Влияние стереотипных форм активности на параметры поведения мышей в стандартных поведенческих тестах

  • Ксения Петровна Авимова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0001-8768-4537
  • Дмитрий Борисович Сандаков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-3-47-58

Аннотация

У лабораторных животных нередко формируется аномальное повторяющееся (стереотипное) поведение, которое может сказываться на физиологическом состоянии, а также искажать результаты поведенческих экспериментов. Стереотипное поведение и аномальный груминг, как правило, развиваются в субоптимальных условиях содержания и усиливаются со временем. Чтобы изучить возникновение стереотипных форм поведения у лабораторных мышей, дважды в течение 16 нед. анализировали их ночную активность и сопоставляли ее с поведением в стандартных поведенческих тестах «открытое поле», «норный тест», «подвешивание за хвост». Стереотипное поведение оказалось слабовыраженным, его общая продолжительность за 16 нед. снизилась с 8,2 до 1,0 %. Груминг, напротив, стал более длительным, увеличившись с 29,5 до 49,6 %. Ночной груминг коррелировал с латентным временем начала движения в тесте «открытое поле» и временем неподвижности в тесте «подвешивание за хвост». Выраженность и устойчивость стереотипного поведения и ночного груминга влияли на длительность груминга в тесте «открытое поле»: дольше остальных им занимались мыши с неустойчивым уровнем стереотипного поведения и мыши с низким уровнем ночного груминга. Кроме того, уровень ночного груминга влиял и на поведение мышей в тесте «подвешивание за хвост»: мыши с неустойчивым уровнем груминга были наиболее подвижны. Аномальная спонтанная активность может отражать неблагополучное состояние подопытных животных, а оно, в свою очередь, может сказываться на поведении в тестовых условиях. Это необходимо учитывать при планировании экспериментов с животными.

Биографии авторов

Ксения Петровна Авимова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

студентка биологического факультета. Научный руководитель – Д. Б. Сандаков

Дмитрий Борисович Сандаков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры физиологии человека и животных биологического факультета

Литература

  1. Mason GJ. Stereotypies: a critical review. Animal Behaviour. 1991;41(6):1015–1037. DOI: 10.1016/S0003-3472(05)80640-2.
  2. Muehlmann AM, Lewis MH. Abnormal repetitive behaviours: shared phenomenology and pathophysiology. Journal of Intellectual Disability Research. 2012;56(5):427–440. DOI: 10.1111/j.1365-2788.2011.01519.x.
  3. Mason G, Rushen J, editors. Stereotypic animal behaviour: fundamentals and applications to welfare. 2nd edition. Wallingford: CABI; 2008. 367 p.
  4. Mason GJ, Latham NR. Can’t stop, won’t stop: is stereotypy a reliable animal welfare indicator? Animal Welfare. 2004;13(supplement 1):57–69.
  5. Langen M, Kas MJH, Staal WG, van Engeland H, Durston S. The neurobiology of repetitive behavior: of mice… Neuro­science & Biobehavioral Reviews. 2011;35(3):345–355. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2010.02.004.
  6. Jones MA, Mason G, Pillay N. Early social experience influences the development of stereotypic behaviour in captive-born striped mice Rhabdomys. Applied Animal Behaviour Science. 2010;123(1–2):70–75. DOI: 10.1016/j.applanim.2009.12.009.
  7. Girbovan C, Plamondon H. Environmental enrichment in female rodents: considerations in the effects on behavior and biochemical markers. Behavioural Brain Research. 2013;253:178–190. DOI: 10.1016/j.bbr.2013.07.018.
  8. Bayne K, Würbel H. The impact of environmental enrichment on the outcome variability and scientific validity of laboratory animal studies. OIE Revue Scientifique et Technique. 2014;33(1):273–280.
  9. Baumans V. Environmental enrichment for laboratory rodents and rabbits: requirements of rodents, rabbits, and research. ILAR Journal. 2005;46(2):162–170. DOI: 10.1093/ilar.46.2.162.
  10. Krohn TC, Ritskes-Hoitinga J, Svendsen P. The effects of feeding and housing on the behaviour of the laboratory rabbit. Laboratory Animals. 1999;33(2):101–107. DOI: 10.1258/002367799780578327.
  11. Wemelsfelder F. Animal boredom: is a scientific study of the subjective experiences of animals possible? In: Fox MW, Mickley LD, editors. Advances in animal welfare science 1984. Dordrecht: Springer; 1985. p. 115–154 (Advances in animal welfare science; volume 1). DOI: 10.1007/978-94-009-4998-0_8.
  12. Balcombe JP. Laboratory environments and rodents’ behavioural needs: a review. Laboratory Animals. 2006;40(3):217–235. DOI: 10.1258/002367706777611488.
  13. Garner JP. Stereotypies and other abnormal repetitive behaviors: potential impact on validity, reliability, and replicability of scientific outcomes. ILAR Journal. 2005;46(2):106–117. DOI: 10.1093/ilar.46.2.106.
  14. Kalueff AV, La Porte JL, Bergner CL, editors. Neurobiology of grooming behavior. Cambridge: Cambridge University Press; 2010. 280 p. DOI: 10.1017/CBO9780511676109.
  15. Jeppesen LL, Heller KE, Dalsgaard T. Effects of early weaning and housing conditions on the development of stereotypies in farmed mink. Applied Animal Behaviour Science. 2000;68(1):85–92. DOI: 10.1016/s0168-1591(00)00099-x.
  16. Garner JP, Mason GJ. Evidence for a relationship between cage stereotypies and behavioural disinhibition in laboratory rodents. Behavioural Brain Research. 2002;136(1):83–92. DOI: 10.1016/s0166-4328(02)00111-0.
  17. Lewis MH, Tanimura Y, Lee LW, Bodfish JW. Animal models of restricted repetitive behavior in autism. Behavioural Brain Research. 2007;176(1):66–74. DOI: 10.1016/j.bbr.2006.08.023.
  18. Andersen JK. Oxidative stress in neurodegeneration: cause or consequence? Nature Medicine. 2004;10(supplement):S18–S25. DOI: 10.1038/nrn1434.
  19. Garner JP, Thogerson CM, Dufour BD, Würbel H, Murray JD, Mench JA. Reverse-translational biomarker validation of abnormal repetitive behaviors in mice: an illustration of the 4P’s modeling approach Behavioural Brain Research. 2011;219(2):189–196. DOI: 10.1016/j.bbr.2011.01.002.
  20. Erbaş O, Taşkiran D. Sepsis-induced changes in behavioral stereotypy in rats; involvement of tumor necrosis factor-alpha, oxidative stress, and dopamine turnover. Journal of Surgical Research. 2014;186(1):262–268. DOI: 10.1016/j.jss.2013.08.001.
  21. Erbaş O, Akseki HS, Aktuǧ H, Taşkiran D. Low-grade chronic inflammation induces behavioral stereotypy in rats. Metabolic Brain Disease. 2015;30(3):739–746. DOI: 10.1007/s11011-014-9630-4.
  22. Smolinsky AN, Bergner CL, La Porte JL, Kalueff AV. Analysis of grooming behavior and its utility in studying animal stress, anxiety, and depression. In: Gould TD, editor. Mood and anxiety related phenotypes in mice. Totowa: Humana Press; 2009. p. 21–36 (Neuromethods; volume 42). DOI: 10.1007/978-1-60761-303-9_2.
  23. Jones M, van Lierop M, Pillay N. All a mother’s fault? Transmission of stereotypy in striped mice Rhabdomys. Applied Animal Behaviour Science. 2008;115(1–2):82–89. DOI: 10.1016/j.applanim.2008.05.007.
  24. Pietrewicz AT, Hoff MP, Higgins SA. Activity rhythms in the Mongolian gerbil under natural light conditions. Physiology & Behavior. 1982;29(2):377–380. DOI: 10.1016/0031-9384(82)90029-4.
  25. Würbel H, Stauffacher M, von Holst D. Stereotypies in laboratory mice – quantitative and qualitative description of the ontogeny of «Wire-gnawing» and «Jumping» in Zur:ICR and Zur:ICR nu. Ethology. 1996;102(3):371–385. DOI: 10.1111/j.1439-0310.1996.tb01133.x.
  26. Perrin MR. Notes on the activity patterns of 12 species of southern African rodents and a new design of activity monitor. African Zoology. 1981;16(4):248–258.
  27. Novak J, Bailoo JD, Melotti L, Würbel H. Effect of cage-induced stereotypies on measures of affective state and recurrent perseveration in CD-1 and C57BL/6 mice. PLoS One. 2016;11(5):e0153203. DOI: 10.1371/journal.pone.0153203.
  28. Jennings M, Batchelor GR, Brain PF. Refining rodent husbandry: the mouse. Report of the Rodent Refinement Working Party. Laboratory Animals. 1998;32(3):233–259. DOI: 10.1258/002367798780559301.
  29. Chambers JM, Cleveland WS, Kleiner B, Tukey PA. Graphical methods for data analysis. Belmont: Wadsworth International Group; 1983. 395 p. Co-published by the «Duxbury Press» (Wadsworth statistics /probability series).
  30. Novak J, Bailoo JD, Melotti L, Rommen J, Würbel H. An exploration based cognitive bias test for mice: effects of handling method and stereotypic behaviour. PLoS One. 2015;10(7):e0130718. DOI: 10.1371/journal.pone.0130718.
  31. Amodeo DA, Jones JH, Sweeney JA, Ragozzino ME. Differences in BTBR T + tf/J and C57BL/6J mice on probabilistic reversal learning and stereotyped behaviors. Behavioural Brain Research. 2012;227(1):64–72. DOI: 10.1016/j.bbr.2011.10.032.
  32. Alleva E, Castellano C, Oliverio A. Ontogeny of behavioral development, arousal and stereotypes in two strains of mice. Experimental Aging Research. 1979;5(4):335–350. DOI: 10.1080/03610737908257209.
  33. Åhlgren J, Voikar V. Experiments done in Black-6 mice: what does it mean? Lab Animal. 2019;48(6):171–180. DOI: 10.1038/s41684-019-0288-8.
  34. Powell SB, Newman HA, Pendergast JF, Lewis MH. A rodent model of spontaneous stereotypy: initial characterization of developmental, environmental, and neurobiological factors. Physiology & Behavior. 1999;66(2):355–363. DOI: 10.1016/s0031-9384(98) 00303-5.
  35. Howerton CL, Garner JP, Mench JA. Effects of a running wheel-igloo enrichment on aggression, hierarchy linearity, and stereotypy in group-housed male CD-1 (ICR) mice. Applied Animal Behaviour Science. 2008;115(1–2):90–103. DOI: 10.1016/j.applanim.2008.05.004.
Опубликован
2021-10-22
Ключевые слова: груминг, спонтанное стереотипное поведение, лабораторные животные, открытое поле, норный тест, подвешивание за хвост, клеточное поведение
Поддерживающие организации Авторы выражают благодарность кандидату биологических наук, доценту О. И. Губич за ценные замечания и поддержку, а также директору вивария БГУ С. М. Дронову за содействие в организации эксперимента.
Как цитировать
Авимова, К. П., & Сандаков, Д. Б. (2021). Влияние стереотипных форм активности на параметры поведения мышей в стандартных поведенческих тестах. Экспериментальная биология и биотехнология, 3, 47-58. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2021-3-47-58
Выпуск
№ 3 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Биология
Раздел
Физиология и клеточная биология

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Биология

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).