Badanie wpływu bólu na reakcję na utratę nagrody u cieląt

Oświadczenie o etyce

Procedury zostały zatwierdzone przez Komisję ds. Opieki nad Zwierzętami Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej na podstawie wniosku A21-0111 i zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Kanadyjskiej Rady ds. Opieki nad Zwierzętami.³⁸. Raporty były zgodne z wytycznymi dotyczącymi dostępności.

Zwierzęta i mieszkania

Badanie przeprowadzono w Centrum Edukacji i Badań Dairy na Uniwersytecie Kolumbii Brytyjskiej. Według naszej wiedzy w żadnym badaniu nie stosowano podobnego modelu u cieląt. Aby określić szacunkową wielkość próby, oparliśmy się na badaniach dobrostanu, w których zastosowano podobne paradygmaty SNC, ale zastosowano je do innych gatunków: myszy (sześć osobników na leczenie);⁹) i świnie (szesnaście osobników na grupę leczoną¹⁰). Biorąc pod uwagę ten zakres i nasze praktyczne ograniczenia, zdecydowaliśmy się na wielkość próby wynoszącą dziesięć osób na grupę terapeutyczną. Do badania początkowo włączono trzydzieści pięć jałówek rasy holsztyńskiej (wszystkie samice). Z doświadczenia usunięto pięć cieląt: trzy zachorowały (rany i gorączka), jedno wykazywało silną reakcję stresową po przeniesieniu poza przydomową oborę, a przed badaniem u jednego nie ograniczano żywienia. Pozostałe 30 miało średnią (± SD) masę urodzeniową 38,3 ± 4,1 kg i została zarejestrowana w wieku 39,9 ± 4,1 dnia.

Zgodnie z rutynową praktyką w gospodarstwie, cielęta z trzech zabiegów mieszano w zamkniętych kojcach (4,9 × 7,3 m, przykrytych trocinami, po 8–10 cieląt w każdym). Cielęta miały zapewniony dostęp do wody i siana (RIC; Insentec BV, Holandia) oraz ograniczony czasowo dostęp do 12 l mleka pełnego poprzez podajnik smoczkowy (CF 1000 CS Combi; DeLaval Inc., Szwecja). Aby uniknąć dużych opóźnień podczas eksperymentów, przeprowadzono małe powtórzenia (średnia liczba osobników na powtórzenie = 3,5).

urządzenie

Aparatura doświadczalna znajdowała się w tym samym kojcu co kojce dla cieląt, w odległości około 10–30 m. Urządzeniem było pudełko startowe o wymiarach 1,8 × 1,2 m prowadzące do zagrody o wymiarach 3,6 × 2,4 m przez pionową bramkę (rysunek 2A). Bezpośrednio naprzeciw skrzynki startowej na drążkach znajdowała się butelka i gumowy smoczek, a za butelką zamontowano urządzenie do pomiaru ciśnienia (FPX 25, Wagner, Greenwich, USA), umożliwiające pomiar maksymalnego ciśnienia przyłożonego do butelki (rysunek 2b).

ćwiczenie

Eksperyment podzielono na trzy fazy trwające siedem dni: szkolenie (trzy dni), leczenie (jeden dzień) i testowanie (trzy dni). Podczas treningu cielętom zakazano karmienia w nocy (od 22:00), aby zapewnić wysoką motywację do nagradzania mlekiem w powtarzanych próbach. Około godziny 10:00 cielęta przyprowadzono pojedynczo do maszyny, w dowolnej kolejności, a następnie umieszczono w boksie startowym. Pionowa bramka została podniesiona, dzięki czemu cielęta mogły podejść i wypić z butelki 0,5 l mleka-nagrody (ilość ta została oparta na wcześniejszych badaniach dotyczących kompromisu motywacyjnego u cieląt^37,39). Rejestrowano opóźnienie w kontakcie z butelką (ustami lub językiem), opóźnienie w zakończeniu nagrody, liczbę wokalizacji i maksymalny nacisk wywierany bezpośrednio na butelkę. Następnie cielę ponownie umieszczono w pojemniku startowym, ponownie napełniono butelkę i przeprowadzono dwie dodatkowe próby (tj. w sumie trzy próby dziennie). Po zakończeniu tych doświadczeń cielę wróciło do ojczyzny z możliwością uzyskania dziennej porcji mleka (12 litrów/dzień). Szkolenie odbyło się przez trzy kolejne dni, łącznie składało się z dziewięciu prób szkoleniowych. Podczas pierwszego dnia treningu (we wszystkich trzech doświadczeniach) przez pierwszą minutę po otwarciu bramki pola startowego cielę nie otrzymywało żadnych sygnałów. Po 1 minucie eksperymentator wysyłał sygnały dźwiękowe (wołania/sygnał dźwiękowy) i dotykowe (ssanie palca) spoza kojca testowego, aby zwrócić uwagę cielęcia na butelkę. Jeżeli po dodatkowej minucie sygnały te zanikły, eksperymentator wchodził do kojca testowego i prowadził cielę do butelki.

Podczas drugiego i trzeciego dnia szkolenia nie dano żadnych wskazówek. Jeżeli cielę nie zbliżyło się do butelki w ciągu 2 minut, próbę oceniano jako brak podejścia (a do butelki zastosowano zerowe ciśnienie). Gdy cielę zbliżyło się do butelki, miała dodatkowe trzy minuty na dokończenie nagrody.

Zabiegi

Cielęta przydzielono pseudolosowo do jednego z trzech zabiegów (Zrzec się, Zrzec się+Al-Taskin lub Al-Sham ; po dziesięć cieląt). Przydział leczenia był zrównoważony pod względem wieku i masy urodzeniowej ( Ostracyzm: 40,7±4,3d, 38,7±3,9kg; Zrzec się + Znieczulenie: 39,2±7,0d, 38,0±5,6kg; Pozorny: 39,7±6,0d, 38,3±2,4kg). W dniu leczenia cielętom nie ograniczano paszy i poddawano je leczeniu w kojcu grupowym około godziny 10:00. Niezależnie od leczenia, cielęta zważono i podano im multimodalną strategię łagodzenia bólu obejmującą środki uspokajające, znieczulenie miejscowe i leki przeciwbólowe. W celu ułatwienia i usunięcia kolejnego wstrzyknięcia zastosowano środek uspokajający (Xylazyna 0,2 mg/kg podskórnie, Rombon 20 mg/ml, Bayer, Leverkusen, Niemcy). Po osiągnięciu znieczulenia (leżenie i obrót gałek ocznych, około 10 minut) w celu złagodzenia ostrego bólu powstałego w wyniku zabiegu wstrzyknięto środek miejscowo znieczulający w postaci blokady nerwu rogówkowego (5 ml na stronę, lidokaina 2%, epinefryna 1: 100,000, Lido-2, Rafter8, Calgary, AB, Kanada), podano NLPZ w celu zmniejszenia stanu zapalnego (meloksykam 0,5 mg/kg podskórnie, Metacam 20 mg/ml, Boehringer Ingelheim, Burlington, ON, Kanada) i okolicę pąków rogu został ogolony przy użyciu elektrycznego trymera. Dziesięć minut po wstrzyknięciu lidokainy wykonano test punktowy na pąkach rogów, aby sprawdzić odruch bólowy. Dla cieląt w Zrzec się I Zrzec się + Kojący Zabiegi: na oba pąki rogów nałożono wstępnie ogrzany elektryczny derogator (X30, końcówka 1,3 cm, Rhinehart, Spencerville, IN, USA), aż wokół każdego pąka utworzył się spójny ciemny pierścień (co zajmowało około 10 do 15 sekund). Cielęta z PozornyZ zespołem postąpiono podobnie, ale zamiast je wyrzucić, pąki rogów zostały po prostu wciśnięte za pomocą plastikowego uchwytu dekoratora. Po zakończeniu zabiegu cielęta ułożono w pozycji mostkowej i pozostawiono w kojcu do regeneracji. Ponieważ wielkość i czas trwania działania NLPZ po dysocjacji pozostają niejasne ¹⁸cielęta z Zrzec się+KojącyGrupa otrzymała dodatkowy zastrzyk NLPZ (ketoprofen, 3 mg/kg, podskórnie; Anafin, 100 mg/ml, Boehringer Ingelheim, Ontario, Kanada) na godzinę przed każdą z trzech sesji testowych, aby zapewnić dodatkową kontrolę bólu w czasie badania . Na podstawie poprzedniego badania dotyczącego skuteczności ketoprofenu po ekstrakcji²⁹spodziewaliśmy się, że ketoprofen będzie zapewniał działanie przeciwbólowe do 2 godzin po zabiegu.

egzaminy

W ciągu 3 dni po leczeniu cielęta badano pod kątem wrażliwości na utratę nagrody. Testy były podobne do treningu: cielęta przyprowadzano pojedynczo do aparatu po nocnym ograniczeniu karmienia i pozwolono im na dostęp do mleka-nagrody trzy razy z rzędu (w sumie w dziewięciu próbach), ale podczas badania ilość nagrody zmniejszono do 0,1 litra. Czas, w którym cielęta mogły podejść i wypić nagrodę, był taki sam, jak czas osiągany przez cielęta podczas treningu. Rejestrowano maksymalne ciśnienie przyłożone do butelki, liczbę dźwięków i opóźnienie podejścia. Cielęta zZrzec się+KojącyGrupa otrzymała dodatkowy zastrzyk NLPZ (ketoprofen, 3 mg/kg, podskórnie; Anafen, 100 mg/ml, Boehringer Ingelheim, Ontario, Kanada) na 1 godzinę przed każdą z trzech sesji testowych. Po każdej sesji cielęta wracają do obór, gdzie ponownie otrzymują dostęp do przydziału mleka pełnego (12 litrów). Po trzech dniach testowania cielęta wróciły pod rutynową opiekę w gospodarstwie.

Analiza statystyczna

Dla każdego wyniku (maksymalne ciśnienie, wokalizacje i opóźnienie podejścia) przeprowadzono model mieszany w fazach testowania (po leczeniu) przy użyciu pakietu lme4 firmy R.⁴⁰. W przypadku ciśnienia i opóźnienia dane przekształcono, aby dopasować je do typowych założeń dotyczących liniowości, normalności i homoskedastyczności. W przypadku liczby wyrażeń zastosowaliśmy mieszany model Poissona. Stałymi czynnikami były leczenie (2 df), dzień testu (1 df), codzienne doświadczenia (1 df) i ich interakcja (3 df). Codzienne doświadczenie, zagnieżdżone w identyfikatorze dnia i cielęcia, zostało uwzględnione jako czynnik losowy. Progi istotności i nachylenia ustalono na poziomieS≥ 0,05 fSodpowiednio ≥ 0,10. Dane (informacje uzupełniające 1) i kod R (informacje uzupełniające 2) są dostępne w materiałach uzupełniających.