视觉洞穴系统(Visual Burrow System, VBS)是一个与行为学相关的社会压力模型,它创建了一个大鼠中独特的优势层次结构,研究啮齿动物的社交能力和社交退缩行为。
VBS 依靠显性发展来驱动雄性个体应激表型大鼠。在这个模型中,雄性大鼠与雌性大鼠一起被安置在一个大型洞穴装置中,由一个大的开放区域和一系列由隧道隔开的侧室组成,模仿了啮齿动物的自然环境,因此能够观察到在野外无法观察到的自然社会互动。。
在此期间,动物将自己分为支配者和从属。主导者通常大部分时间都在大片空旷的地方,并且会追击和咬伤从属者,通常将它们驱赶到侧室。记录社交全过程,识别支配者和下属,使用行为特征以及伤害(位置和次数)作为社会地位的指标。主导者相比从属者表现出更具攻击性的行为(咬、追)。
PROTOCOL
实验装置
以小鼠为例(大鼠尺寸相应增大):
视觉洞穴装置安装在一个 86 x 61 x 26 厘米的亚克力垃圾箱中。在距离端墙 61 cm 处放置一堵墙(长 25 cm),将开放区域与洞穴区域分开。三个尺寸为 12 x 7 x 6 厘米的洞穴室被放置在由隔板创建的较小部分。其中两个腔室通过直管相互连接,并有一个“Z”形有机玻璃管通过墙壁将它们连接到开放区域。第三个腔室通过直的有机玻璃管仅连接到开放区域。用于连接开放区域与洞穴的管子直径为5cm
腔室的地板和开放区域覆盖有 1 厘米的锯末垫料。食物漏斗和水瓶放置在开放区域的角落。
整个设备使用黑色有机玻璃制成,除了管子和腔室顶部以允许视频录制。

实验前准备
实验动物:按照国家实验动物质量标准的规定选择小鼠,并通过实验要求对小鼠进行相应的处理及饲养。雌性需通过结扎输卵管并保持卵巢完整来绝育,以维持发情周期。
选择安静、光线均匀、无干扰的房间,实验室以 12:12 小时的明暗周期照明,光照时间为7:00-19:00。对于光相,使用LED灯,而在暗相使用红外灯。温度和湿度也保持在 22 ± 1 ℃ 和 70% 湿度。
如果为人工观察,需提前两天对受试者们作颜色标记。
为了协助手动评分,还可以使用视频和跟踪软件,例如TOP-ATPX、Noldus Ethovision XT。
实验步骤
实验一(性别混合):
准备一只雄性、三只雌性小鼠,动物之间彼此不熟悉,在明暗交替周期的黑暗时段开始时将四只小鼠放入VBS中,在系统中维持生活15天,每天进行视频录制4小时在暗周期中为第1、2、6、10 和 14 天,在光周期中为第2、3、7、11 和 15 天。
实验二(仅雄性):
加入3只雄性小鼠,动物彼此之间不熟悉。在黑暗周期的第1、2、6、10和14天以及光照周期的第2、3、7、11和15天进行观察,每天进行4小时的视频记录。
数据分析
记录小鼠在活动过程中各种社交行为的时长、时长占比、次数、频率以及实验结束后的体重。
小鼠行为清单中的社交行为包括:聚集、独处、独自理毛、嗅探、逃跑、追逐、跟随、骑跨等
行为 | 描述 |
社交探索 | 一只动物嗅探另一只动物,或跟踪它、与它玩耍 |
靠近 | 向另一只动物移动(区分前后) |
攻击 | 咬、追逐击打其它动物时 |
回避 | 顺从和回避行为。对攻击性行为的顺从反应(即不反击/投降)。还移动/逃避攻击性遭遇和社交接触/接近 |
抱团 | 与同种动物接触时休息/蜷缩在一起。当对象恢复活动超过 5 秒时,行为不被视为休息/抱团的一部分 |
性行为 | 骑跨雌性小鼠 |
被动/接受社交接触 | 当一只动物对另一只动物的社会探索没有反应(即被动的社交互动)时,接受社会接触就被评分 |
互相理毛 | 为另一只动物理毛 |
独自理毛 | 梳理自己的毛发 |
吃食/饮水 | 在开放区域的食物准备处吃食或饮水 |
环境勘探 | 动物探索周围环境,行为不针对其他动物。(例如挖掘、移动、嗅墙壁) |
独自一人休息 | 在不与其他动物身体接触的情况下休息。当对象恢复活动超过 5 秒时,行为不被视为休息的一部分 |
注意:
1、在封闭空间内聚集时,动物与动物之间需保持接触状态至少10秒;
2、判断为单独行动时,此动物需与最近的同伴至少相隔三个体位距离以上,且时间至少为10秒;
示例数据
通过时间采样分析行为,每只鼠标每 10 分钟采集一次初始 30 秒的样本。社交行为作为观察到的百分比进行评分。
在试验期间观察到以下社交行为:
抱团:这种行为涉及对象在 30 秒的时间样本中与腔室中的另一只动物接触超过 10 秒。
独处:此行为被识别为对象在 30 秒的时间样本中,与最近的邻居保持 3 个身体的距离超过 10 秒。
同种异体梳理:为其他动物清理的行为。
自我梳理:清洁自己的行为。
接近前方:此行为被标识为从远处向另一个主体的前面定向移动。
接近背部:此行为被确定为从远处向另一个对象的背部定向移动。
逃离:此行为被识别为快速远离接近的主体。
追逐:这种行为被识别为向逃跑的动物快速移动。
跟随:此行为被识别为跟随另一个主体的速度较慢。
骑跨:此行为被确定为从后面骑上另一个主体并快速摇晃其臀部。
挣扎:这种行为涉及剧烈活动,例如滚动和撕咬。
接触:这种行为与向另一只动物定向移动后的物理接触有关。


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