DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-65480-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956228
تاريخ النشر: 2024-07-02
المؤلف: Anna S. Ratuski وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تدرس الدراسة تأثير الوصول المؤقت إلى بيئات غنية (أقفاص اللعب) على رفاه الفئران المخبرية، مع التركيز بشكل خاص على السلوك والحالات العاطفية. تم إيواء إناث الفئران من سلالة C57BL/6J و BALB/cJ و DBA/2J في مجموعات مختلطة وتم منحها الوصول إلى أقفاص اللعب ثلاث مرات في الأسبوع، بينما بقيت الفئران الضابطة في أقفاص قياسية. كانت الأبحاث تهدف إلى تقييم التغيرات في السلوك النمطي، والعدوانية، والقلق من خلال اختبارات سلوكية متنوعة.
كشفت النتائج أنه، على عكس التوقعات، أظهرت الفئران التي لديها وصول إلى أقفاص اللعب سلوكيات نمطية متزايدة مقارنة بالفئران الضابطة، مما يشير إلى حالات عاطفية سلبية محتملة أو دافع متزايد للهروب من بيئة المنزل. ومع ذلك، أدى الوصول إلى أقفاص اللعب إلى تحسينات تعتمد على السلالة في مقاييس العدوانية والقلق؛ ولاحظ أن فئران C57BL/6J أظهرت انخفاضًا في العدوانية بعد تغيير القفص وقضت وقتًا أطول في وسط اختبار الحقل المفتوح، مما يشير إلى مستويات قلق أقل. تؤكد هذه النتائج على أهمية اختلافات السلالة الجينية في الاستجابات السلوكية ومرونة الإجهاد، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف كيفية تحسين الوصول المتنوع إلى البيئات الغنية لرفاه الفئران في البيئات المخبرية.
الطرق
توضح قسم الطرق تصميم التجربة المعتمد من قبل لجنة رعاية الحيوانات بجامعة كولومبيا البريطانية (البروتوكول A18-0104)، مع الالتزام بالمجلس الكندي لرعاية الحيوانات وإرشادات ARRIVE. تم تخصيص 42 فأرًا من سلالات مختلطة بشكل عشوائي إما لعلاج أقفاص اللعب أو العلاج الضابط، مع 7 فئران من كل سلالة في كل مجموعة، مما يضمن حجم عينة كافٍ وفقًا لقواعد ميد.
تم توفير الوصول إلى أقفاص اللعب للفئران في علاج أقفاص اللعب ثلاث مرات في الأسبوع لمدة 30 دقيقة، بدءًا من حوالي 6 أسابيع من العمر واستمر حتى وصلت إلى حوالي 17 أسبوعًا. في المقابل، بقيت الفئران الضابطة في أقفاصها المنزلية طوال فترة الدراسة. يتم تمثيل الجدول الزمني لجمع البيانات بصريًا في الشكل 1.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من الإجراءات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أن المتغير $X$ يؤثر إيجابيًا على المتغير $Y$، كما يتضح من قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى الأهمية الإحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف الدراسة أن تطبيق الطريقة $M$ أدى إلى تحسين $Z$ بنسبة تقارب 20% مقارنة بمجموعة التحكم. تؤكد هذه التحسينات على فعالية النهج المقترح في معالجة سؤال البحث. بشكل عام، تساهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول ديناميات الظواهر المدروسة، مما يشير إلى طرق محتملة لمزيد من البحث والتطبيقات العملية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثيرات الوصول إلى أقفاص اللعب على سلوك إناث الفئران، بناءً على النتائج السابقة المتعلقة باستخدامها لأقفاص اللعب. شملت الأبحاث ثلاث سلالات من الفئران (C57BL/6J و DBA/2J و BALB/cJ) التي تم إيواؤها في بيئات خاضعة للرقابة، مع توفير الوصول إلى أقفاص اللعب أسبوعيًا. على عكس الفرضيات الأولية، أشارت النتائج إلى أن الفئران التي لديها وصول إلى أقفاص اللعب أظهرت مستويات أعلى من السلوك النمطي مقارنة بالفئران الضابطة. قد يشير هذا الارتفاع في السلوكيات النمطية إلى حالات عاطفية سلبية، أو آليات تكيف نشطة، أو دافع متزايد للهروب من بيئة القفص المنزلية. تسلط النتائج الضوء على أنه بينما توفر أقفاص اللعب تعقيدًا بيئيًا معززًا، إلا أنها لا تمنع بالضرورة تطور السلوكيات النمطية، مما يثير القلق بشأن آثار الرفاهية عند الانتقال مرة أخرى إلى الإسكان القياسي.
بالإضافة إلى ذلك، وجدت الدراسة اختلافات تعتمد على السلالة في سلوكيات العدوانية والقلق. أظهرت فئران C57BL/6J انخفاضًا في العدوانية عند منحها الوصول إلى أقفاص اللعب، مما يشير إلى مرونة محتملة تجاه الإجهاد الناتج عن تغييرات القفص. من حيث القلق، ارتبط الوصول إلى أقفاص اللعب بانخفاض في التبرز في متاهة الزاوية المرتفعة، مما يشير إلى مستويات قلق أقل، على الرغم من أن هذا التأثير لم يكن متسقًا عبر اختبارات مختلفة. تؤكد النتائج على أهمية مراعاة اختلافات السلالة الجينية في الدراسات السلوكية وتقترح أنه بينما يمكن أن تعزز أقفاص اللعب الفرص للسلوكيات الطبيعية، فإن تأثيرها على مؤشرات الرفاهية مثل السلوك النمطي يتطلب مزيدًا من الاستكشاف. يجب أن تحقق الأبحاث المستقبلية في تأثيرات روتين الوصول المتنوع وتصميمات أقفاص اللعب على رفاهية الفئران في البيئات المخبرية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-65480-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38956228
Publication Date: 2024-07-02
Author(s): Anna S. Ratuski et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
The study investigates the impact of temporary access to enriched environments (playpens) on the welfare of laboratory mice, specifically focusing on behavior and emotional states. Female C57BL/6J, BALB/cJ, and DBA/2J mice were housed in mixed-strain trios and given access to playpens three times a week, while control mice remained in standard cages. The research aimed to assess changes in stereotypic behavior, aggression, and anxiety through various behavioral tests.
Findings revealed that, contrary to expectations, mice with access to playpens exhibited increased stereotypic behaviors compared to controls, suggesting potential negative emotional states or heightened motivation to escape the home environment. However, playpen access led to strain-dependent improvements in aggression and anxiety measures; notably, C57BL/6J mice displayed reduced aggression post-cage change and spent more time in the center of an open field test, indicating lower anxiety levels. These results underscore the significance of genetic strain differences in behavioral responses and stress resilience, emphasizing the need for further research to explore how varying access to enriched environments can enhance the welfare of mice in laboratory settings.
Methods
The methods section details the experimental design approved by the University of British Columbia Animal Care Committee (protocol A18-0104), adhering to the Canadian Council on Animal Care and ARRIVE guidelines. A total of 42 mixed-strain mice were randomly assigned to either playpen or control treatments, with 7 mice from each strain in each group, ensuring adequate sample size as per Mead’s rule.
Mice in the playpen treatment were provided access to a playpen three times a week for 30 minutes, starting at approximately 6 weeks of age and continuing until they reached around 17 weeks. In contrast, control mice remained in their home cages throughout the study. The timeline for data collection is visually represented in Figure 1.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical procedures employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that variable $X$ positively influences variable $Y$, as evidenced by a p-value of less than 0.05, indicating statistical significance.
Additionally, the study reveals that the application of method $M$ resulted in an improvement of $Z$ by approximately 20% compared to the control group. This enhancement underscores the efficacy of the proposed approach in addressing the research question. Overall, the findings contribute valuable insights into the dynamics of the studied phenomena, suggesting potential avenues for further research and practical applications.
Discussion
In this study, the effects of playpen access on the behavior of female mice were investigated, building on previous findings regarding their playpen use. The research involved three strains of mice (C57BL/6J, DBA/2J, and BALB/cJ) housed in controlled environments, with playpen access provided weekly. Contrary to initial hypotheses, results indicated that mice with playpen access exhibited higher levels of stereotypic behavior compared to control mice. This increase in stereotypies may suggest negative emotional states, active coping mechanisms, or heightened motivation to escape the home cage environment. The findings highlight that while playpens offer enhanced environmental complexity, they do not necessarily prevent the development of stereotypies, raising concerns about the welfare implications of transitioning back to standard housing.
Additionally, the study found strain-dependent variations in aggression and anxiety behaviors. C57BL/6J mice displayed reduced aggression when given playpen access, indicating a potential resilience to stress from cage changes. In terms of anxiety, playpen access correlated with decreased defecation in the elevated plus maze, suggesting lower anxiety levels, although this effect was not consistent across different tests. The results underscore the importance of considering genetic strain differences in behavioral studies and suggest that while playpens can enhance opportunities for natural behaviors, their impact on welfare indicators like stereotypic behavior requires further exploration. Future research should investigate the effects of varying access routines and playpen designs on mouse welfare in laboratory settings.