迪皮卡-帕特爾(Deepika Patel)與(yu) 我們(men) 分享了她對社會(hui) 結構的研究。在格羅寧根大學(GELIFES)攻讀博士學位期間,她使用多種測試範式詳細研究了大鼠的行為(wei) 。
群居生活的一個(ge) 主要特征是在資源競爭(zheng) 中建立支配關(guan) 係。由於(yu) 個(ge) 體(ti) 間互動的自然結果,爭(zheng) 奪高位往往伴隨著社會(hui) 衝(chong) 突,這可能是導致壓力相關(guan) 精神病理學的慢性壓力源。
社會(hui) 結構
動物在群體(ti) 中共同生活,其等級結構包括優(you) 勢雄性、劣勢雄性和從(cong) 屬雄性。根據多項研究,這可能會(hui) 誘發慢性從(cong) 屬性社會(hui) 壓力[1]。
與(yu) 動物界相比,人類的社會(hui) 支配結構更為(wei) 複雜。從(cong) 社會(hui) 經濟地位(SES)方麵來看,階梯式下降會(hui) 增加心血管疾病、中風和精神疾病的風險[2,3]。
動物模型中的支配地位研究
由於(yu) 人類同時生活在多個(ge) 社交網絡中,因此很難衡量支配地位對人類的真正影響[4]。因此,在動物模型中研究社會(hui) 結構中支配地位高低的後果,對於(yu) 了解等級地位對我們(men) 福祉的影響非常重要。
因此,我們(men) 研究了生活在群體(ti) 狀結構中的野生型格羅寧根大鼠(WTG)的不同等級對大腦和行為(wei) 的影響。具體(ti) 來說,我們(men) 重點研究了群居期間長期暴露於(yu) 社會(hui) 壓力下的行為(wei) 、生理和神經生物學指標。
使用野生大鼠
大多數齧齒類動物都是群居動物,它們(men) 按等級聚居在一起。有幾種特征明確的工具可用於(yu) 測量齧齒類動物的社會(hui) 支配地位[5]。例如,爭(zheng) 鬥行為(wei) 通常被用作確定支配地位的標記。
在我們(men) 的實驗中,我們(men) 使用的是野生大鼠,它們(men) 的祖先是在野外捕獲的,並在我們(men) 的實驗室中進行了多代繁殖。特別是在社會(hui) 領域,它們(men) 似乎擁有豐(feng) 富多樣的行為(wei) 特征,而且在攻擊性方麵也表現出個(ge) 體(ti) 差異性[6]。
大鼠社會(hui) 等級的建立
為(wei) 了在雄性 WTG 大鼠中建立社會(hui) 等級製度,雌雄大鼠被共同飼養(yang) 在一個(ge) 稱為(wei) "可視洞穴係統(VBS)"的群體(ti) 狀結構中3周。VBS是一個(ge) 包含連續黑暗洞穴和具有晝夜節律光照的棲息地。
監控和記錄
使用連接到運行諾達思的多視頻錄製軟件(Media Recorder)的計算機上的攝像機對VBS進行全天候監控。使用諾達思的行為(wei) 觀察記錄分析係統(The Observer XT)對爭(zheng) 鬥行為(wei) 進行評分,來評估群體(ti) 之間等級製度的形成和維持情況。通過對陌生雄性入侵者的爭(zheng) 鬥行為(wei) 進行評分,來驗證雄性的統治地位。
行為(wei) 觀察結果表明,雄性WTG大鼠明顯形成了社會(hui) 等級製度。優(you) 勢雄鼠對從(cong) 屬雄鼠和入侵雄鼠表現出攻擊行為(wei) ,而從(cong) 屬雄鼠則表現出防禦和社會(hui) 回避行為(wei) 。
"可視洞穴係統(VBS)"圖示[7]
群體(ti) 狀生活的結果
壓力易感性的第一個(ge) 跡象可能是個(ge) 人行為(wei) 的變化[8]。因此,我們(men) 對VBS飼養(yang) 的雄性大鼠進行了行為(wei) 測試,包括社交回避、曠場和高架十字迷宮焦慮行為(wei) 測試。
我們(men) 使用諾達思的動物運動軌跡跟蹤係統(EthoVision XT)分析了這些行為(wei) 。這些測試的數據並未顯示出對照組、從(cong) 屬組和優(you) 勢組個(ge) 體(ti) 之間存在任何顯著差異。不過,我們(men) 確實觀察到,從(cong) 屬個(ge) 體(ti) 在黑暗洞穴中躲避優(you) 勢鼠的時間最長。
生理和神經元變化
VBS飼養(yang) 中動物所承受的社會(hui) 壓力反映在各種生理和神經元變化上。在 VBS飼養(yang) 的大鼠中,支配者和從(cong) 屬者的體(ti) 重和脂肪量都大幅減少,而腎上腺則增大。
此外,我們(men) 還研究了顯性和隱性雄性大鼠多個(ge) 腦區中參與(yu) 樹突棘重塑的蛋白質(p-cofilin/cofilin 蛋白質比率)。結果發現,從(cong) 屬大鼠和優(you) 勢大鼠的蛋白質比率都較高,尤其是在內(nei) 側(ce) 前額葉皮層和杏仁核區域。這與(yu) 從(cong) 屬鼠的行為(wei) 靈活性增強以及優(you) 勢雄鼠的杏仁核攻擊行為(wei) 增強有關(guan) 。
作為(wei) 慢性社會(hui) 壓力模型的可視洞穴係統
雖然動物的社會(hui) 壓力似乎更大,但可視洞穴係統誘導的慢性社會(hui) 壓力似乎並不影響雄性 WTG 大鼠的一般焦慮。盡管WTG大鼠的生理和神經生物學對社會(hui) 壓力有強烈的反應,但它們(men) 在行為(wei) 上似乎對社會(hui) 應激的負麵影響有很強的抵抗力。
為(wei) 了觀察 WTG大鼠對壓力的不同行為(wei) 反應,可能需要更敏感的行為(wei) 範式。未來使用VBS進行的研究有助於(yu) 通過將社會(hui) 地位作為(wei) 要素來研究個(ge) 體(ti) 對壓力的易感性差異。
圖片來自迪皮卡-帕特爾(Deepika Patel)博士論文
將結果推廣到人類生活中
生活在社會(hui) 群體(ti) 中的同類個(ge) 體(ti) 所經曆的一些常見的特征是欺淩、家庭暴力和從(cong) 屬關(guan) 係。這些都可以在實驗室環境中成功模擬,並有助於(yu) 研究社會(hui) 壓力的行為(wei) 、神經和內(nei) 分泌相關(guan) 因素。
最後,將大鼠飼養(yang) 在半自然環境中會(hui) 產(chan) 生很大的個(ge) 體(ti) 等級差異,這使其成為(wei) 研究個(ge) 體(ti) 社會(hui) 等級差異的潛在機製以及高低等級在健康和疾病中潛在作用的一個(ge) 重要模型。
參考文獻
1. Sapolsky, R.M. (2005). The influence of social hierarchy on primate health. Science (80), 308, 648–652, doi:10.1126/science.1106477.
2. Cohen, S.; Doyle, W.J.; Baum, A. (2006). Socioeconomic Status Is Associated With Stress Hormones. Psychosom. Med., 68, 414–420, doi:10.1097/01.psy.0000221236.37158.b9.
3. Goodman, E.; Slap, G.B.; Huang, B. (2003). The public health impact of socioeconomic status on adolescent depression and obesity. Am. J. Public Health., 93, 1844–50.
4. Cummins, D.D. (2000). How the Social Environment Shaped the Evolution of Mind. Synthese, 122, 3–28, doi:10.1023/A:1005263825428.
5. Wang, F.; Kessels, H.W.; Hu, H. (2014). The mouse that roared: neural mechanisms of social hierarchy. Trends Neurosci., 37, 674–682, doi:10.1016/j.tins.2014.07.005.
6. Boer, de, S.F.; Vegt, van der, B.J.; Koolhaas, J.M. (2003). Individual variation in aggression of feral rodent strains: A standard for the genetics of aggression and violence? Behav. Genet., 33, 485–501, doi:10.1023/A:1025766415159.
7. Patel, D.; Kas, M.J.; Chattarji, S.; Buwalda, B. (2019). Rodent models of social stress and neuronal plasticity: Relevance to depressive-like disorders. Behav. Brain Res., 369, doi:10.1016/j.bbr.2019.111900.
8. Schmidt, M.V.; Scharf, S.H.; Sterlemann, V.; Ganea, K.; Liebl, C.; Holsboer, F.; Mu, M.B. (2010). High susceptibility to chronic social stress is associated with a depression-like phenotype. Psychoneuroendocrinology, 635–643, doi:10.1016/j.psyneuen.2009.10.002.
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