzando divisori chiari o opachi con o senza fori. Pertanto, si possono esaminare quattro condizioni di prova: (1) comunicazione olfattiva (OC, divisore opaco perforato), (2) comunicazione visiva (VC, divisore chiaro non forato), (3) comunicazione visiva e olfattiva (VOC, divisore chiaro perforato) e (4) nessuno dei due comunicazione visiva né olfattiva (NVOC, divisore opaco non forato). Pertanto, i ricercatori possono confrontare i contributi relativi di olfattivo, visivo, e in una certa misura, spunti uditivi in contagio sbadiglio. Questo approccio non è nuovo, in quanto metodi simili sono stati utilizzati per isolare i sensi coinvolti in determinati comportamenti comunicatori in animali come lucertole23 e topi26. Infatti, Gallup e colleghi27 hanno usato un metodo simile per dimostrare il ruolo dei segnali visivi nello sbadiglio contagioso nei budgerigars. Le caratteristiche principali di questi metodi sono la simulazione di un contesto sociale e lo stress minimo inflitto agli animali. Inoltre, l'uso di animali interagenti aumenta la validità biologica delle conclusioni.
Ci sono diversi modi per misurare lo sbadiglio contagioso25,28. Dr. Stephen E. G. Lea (comunicazione personale, 2015) ci ha aiutato ad adattare numericamente un metodo precedentemente impiegato dai primatologi13,14 per una precedente analisi dei dati utilizzati qui18. Presentato in questo protocollo è una versione migliorata di questo metodo con una più ampia gamma di applicazioni. Consiste nel pesare il numero totale di sbadigli di un ratto, all'interno e all'esterno di una determinata finestra temporale, in base alla proporzione del tempo di osservazione corrispondente agli sbadigli all'interno e all'esterno della finestra temporale.
Ad esempio, se si presume che i ratti A e B siano osservati per 12 min, il loro sbadiglio viene registrato al minuto più vicino e un intervallo di tempo di 3 minuti è impostato per misurare lo sbadiglio contagioso. Successivamente, vengono considerate le seguenti sequenze di sbadigli per ciascuno di questi ratti: ratto A (0,0,0,0,0,2,0,0,0,2,1) e ratto B (0.1,1,0,1,0,0, 0,0,3). Va notato che ogni numero (0-3) corrisponde al numero di sbadigli segnati ad ogni min. Per il ratto A, durante i minuti 1, 10 e 11 (numeri in grassetto), il ratto B non sbadiglia entro i 3 minuti precedenti (l'intervallo di tempo scelto) o entro quel minuto. In quei minuti, il ratto A sbadiglia per un totale di 2 volte. Pertanto, la frequenza di sbadigli omeno del ratto A senza alcun stimolo di sbadiglio (tasso di sbadiglio non post-post-sbadiglio) è 2/3 (cioè 0,67 sbadigli/min). Nei restanti 9 minuti, il ratto B sbadiglia almeno una volta nello stesso minuto o nei 3 minuti precedenti. RatA sbadiglia un totale di quattro volte in quei 9 min. Pertanto, il tasso di sbadiglio del ratto A in risposta a uno stimolo dello sbadiglio (tasso di sbadiglio post-sbadiglio) è 4/9 (cioè., 0,44 sbadigli/min). L'applicazione della stessa procedura al ratto B produce un tasso di sbadiglio non post-sbadiglio di 2/3 (cioè 0,66) e un tasso di sbadiglio post-yawn di 5/9 (0,55).
D'altra parte, se lo sbadiglio è registrato al decimale più vicino di un minuto, il contagio dello sbadiglio si tradurrà in un tempo post-sbadigliato regolato. Ad esempio, se i seguenti tempi di sbadiglio vengono registrati in un periodo di osservazione di 12 min per i ratti A e B: ratto A (2.3, 5.1, 5.8, 10.4, 10.8, 11.1) e ratto B (1.2, 2.4, 4.5, 5.1, 11.2, 11.6, 11.8). Per il ratto A, i periodi di tempo durante i quali il ratto B non si sbadiglia negli ultimi 3 min vanno da 0 a 1,2 min e da 8,1 a 11,2 min (cioè 3,1 min), che produce un totale di 4,3 min di tempo non post-yawn. Il numero di volte in cui il ratto A sbadiglia in quei periodi è tre (numeri in grassetto), quindi il tasso di sbadiglio non post-yawn è 3/4.3 (cioè 0,69), mentre il tasso di yawn post-yawn è 3/7.7 (cioè 0,38; il denominatore da 12-4,3 min). Allo stesso modo, per il ratto B, i periodi di tempo durante i quali il ratto A non sbadiglia negli ultimi 3 min vanno da 0 a 2,3 min e da 8,8 a 10,4 min, che produce un totale di 3,9 min. Il numero di volte in cui il ratto B si sbava all'interno di tali periodi è uno, quindi il tasso di sbadiglio non post-sbadigliato è 1/3,9 (cioè 0,25). Di conseguenza, il tasso di sbadiglio post-sbadiglio è 6/8.1 (cioè 0,74).
Mentre una corrispondenza quasi-contemporanea nel comportamento è un criterio ideale per dimostrare la presenza di un contagio, aspetti come i vincoli su ciò che un individuo frequenta, il tempo di reazione a uno stimolo, la distribuzione del comportamento nel tempo (ad esempio, lo sbadiglio può verificarsi in episodi), e il tempo di acclimatarsi all'impostazione sperimentale tutti danno origine a differenze di specie, rendendo difficile l'uso di un intervallo di tempo unico. Questo può essere il motivo per cui i ricercatori hanno utilizzato le finestre di tempo che variano da secondi5 a diversi minuti11, che crea problemi quando si confrontano i risultati28. Per questo motivo, si propone di ripetere la procedura descritta sopra per una serie di intervalli di tempo per ottenere curve di contagio dello sbadiglio e confrontare le curve di contagio dello sbadiglio tra le specie.
Le curve di contagio dello sbadiglio equivalenti possono essere confrontate distribuendo casualmente il numero di sbadigli osservati per ogni ratto durante il periodo di osservazione. Così, il metodo proposto per misurare il contagio dello sbadiglio offre due tipi di controlli: il tasso di (1) tasso di sbadigli osidio che si verificano al di fuori della finestra temporale (tempo non post-sbadiglia) e (2) curva di contagio dello sbadiglio artificiale ottenuta dalla distribuzione casuale del numero di sbadigli. Pertanto, questo approccio per analizzare il contagio dello sbadiglio è un passo avanti rispetto ad altre procedure, come quelle che confrontano la percentuale o la frequenza dello sbadiglio entro un singolo intervallo di tempo con quelle che si verificano al di fuori di questa finestra25, senza tenere conto del tempi effettivi fotogrammi. Il metodo è completato da un programma basato su R29 per calcolare comodamente e oggettivamente la probabilità di sbadigli contagioso per uno o più intervalli di tempo.
Per illustrare l'utilità di questo metodo e i vantaggi del programma basato su R, viene utilizzato un set di dati da uno studio pubblicato in precedenza18. La condizione sperimentale consisteva di 144 ratti maschi assegnati a una condizione familiare o sconosciuta. I ratti in ogni condizione sperimentale sono stati suddivisi in quattro sottogruppi di nove coppie ed esposti a una delle quattro situazioni di prova descritte sopra. I comportamenti sbadigli dei ratti in ogni condizione sperimentale e situazione di prova sono stati poi registrati per un periodo di 60 min.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:860px;" width="860">
	<tbody>
		<tr height="83">
			<td height="83" style="height:83px;width:221px;">Acrylic dividers</td>
			<td style="width:173px;">Handcrafted</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Two dividers, one clear and one opaque, will have 24 holes each. The other two dividers, one clear and one opaque, will have no holes. See the main text for details of construction.</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;">An R-based program</td>
			<td style="width:173px;">Benem&#233;rita Universidad Aut&#243;noma de Puebla</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">This is the program used to assess yawn contagion in rats. See the main text for information about the way the program is used.</td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;">Data sheets</td>
			<td style="width:173px;">The user can elaborate them</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">These forms will be used for the observer to record the frequency of yawning behaviour by viewing the video recordings. Alternatively, a notebook can be use provided you follow the suggestions given in the main text.</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:221px;">Desktop computer</td>
			<td style="width:173px;">Any maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Make sure the computer has a video card capable of conveniently processing the video recordings of yawning behaviour.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:221px;">Digital camcorders</td>
			<td style="width:173px;">Any maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">They will be used to video record yawning behaviour of each pair of rats; there will be 2 pairs of rats per experimental session.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:221px;">Flash drive</td>
			<td style="width:173px;">Any maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Each experimental session will last 60 min, and so you will require sufficient memory to store the video recording.</td>
		</tr>
		<tr height="125">
			<td height="125" style="height:125px;width:221px;">Glass cages</td>
			<td style="width:173px;">Handcrafted</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Each cage (19 X 19 X 10 cm height) will have 24 holes (0.5 cm diameter) forming three rows in the middle of one of its sides. See the main text for more details about their construction. It is recommended to fabricate one extra cage in case one of them is accidentally broken.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:221px;">Markers</td>
			<td style="width:173px;">Sharpie or any other maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Permanent markers to number the rats. See the main text to see one way of using painting symbols on the rat&#39;s tail.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;">Pencils</td>
			<td style="width:173px;">Any maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">They are used by the observer to record the frequency of yawning. It is important that the observer has previously been trained to recognize yawning behaviour and operate the video player system.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:221px;">R software</td>
			<td style="width:173px;">R Development Core Team</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td>Download R at: http://cran.r-project.org/&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;width:221px;">Rail-like wooden bars</td>
			<td style="width:173px;">Handcrafted</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">They will be fixed in the middle of the rectangular wooden sheet&#160; forming a track, where a second wooden sheet is placed. See the main text for additional instructions for construction.</td>
		</tr>
		<tr height="83">
			<td height="83" style="height:83px;width:221px;">Rectangular table</td>
			<td style="width:173px;">Any maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">This is the table (approximately 2 x 1 m) where the inverted T-shaped table will be placed for performing the observation of yawning behaviour.</td>
		</tr>
		<tr height="146">
			<td height="146" style="height:146px;width:221px;">Sprague-Dawley male rats</td>
			<td style="width:173px;">Any local supplier of laboratory animals</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Nine pairs of male rats per test situation are necessary for each group, familiar and unfamiliar rats, because with this sample size the interindividual variation that might exist in yawning frequency will not severely affect the conclusions drawn from the statistical analysis performed to the data.&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;width:221px;">Spreadsheet software</td>
			<td style="width:173px;">Microsoft</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Excel will be the software used to store the yawning recordings initially recorded on the data sheets. Revise the main text for instructions about the recommended way of doing the transcription.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:221px;">Square filter papers</td>
			<td style="width:173px;">Any maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">They are used for covering the cage&#39;s bottom.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:221px;">Tripods</td>
			<td style="width:173px;">Any maker</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">They will be used for fixing the camcorders in front of each pair of observation cages.</td>
		</tr>
		<tr height="125">
			<td height="125" style="height:125px;">Wooden Inverted T-shaped table</td>
			<td style="width:173px;">Handcrafted</td>
			<td style="width:123px;">Not available</td>
			<td style="width:343px;">Read the instructions in the main text to see the way of constructing it. If preferred, a different material to wood can be used. Make sure any material is as resistant as possible to the transmission of ultrasounds, which the rats might use for communication.&#160;&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a laboratory method to measure contagious yawning in rats

La comunicazione è un aspetto essenziale della vita sociale animale. Gli animali possono influenzarsi a vicenda e riunirsi nelle scuole, nelle greggi e nelle mandrie. La comunicazione è anche il modo in cui i sessi interagiscono durante il corteggiamento e come i rivali risolvono le controversie senza combattere. Tuttavia, ci sono alcuni modelli comportamentali per i quali è difficile testare l'esistenza di una funzione di comunicatore, perché sono probabilmente coinvolti diversi tipi di modalità sensoriali. Ad esempio, lo sbadiglio contagioso è un atto di comunicazione nei mammiferi che potenzialmente si verifica attraverso la vista, l'udito, l'olfatto o una combinazione di questi sensi a seconda che gli animali siano familiari tra loro. Pertanto, per testare ipotesi sul possibile ruolo comunicatorio di tali comportamenti, è necessario un metodo adatto per identificare le modalità sensoriali partecipanti.
Il metodo qui proposto mira ad ottenere curve di contagio dello sbadiglio per ratti familiari e sconosciuti e valutare la partecipazione relativa delle modalità sensoriali visive e olfattive. Il metodo utilizza materiali poco costosi, e con alcune piccole modifiche, può essere utilizzato anche con altre specie di roditori come i topi. Nel complesso, il metodo prevede la sostituzione di divisori chiari (con o senza fori) con divisori opachi (con o senza fori) che consentono o impediscono la comunicazione tra ratti posizionati in gabbie adiacenti con fori nei lati adiacenti. Di conseguenza, si possono testare quattro condizioni: comunicazione olfattiva, comunicazione visiva, comunicazione visiva e olfattiva, né comunicazione visiva né olfattiva. Come l'interazione sociale si verifica tra i ratti, queste condizioni di test simulano ciò che può verificarsi in un ambiente naturale. A questo proposito, il metodo qui proposto è più efficace dei metodi tradizionali che si basano su presentazioni video la cui validità biologica può sollevare preoccupazioni. Tuttavia, non discrimina tra il potenziale ruolo dell'udito e i ruoli dell'olfatto e della visione nel contagio dello sbadiglio.

I ratti sono stati selezionati da una sotto-linea di ratti Sprague-Dawley prodotta in precedenza che sono stati selezionati per frequenti sbadigli (circa 22 sbadigli all'ora31). Tuttavia, le nove coppie di ratti maschi sconosciuti e nove di ratti maschi familiari (tra i 2,5 e i 3 mesi di età) utilizzati per situazione di prova sbadigliavano circa 12 volte all'ora, in media18. Pertanto, le situazioni di prova per misurare il contagio dello s...

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A Laboratory Method to Measure Contagious Yawning in Rats

Il metodo qui descritto mira ad ottenere curve di contagio dello sbadiglio in coppie di ratti maschi familiari o sconosciuti. Le gabbie con fori separati da partizioni chiare o opache con (o senza) fori vengono utilizzate per rilevare se il contagio visivo, olfattivo o entrambi i tipi di segnali sensoriali possono stimolare il contagio dello sbadiglio.

Un metodo di laboratorio per misurare lo sbadiglio contagioso nei ratti

Communication is an essential aspect of animal social life. Animals may influence one another and come together in schools, flocks, and herds. ...

Il nostro protocollo è significativo perché fornisce un modo semplice per indagare quali sensi possono essere coinvolti nello sbadiglio contagioso nei ratti. L'utilizzo di una procedura non invasiva e la disponibilità del software applicativo, che accelera il calcolo per misurare lo sbadiglio contagioso, sono i principali vantaggi di questa tecnica. Gli individui che non hanno mai eseguito questa tecnica non dovrebbero affrontare grandi difficoltà nell'implementazione, a condizione che seguano metodicamente ogni fase e cerchino una consulenza professionale durante la costruzione del caso di osservazione.La dimostrazione visiva di questo metodo aiuta a comprendere la disposizione spaziale delle gabbie di osservazione durante l'esperimento. Aiutare ad evitare errori nella designazione dei trattamenti. A dimostrare questa procedura sarà Evelyn Beristain-Castillo, un postdoc del mio laboratorio.Per impostare una sessione di prova, trasferire quattro ratti nella sala di osservazione in gabbie individuali. Mentre gli animali si acclimatano, posiziona un tavolo a forma di T rovesciato su un tavolo rettangolare più grande sotto una lampada da soffitto che illumina sufficientemente la stanza. Posizionare la carta da filtro sul fondo di ogni gabbia di osservazione e posizionare le gabbie in coppia su ciascun lato del tavolo a forma di T rovesciato.Posizionare un divisore tra ogni coppia di gabbie e posizionare strategicamente due videocamere digitali, in modo che ognuna registri il comportamento di sbadiglio di ogni coppia di ratti. Dopo aver confermato che le videocamere sono fissate in modo sicuro ai treodi e correttamente orientate alle gabbie di osservazione, collegare le videocamere a un computer desktop per monitorare contemporaneamente il comportamento dei ratti. Quando gli animali si sono acclimatati per 15 minuti, posizionarli nelle gabbie di osservazione in base all'allocazione precedentemente determinata e impostare la messa a fuoco automatica su ogni videocamera.Avvia la registrazione video e un cronometro contemporaneamente, fermando la registrazione video alla fine del periodo di osservazione di 60 minuti. Quando l'osservazione è finita, riportare i ratti nelle loro gabbie di casa nella struttura animale con accesso al cibo e all'acqua. Quindi pulire accuratamente le gabbie di osservazione con un detergente non tossico prima di preparare l'installazione sperimentale per eseguire le sessioni di prova successive per la giornata.Dopo l'ultima sessione, riprodurre ogni video sullo schermo di un computer utilizzando qualsiasi sistema di riproduzione standard per un osservatore. Fare in modo che l'osservatore visualizza prima ogni video per osservare e registrare il comportamento di sbadiglio sulle schede tecniche una volta alla velocità normale, seguito da una visualizzazione aggiuntiva a velocità più lente per facilitare l'osservazione e la misura dello sbadiglio. Per segnare lo sbadiglio, usate linee verticali per rappresentare l'occorrenza di uno sbadiglio con il minuto scritto come apice.Quando tutti gli sbadigli sono stati segnati, trascrivi la sequenza temporale di sbadigli in ogni topo in un foglio di calcolo. Se lo sbadiglio è stato registrato al minuto più vicino, immettere il numero di sbadigli ad ogni minuto pertinente e utilizzare zero per riempire le celle quando non si è verificato alcun sbadiglio in un determinato minuto. Salvare quindi il foglio di lavoro come file di testo.Se lo sbadiglio è stato registrato al decimale più vicino di un minuto, digitare la sequenza dall'alto verso il basso. Utilizzare NA per riempire gli spazi vuoti delle colonne del ratto in cui il numero di sbadigli nelle righe è inferiore a quello della colonna. Con il numero massimo di file di sbadigli registrati per un topo.Salvare quindi il foglio di lavoro come file di testo. Una volta immessi tutti i dati, importare il file di testo in R.Salvare i codici di programma con il codice di estensione R e scaricare il codice di programma specifico a seconda che gli sbadigli siano stati registrati come numeri interi o frazionari. Quindi eseguire il programma per ogni coppia di ratti e il numero desiderato di tempi.Alla fine dell'esecuzione, eseguire di nuovo il programma utilizzando una distribuzione casuale del numero di sbadigli di ogni topo. Per creare curve di contagio sbadiglianti, utilizzare i dati precedentemente salvati nel foglio di calcolo per sottrarre i tassi di non contagio dai tassi di contagio per ogni coppia di ratti, dalla finestra di tempo e dalla situazione di test, separando le analisi dei dati osservati e dei dati artificiali. In questo esperimento rappresentativo, il contagio dello sbadiglio tra ratti maschi sconosciuti è stato misurato in una serie di finestre di tempo che variavano da uno a 10 minuti.Queste curve di contagio sbadigliato indicano che solo la comunicazione olfattiva tra ratti in gabbie con un divisore opaco perforato mostrava un contagio da sbadiglio. Il che è evidente dalla finestra temporale quattro e oltre, poiché l'intervallo di confidenza delle medie non si sovrappone all'intervallo di confidenza del numero di sbadigli allocato casualmente nel periodo di 60 minuti. La banda indicava, come previsto, che un'allocazione casuale del numero di sbadigli in ogni ratto nel periodo di osservazione, produceva tassi di sbadiglio che oscillavano approssimativamente a zero senza dimostrare alcun modello apparente.In questo esperimento rappresentativo con ratti maschi familiari, nessuna delle quattro situazioni di prova ha stimolato il contagio da sbadiglio perché i loro intervalli di confidenza si sovrapponevano alla banda dell'intervallo di confidenza generata casualmente. Inoltre, non ci sono state differenze tra le quattro situazioni di test anche se l'aumento complessivo del contagio da sbadiglio nelle finestre di 10 volte diverso da una pendenza zero. Ricordati di tenere traccia delle identità familiari e sconosciute dei ratti per una corretta interpretazione dei risultati e di pulire le gabbie di osservazione tra gli esperimenti.Una procedura farmacologica può essere utilizzata per bloccare la comunicazione uditivo e per separare completamente gli effetti uditivi sullo sbadiglio contagioso dagli effetti dagli altri sensi. Questa tecnica ha spianato la strada al confronto dello sbadiglio contagioso tra le specie sia in termini di sensi coinvolti, sia in termini di forza della risposta confrontando le curve contagiose dello sbadiglio. Ricorda di maneggiare attentamente le gabbie di osservazione perché possono rompersi accidentalmente e causare lesioni.

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