Vliv různé ontogenetické zkušenosti na ultrazvukovou komunikaci u mladých laboratorních potkanů

Bc. Tereza Ilčíková

Master's thesis

Influence of different ontogenetic experience on ultrasound communication in juvenile laboratory rats

Abstract:

Potkani obecní (Rattus norvegicus) jsou vysoce sociální zvířata, která pro normální sociální vývoj potřebují udržovat kontakt s dalšími jedinci svého druhu. Pokud je potkanům během ontogeneze bráněno v sociální interakci, mohou se u nich v dospělosti objevit sociální poruchy. Produkce ultrazvuků (USV) zvyšuje soudržnost skupiny a specifická volání vyjadřují afektivní stavy potkanů. Afektivní prožitky jsou psychofyziologické stavy zahrnující pocity, emoce a nálady jedince. Jsou prožívány buď příjemně nebo naopak nepříjemně. Tato práce byla především zaměřena na akutní emoce, které jsou vyjadřovány prostřednictvím ultrazvukové komunikace. Potkani obvykle vydávají dva typy volání – pozitivní 50kHz, které jsou produkovány hlavně při hravých interakcích, a negativní 22kHz, které jsou vydávány během stresových situacích. Existuje metoda, která spolehlivě dokáže vyvolat produkci 50kHz USV a je známa pod pojmem lechtání potkanů (tickling). Jedná se o hravou manipulaci, která napodobuje sociální hru potkanů „rough-and-tumble“. Cílem této studie bylo porovnat vokalizaci potkanů, kterým byla od odstavu umožněna odlišná kvalita sociální hry, a ověřit, zda kineticky nebo sociálně omezená hra ovlivňuje produkci USV během lechtání s člověkem. Následně byla zkoumána také korelace negativních 22kHz a pozitivních 50kHz USV, stejně jako konzistentně individuální četnost pozitivních 50kHz USV a negativních 22kHz USV vydávaných během lechtání. Všem experimentálním potkanům byly umožněny párové hry ve věku 22 dnů do 70-76 dnů. Hravé interakce byly poskytovány každý všední den (hodinu denně). Pro zkoumání vlivu sociálních a kinetických aspektů hry bylo v každém ze 3 běhů náhodně rozděleno 18 potkanů do 3 skupin po 6 jedincích – kontrolní, sociálně omezené a kineticky omezené. Potkani z kontrolní skupiny si hráli ve dvojici s potkanem z kmene Long-Evans v normální kleci bez omezení. Potkani ze skupiny s kineticky omezenou hrou si také hráli ve dvojici s Long-Evans potkanem, ale jejich hrací aréna měla výškově omezený strop z pletiva, který se každý týden zmenšoval. Potkani ze skupiny se sociálním omezením si hráli v normální kleci bez omezení, ale byli spárováni s potkany z kmene Fischer-344, kteří vykazují znaky snížené sociální interakce. Jakmile potkani dosáhli věku 35 dní, byli následující dva týdny lechtáni jednou denně každý všední den. Lechtání probíhalo mezi 8.00 a 9.30 hod, tedy předtím, než byli později v 10.00 hod odebráni do herní párové arény. Bylo zjištěno, že různá kvalita hry neměla vliv na produkci ultrazvuků při lechtání. Také produkce pozitivních 50kHz ultrazvuků výrazně převažovala nad negativními 22kHz ultrazvuky, což bylo pravděpodobně způsobeno lechtáním. Korelace 50kHz a 22kHz ultrazvuků nebyla nepotvrzena a byla odhalena konzistentní a individuální četnost pozitivních 50kHz a negativních 22kHz ultrazvuků. Z hlediska welfare by toto zjištění mohlo v budoucnu přispět ke zlepšení technik lechtání, které by mohly být více přizpůsobeny individuálním potřebám potkanů.

Abstract:

Rats (Rattus norvegicus) are highly social animals that need to maintain contact with conspecifics for normal social development. If social interaction is prevented during their ontogeny, social disorders may occur in adulthood. The emission of ultrasounds (USVs) increases group cohesion and specific calls express the affective states of the rats. Affective states are psychophysiological states involving an individual's feelings, emotions and moods. They are experienced pleasantly or unpleasantly. This work focused primarily on acute emotions that are expressed through ultrasound communication. Rats typically emit two types of calls – positive 50kHz which are produced mainly during playful interactions and negative 22kHz emitted during stressful situations. There is a method that can reliably induce the production of 50kHz ultrasounds and is known as rat tickling. It is a playful manipulation that mimics the "rough-and-tumble" social game of rats. The aim of this study was to compare the vocalizations of rats that were allowed different quality of social play since weaning, and to verify that kinetically or socially reduced play affects the production of ultrasounds during tickling with humans. Subsequently, the correlation of 22kHz negative and 50kHz positive USVs was also investigated. The consistent individual frequency of positive 50kHz USVs and negative 22kHz USVs emitted during tickling was also studied. All experimental rats were allowed to play paired games from the age of 22 days to 70-76 days. To investigate the effect of the social and kinetic aspects of the play, in each of the 3 runs, 18 rats were randomly divided into 3 groups of 6 individuals each – control, socially restricted, and kinetically restricted. Rats from the control group played in pairs with a Long-Evans rat in a normal cage without restraint. Rats from the kinetic restricted group also played in pairs with the Long-Evans rat, but their play arena had a height-restricted mesh ceiling that got smaller each week. Rats from the socially restricted group played in a normal cage without restriction, but were paired with Fischer-344 rats that exhibit characteristics for reduced social interaction. Once the rats reached 35 days of age, they were tickled once a day every weekday for the next two weeks. Tickling took place between 8.00 and 9.30 a.m., before they were later taken to the game pair arena at 10.00 a.m. It was found that the different quality of play did not affect the production of ultrasounds during tickling. Also, the production of positive 50kHz ultrasounds significantly outweighed the negative 22kHz ultrasounds, which was probably due to tickling. The frequency of positive 50kHz and negative 22kHz ultrasounds was found to be consistent and individual. From a welfare point of view, this finding could contribute to improving tickling techniques in the future, which could be more adapted to the individual needs of rats.

Keywords

hravé chování, lechtání, vokalizace, afektivní prožitky, mezidruhová hra

Keywords

playful behaviour, interspecies play, tickling, vocalisation, affective states

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 15. 5. 2023
• Supervisor: doc. RNDr. Marek Špinka, CSc.
• Reader: Pavel Linhart, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Animal Health and Welfare Management