DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-22088-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41062672
تاريخ النشر: 2025-10-08
المؤلف: Elena Groneberg وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات سلوك الحيوان ورفاهيته
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة آثار أنظمة الإثراء البيئي المختلفة على انحياز الحكم المعرفي للفئران المختبرية (Rattus norvegicus f. domestica)، بهدف تعزيز رفاهية الحيوانات بما يتجاوز المقارنة التقليدية بين المساكن القاحلة والمزودة بالإثراء. تشير الأبحاث السابقة إلى أن الإثراء البيئي يمكن أن يقلل من علامات الرفاهية المتضررة، مثل ارتفاع مستويات هرمونات الإجهاد والسلوكيات النمطية، بينما يعزز أيضًا حالات عاطفية أكثر تفاؤلاً في الحيوانات.
في هذه التجربة، تم إخضاع واحد وعشرين فأرًا لشرطين مختلفين من الإثراء: الإثراء المستمر والتغييرات المنتظمة في الإثراء. بعد عدة أشهر من الإقامة تحت هذه الظروف، خضعت الفئران لاختبار انحياز الحكم المعرفي المصمم لتقييم تفسيراتها للإشارات الغامضة، مما يسمح بتصنيفها على أنها متفائلة أو متشائمة. أظهرت النتائج أن الفئران في مجموعة تغيير الإثراء أظهرت استجابات أكثر تفاؤلاً بشكل ملحوظ في المواقف الغامضة مقارنة بتلك الموجودة في مجموعة الإثراء المستمر. تشير هذه النتيجة إلى أن التغييرات المنتظمة في الإثراء البيئي قد تعزز حالة عاطفية أكثر إيجابية، مما يوفر استراتيجية بسيطة وفعالة لتحسين رفاهية الحيوانات المختبرية.
الطرق
في هذه الدراسة، كان هدف الباحثين هو تقييم تأثير أنظمة الإثراء المتنوعة على انحياز الحكم المعرفي في الفئران. تضمنت تصميم التجربة مجموعتين: مجموعة الإثراء المستمر، التي تلقت نفس عناصر الإثراء طوال التجربة، ومجموعة تغيير الإثراء، حيث تم تغيير عناصر الإثراء كل أسبوعين بعد فترة أولية مدتها ثلاثة أسابيع. تم إبلاغ هذا التصميم بدراسة سابقة (المرجع 33).
بدأ التدريب على اختبار انحياز الحكم المعرفي (CJBT) عندما كانت الفئران تبلغ من العمر حوالي 6.5 أشهر، بعد فترة لا تقل عن تسعة أسابيع منذ آخر اختبارات سلوكية لها التي تركزت على السلوكيات الجانبية. خضعت الفئران لجلسات تدريب يومية، باستثناء عطلات نهاية الأسبوع، حتى حققت معيار تعلم بنسبة 80% من التجارب الصحيحة. تم إجراء CJBT بعد ذلك على مدى ثلاثة أيام متتالية، مما سمح بتقييم شامل للانحيازات المعرفية المتأثرة بظروف الإثراء المختلفة.
النتائج
في الدراسة، خضعت جميع الفئران لفترة تدريب استمرت بين 7 و 12 يومًا (المتوسط = 10.3 أيام)، والتي شملت التكيف، والتدريب المسبق، ومرحلتين من التدريب. تم الانتهاء من مرحلة التكيف في يوم واحد، بينما تطلب التدريب المسبق متوسط 1.3 يوم. كانت المرحلة الأولى من التدريب بمتوسط 7 أيام (تتراوح من 4 إلى 9 أيام)، وعادة ما استمرت المرحلة الثانية ليوم واحد، على الرغم من أن فأرًا واحدًا احتاج إلى وقت إضافي لتلبية معايير الاختبار. من الجدير بالذكر أن بعض الفئران استمرت في المرحلة الأولى من التدريب على الرغم من أنها حققت معايير المرحلة الثانية.
أشارت النتائج إلى أن مستويات التفاؤل لدى الفئران تأثرت بشكل كبير بنوع العلاج (GLMM: χ² = 11.65، df = 1، p < 0.001)، والشرط (GLMM: χ² = 285.32، df = 4، p < 0.001)، وتفاعلهم (GLMM: χ² = 9.69، df = 4، p = 0.046). كشفت التحليلات اللاحقة أن الفئران في مجموعة تغيير الإثراء أظهرت نسبة أعلى من الاستجابات المتفائلة مقارنة بتلك الموجودة في مجموعة الإثراء المستمر خلال الشرط الأوسط (M) (التقدير = -1.348 ± 0.395، z = -3.413، p < 0.001). بالإضافة إلى ذلك، أظهرت كلا المجموعتين العلاجيتين انخفاضًا في درجات التفاؤل من الظروف الإيجابية إلى السلبية، مع ملاحظات اختلافات كبيرة عبر معظم الظروف، باستثناء مقارنات محددة ضمن مجموعتي الإثراء المستمر وتغيير الإثراء.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم استخدام اختبار انحياز الحكم المعرفي (CJBT) لتقييم الحالات العاطفية للفئران المختبرية تحت أنظمة الإثراء المختلفة. شملت الأبحاث 21 فأرًا من نوع Lister Hooded الإناث، مقسمة إلى مجموعتين: واحدة تتعرض لإثراء مستمر والأخرى تخضع لتغييرات منتظمة في عناصر الإثراء. أشارت النتائج إلى أن الفئران التي تعرضت لتغييرات متكررة في الإثراء أظهرت درجات تفاؤل أعلى بشكل ملحوظ، خاصة استجابةً للإشارات الغامضة، مقارنة بتلك الموجودة في بيئة إثراء مستقرة. تتماشى هذه النتيجة مع الأدبيات الحالية التي تشير إلى أن الإثراء البيئي يؤثر بشكل إيجابي على رفاهية ورفاهية الفئران المختبرية.
كشفت نتائج الدراسة عن منحنى استجابة متدرج في درجات التفاؤل عبر كلا المجموعتين العلاجيتين، مما يشير إلى أن الفئران فسرت الإشارات الغامضة بالنسبة للمحفزات الإيجابية والسلبية التي تم تعلمها سابقًا. من الجدير بالذكر أن مجموعة تغيير الإثراء أظهرت فرقًا ملحوظًا في التفاؤل خلال الشرط الأكثر غموضًا من CJBT، مما يشير إلى أن إدخال عناصر إثراء جديدة بانتظام قد يعزز المرونة المعرفية والعاطفية. بينما تسهم النتائج في فهم كيفية تأثير الإثراء على سلوك القوارض، تشمل قيود الدراسة استخدام الفئران الإناث فقط، مما يستدعي مزيدًا من البحث لاستكشاف الفروق المحتملة بين الجنسين في الاستجابة لتغييرات الإثراء. بشكل عام، تؤكد هذه الأبحاث على أهمية الظروف البيئية الديناميكية في تعزيز الحالات العاطفية الإيجابية في الحيوانات المختبرية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-22088-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41062672
Publication Date: 2025-10-08
Author(s): Elena Groneberg et al.
Primary Topic: Animal Behavior and Welfare Studies
Overview
The study investigates the effects of different environmental enrichment regimes on the cognitive judgment bias of laboratory rats (Rattus norvegicus f. domestica), aiming to enhance animal welfare beyond the traditional comparison of barren versus enriched housing. Previous research indicates that environmental enrichment can reduce signs of impaired welfare, such as elevated stress hormone levels and stereotypic behaviors, while also fostering more optimistic emotional states in animals.
In this experiment, twenty-one rats were subjected to two distinct enrichment conditions: consistent enrichment and regular changes in enrichment. Following several months of housing under these conditions, the rats underwent a cognitive judgment bias test designed to assess their interpretations of ambiguous cues, thereby categorizing them as optimistic or pessimistic. The results revealed that rats in the enrichment-change group exhibited significantly more optimistic responses in ambiguous situations compared to those in the consistent-enrichment group. This finding suggests that regular changes in environmental enrichment may promote a more positive emotional state, offering a straightforward and effective strategy for improving the welfare of laboratory animals.
Methods
In this study, the researchers aimed to assess the impact of varying enrichment regimes on the cognitive judgment bias in rats. The experimental design involved two groups: a consistent-enrichment group, which received the same enrichment items throughout the experiment, and an enrichment-change group, where the enrichment items were altered biweekly after an initial three-week period. This design was informed by a previous study (reference 33).
Training for the cognitive judgment bias test (CJBT) commenced when the rats were approximately 6.5 months old, following a minimum nine-week interval since their last behavioral tests focused on lateralized behaviors. The rats underwent daily training sessions, excluding weekends, until they achieved a learning criterion of 80% correct trials. The CJBT was subsequently conducted over three consecutive days, allowing for a comprehensive evaluation of cognitive biases influenced by the different enrichment conditions.
Results
In the study, all rats underwent a training period lasting between 7 and 12 days (mean = 10.3 days), which included habituation, pre-training, and two training phases. The habituation phase was completed in 1 day, while pre-training required an average of 1.3 days. The first training phase averaged 7 days (ranging from 4 to 9 days), and the second phase typically lasted 1 day, although one rat needed additional time to meet the testing criteria. Notably, some rats continued in the first training phase despite having met the criteria for the second phase.
The results indicated that the optimism levels of the rats were significantly influenced by treatment type (GLMM: χ² = 11.65, df = 1, p < 0.001), condition (GLMM: χ² = 285.32, df = 4, p < 0.001), and their interaction (GLMM: χ² = 9.69, df = 4, p = 0.046). Post hoc analyses revealed that rats in the enrichment-change group exhibited a higher proportion of optimistic responses compared to those in the consistent-enrichment group during the middle condition (M) (estimate = -1.348 ± 0.395, z = -3.413, p < 0.001). Additionally, both treatment groups displayed a decrease in optimism scores from positive to negative conditions, with significant differences observed across most conditions, except for specific comparisons within the consistent-enrichment and enrichment-change groups.
Discussion
In this study, the cognitive judgement bias test (CJBT) was employed to assess the emotional states of laboratory rats under different enrichment regimes. The research involved 21 female Lister Hooded rats, divided into two groups: one experiencing consistent enrichment and the other undergoing regular changes in enrichment items. The results indicated that rats subjected to frequent enrichment changes exhibited significantly higher optimism scores, particularly in response to ambiguous cues, compared to those in a stable enrichment environment. This finding aligns with existing literature suggesting that environmental enrichment positively influences the welfare and emotional well-being of laboratory rodents.
The study’s results revealed a graded response curve in optimism scores across both treatment groups, indicating that rats interpreted ambiguous cues in relation to previously learned positive and negative stimuli. Notably, the enrichment-change group demonstrated a marked difference in optimism during the most ambiguous condition of the CJBT, suggesting that the regular introduction of novel enrichment items may enhance cognitive flexibility and emotional resilience. While the findings contribute to the understanding of how enrichment affects rodent behavior, the study’s limitations include the exclusive use of female rats, necessitating further research to explore potential sex differences in response to enrichment changes. Overall, this research underscores the importance of dynamic environmental conditions in promoting positive emotional states in laboratory animals.