Auswirkungen der Käfigposition auf angstähnliches Verhalten von

Auswirkungen der Käfigposition auf angstähnliches Verhalten von

Auswirkungen der Käfigposition auf
angstähnliches Verhalten von Wistar
Ratten
Bericht zum Experimentalpsychologischen Praktikum
von
Marie-Luise Müller und Antonius Meier
Studierende der Psychologie / Mathematik
Betreuer: Prof. Dr. Rainer K. W. Schwarting
Fachbereich Psychologie
Philipps-Universität Marburg
Marburg, im Januar 2007
2
Inhaltsverzeichnis
0.1
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
0.2
Stichwörter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
1 Einleitung
7
2 Methode
11
2.1
Stichprobe/Versuchstiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
2.2
Materialien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11
2.3
Versuchsplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
2.3.1
Störvariablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
Versuchsablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
2.4.1
Gewöhnungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
2.4.2
Testung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
2.4.3
Videoauswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
Datenauswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
2.4
2.5
3 Ergebnisse
19
3.1
Aufenthaltsdauer im Zentrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
3.2
Anzahl der Zonenwechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
3.3
Aufrichtverhalten in der äusseren Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
3.4
Aufrichtverhalten in der inneren Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21
4 Diskussion
23
A Anleitungen
29
A.1 Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
A.2 Verhaltenstestung Corral - Ablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
B Deskriptive Statistiken
33
C Detaillierte Inferenzstatistiken
37
C.1 Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
37
4
INHALTSVERZEICHNIS
C.2 ANOVA, t-Test, U-Test
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
D Standartisierter Auswertungsbogen
37
43
Abbildungsverzeichnis
2.1
Corral in der Testbox, Licht eingestellt . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
3.1
3.2
3.3
3.4
Aufenthaltszeit in der inneren Zone .
Anzahl der Zonenwechsel . . . . . . .
Aufrichtverhalten äussere Zone . . .
Aufrichtverhalten in der inneren Zone
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19
20
20
21
B.1 Mittelwerte und Standartabweichungen aller Variablen . . . . . . . . . .
B.2 Mittelwerte und Standartabweichungen nach Gruppen, Tabelle 1 . . . . .
B.3 Mittelwerte und Standartabweichungen, Tabelle 2 . . . . . . . . . . . . .
33
34
35
C.1 KS-Test Aufenthalt innere Zone . . . . . . . . . .
C.2 KS-Test Aufrichtverhalten innere Zone . . . . . .
C.3 KS-Test Aufrichtverhalten äussere Zone . . . . . .
C.4 KS-Test Zonenwechsel . . . . . . . . . . . . . . .
C.5 KS-Test alle Variablen 30 Min. Blöcke . . . . . .
C.6 KS-Test alle Variablen, 15 Min. Blöcke . . . . . .
C.7 ANOVA Aufenthalt innere Zone, Zeit . . . . . . .
C.8 ANOVA Aufenthalt innere Zone, Gruppen . . . .
C.9 ANOVA Zonenwechsel, Zeit . . . . . . . . . . . .
C.10 ANOVA Zonenwechsel, Gruppen . . . . . . . . . .
C.11 ANOVA Aufrichtverhalten äussere Zone, Zeit . .
C.12 ANOVA Aufrichtverhalten äussere Zone, Gruppen
C.13 Aufrichtverhalten innere Zone, t-Test . . . . . . .
C.14 Aufrichtverhalten innere Zone, U-Test . . . . . . .
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D.1 Standartisierter Auswertungsbogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5
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6
0.1
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Zusammenfassung
Aus vorherigen Studien ist bekannt, dass Faktoren im Labor das Verhalten der Tiere
beeinflussen können, und somit besonders auf Standartisierung geachtet werden muss,
um Konfundierung bei Experimenten zu vermeiden.
In diesem Versuch wurde nun spezifisch für das Labor der Psychologie in Marburg
untersucht, ob die verschiedenen Reizeinflüsse, welche aus der Anordnung der Käfige in
der Stilage resultieren, einen signifikante Einfluss auf das angstähnliche Verhalten der
Laborratten haben.
Auf Grund der Literatur wurde die Hypothese formuliert, dass sich die Gruppen
unterscheiden werden.
Verwendet wurden 24 naive Wistar Ratten, welche auf zwei Gruppen zu je 12 Tieren
randomisiert wurden.
Eine Gruppe wurde in 3 Käfigen oben in der Stilage untergebracht, während die
andere Gruppe in der unteren Reihe gehalten wurde.
Besonders augenmerklich waren die Unterschiede in der Beleuchtungsintensität in
den beiden Gruppen.
Selbstverständlich unterscheiden sich auch andere Faktoren, doch diese wurden nicht
zusätzlich gemessen.
Nach einer Eingewöhnungsphase von 14 Tagen, wurden die Tiere in dem Offenfeld
(Corral) für 30 Minuten getestet, wobei besonders auf das Explorations- und Vermeidungsverhalten geachtet wurde.
Die Tiere wurden 3 Tage vor dem Versuch an ihre Versuchsleiter gewöhnt.
Anschließend wurde das Verhalten über Videokassetten ausgewertet.
Die Inferenrstatistischen Tests zeigten jedoch keinerlei signifikante Effekte und somit
wurde unsere Hypothese nicht untermauert.
0.2
Stichwörter
Wistar-Ratten, Angstverhalten, Umgebungsbedingungen, Käfigposition
Kapitel 1
Einleitung
Konfundierungseffekte sind die wohl unliebsamsten Ergebnisse bei einem Experiment.
Der mühevoll geplante Versuch ist nun unbrauchbar geworden, da kausale Zusammenhänge verfälscht wurden.
Doch nicht immer wird die Konfundierung als solche entdeckt.
So gilt es mögliche Störfaktoren ausfindig zu machen, sie zu eliminieren oder konstant
zu halten.
Nun ist anzunehmen, dass nicht nur im Bereich der Versuchspersonellen Testung viele
Störfaktoren vorliegen, sondern auch in der Tierexperimentellen Abteilung.
Speziell interessiert uns hier die Haltung von Laborratten.
Schon aus anderen Studien geht hervor, dass die Wellenlänge der Beleuchtung die
Aktivität von Mäusen beeinflusst (Spalding et al. 1969, zitiert nach Kolb & Whishaw[1]),
und Leibesübungen reduzieren die Reaktion der Tiere auf Stress(Greenwood et al., 2002,
zitiert nach Kolb & Whishaw[1]).
Auch die Temperatur soll optimaler Weise zwischen 20 und 24◦ C eingestellt sein, um
so zu einem optimalen Wachstum beizutragen (Allmann-Iselin, 2000, zitiert nach Kolb
& Whishaw[1]).
Dieser Bericht soll nun speziell für das tierexperimentelle Labor der Psychologie,
zur Philipps Universität Marburg zugehörig, herausfinden, ob Haltungsbedingungen die
Tiere in ihrem emotionalen Verhalten, z.B. Angst, beeinflussen.
Obwohl eine standardisierte Haltung für alle Tiere angestrebt ist, wie die Konstanthaltung der Temperatur auf 23◦ C(+/- 1,5◦ C) etc., sind interindividuelle Unterschiede
in dem Einfluss der einströmenden Reize aus der Labor-Umwelt nicht immer zu vermeiden, und/oder kontrollierbar: allein schon aus der Anordnung der Käfige ergeben sich
Unterschiede.
Darauf wird nun Bezug genommen:
Die Ratten sind in Käfigen, welche Teile einer Stilage sind, untergebracht, woraus
7
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KAPITEL 1. EINLEITUNG
sich unterschiedliche Käfigpositionen ergeben (oben rechts, oben mitte, oben links, mitte
rechts etc. ), die wiederum zur Folge haben, dass die Außenfaktoren, wie Beleuchtung,
Luftfeuchte, Belüftung und so weiter, in den jeweiligen Käfigen unterschiedliche Intensitäten annehmen.
Es gilt also die Tiere in verschiedenen Käfigpositionen unterzubringen und anschließend auf Unterschiede im Verhalten zu testen. Es ist geplant die Tiere im Offenfeld(Corral)
zu untersuchen.
Diese Runde Apparatur eignet sich besonders durch seine unbunte Erscheinung als
geeigentes neutrales Messinstrument von z.B. emotionalen Verhalten wie Angst und der
damit verbundenen Vermeidung, dies resultiert durch seine helle Ausleuchtung(30 Lux),
wobei das Zentrum als besonders unangenehm wahrgenommen werden sollte, was wiederum zu einer Vermeidung dieses und einer Bevorzugung der Randzonen bei einem
ängstlich-vermeidenden Tier führen sollte.
Auch stellt die lokomotorische Aktivität wie Zonenwechsel ein gutes Maß für angstrelevantes Verhalten dar(Clement & Chapouthier, 1998, zitiert nach Jeanette Löhn[2]).
Unsere Fragestellung lautet demzufolge: Hat die Käfigposition in der Stilage und die
damit verbundenen unterschiedlichen Bedingungen, einen Einfluss auf das angstähnliche
Verhalten der Versuchtiere?
Sprich: sind die Laborbedingungen von so salienter Natur, dass sie sich verstärkend
oder hemmend auf angstrelevante Verhalten der Tiere auswirkt?
Verwendet wurden 24 adulte männliche Wistar Ratten, von denen jeweils 12 auf 3
obere Käfige und 12 auf 3 untere Käfige verteilt werden.
Offensichtlich ist der Unterschied in der Beleuchtung, da die Ratten oben einer wesentlich höheren Intensität an Licht ausgesetzt sind als die unteren (65Lux oben auf
Futter vs. 25 Lux unten auf Futter).
Es ist anzunehmen, dass sich auch andere Faktoren unterscheiden, diese wurden jedoch nicht zusätzlich gemessen.
Dies müsste man eventuell nachholen, stellt sich doch vielleicht a posteriori die Frage,
welche speziellen Faktoren einen Einfluss hatten.
Nach zwei Wochen im Labor wurden die Tiere in dem Offenfeld (Corral) getestet,
wobei besonders auf ihr Explorationsverhalten geachtet werden sollte, um so etwaige
Unterschiede zwischen den Gruppen festzustellen.
Unsere Hypothese stellt sich wie folgt auf: Basierend auf der bereits erwähnten Literatur vermuten wir einen Unterschied zwischen den beiden Gruppen(oben und unten),
den wir sogar gerichtet formulieren:
Die obere Gruppe zeigt weniger angstspezifisches Verhalten als die untere Gruppe.
Man könnte erwarten, dass gerade die starke Beleuchtung oben (63 Lux, ideal sind
30 Lux) eine ständige aversive Reizung auslöst, an die nach einiger Zeit adaptiert wird,
9
was sich eventuell auch auf andere Reizmodalitäten übertragen könnte.
Natürlich könnten daran auch andere Faktoren beteiligt sein, dies gilt es zu determinieren, falls die Hypothese bestätigt werden würde.
Auch können Unterschiede innerhalb der Gruppen auftreten, welche auf individuelle
Unterschiede schließen lassen, wobei man davon ausgehen kann, dass diese sich durch die
Randomisierung auf die Gruppen aufgehoben haben sollten.
Die erwähnten individuellen Differenzen sollten später auch auf Konsistenz geprüft
werden, was allerdings im Rahmen des Praktikums nicht durchgeführt wird.
10
KAPITEL 1. EINLEITUNG
Kapitel 2
Methode
2.1
Stichprobe/Versuchstiere
Für den Versuch wurden 24 naive, adulte, männliche Wistar-Laborratten (Lieferfirma:
Harlan Winkelmann, Borchen) mit einer durchschnittlichen Lebenserwartung von zwei
bis drei Jahren verwendet.
Die Tiere wogen bei ihrer Ankunft zwischen 259,0 bis 278,5g (MW:269,9g), was einem
Alter von fünf bis acht Wochen entspricht.
Sie wurden auf 6 Käfige (Polycarbonatkäfige, Größe 4, Maße B×H×T:380 × 200 ×
590mm, Edelstahldeckel, erhöhte Ausführung) á vier Ratten (Gruppenhaltung) per Würfeln aufgeteilt.
In den Käfigen hatten die Versuchstiere freien Zugriff auf Futter und Wasser (mit
Salzsäure angereichertes Leitungswasser aus Trinkflaschen).
Es erfolgte keine Untersuchung auf etwaige vorherrschende interindividuelle Unterschiede.
Die Haltung erfolgte unter reizarmen Standardlaborbedingungen, welche unteranderem einen 12-Stunden-umfassenden Hell-Dunkel-Zyklus (7 bis 19 Uhr) und einen klimatisierten Raum (23◦ C +/- 1,5◦ C) umfassten.
Die Tiere wurden drei Tage vor dem angesetzten Testungstermin von 12 Versuchleitern (2 männlich, 10 weiblich) gehandhabt, wobei jeweils ein Versuchleiter für zwei
Ratten zuständig war.
Bei der Testung wogen die Ratten zwischen 313,0 bis 385,0g (MW:343,96g).
2.2
Materialien
Die 24 Tiere wurden in 6 Käfigen (Polycarbonatkäfige, Größe 4, Maße B×H×T: 380 ×
200 × 590mm, Edelstahldeckel, erhöhte Ausführung) á vier Ratten (Gruppenhaltung)
11
12
KAPITEL 2. METHODE
gehalten, welche mit Schildern mit den entsprechenden Tiernummern (2072-2095) zur
Identifikation durch die Versuchsleiter versehen waren.
Die Ratten hatten freien Zugang zu Futter und Wasser (10ml 32% Salzsäure auf
25000ml Leitungswasser). Die Käfige unterlagen reizarmen standardisierten Laborbedingungen mit einem speziellen Hell-Dunkel Zyklus (7 bis 19Uhr) und einer konstanten
Klimatisierung (23◦ C +/- 1,5◦ C).
Die Gewichtserfassung wurde mit einer digitalen Waage durchgeführt und anschließend das Ergebnis in einem standardisierten Tierstammdatenblatt festgehalten.
Um das Explorationsverhalten und das damit verbundene Emotionsverhalten zu messen kam das Offenfeld (Corral) zum Einsatz. Bei dem Corral handelt es sich um eine
schwarze, oben offene, runde Apparatur aus Hartplastik (Durchmesser 79cm, 50,5 cm
hohe Außenwände, vgl. Abb. 2.1), was sich durch seine neutrale Gestaltung gut als
Screeningverfahren zur Messung emotionaler Verhaltensweisen und Explorationsverhaltens(Löhn, 2006[2]) eignet.
Die Raumbeleuchtung wurde mit Hilfe eines Luxometers auf 30 Lux eingestellt, diese
Technik wurde auch verwendet bei der Messung der Lichtintensität der jeweiligen Käfigpositionen (oben unter Futter 63 Lux, oben Mitte Käfigdeckel 28 Lux versus unten unter
Futter 25Lux, unten Mitte Käfigdeckel 2 Lux; jeweils der mittlere Käfig).
Das Corral wurde durch einen schweren Vorhang (vgl. Abb. 2.1) vom Rest des Raumes
abgeschirmt, damit andere auch so eine konsistente Situation für alle Ratten gleich anzutreffen war und eventuelle Störquellen wie zusätzlich eindringendes Licht ausgeschaltet
werden konnten.
Während der Testung wurden die Versuchstiere von einer Videokamera, die direkt
über der Apparatur angebracht war, gefilmt and durch Videokassetten (eine Kassette für
je zwei Ratten á 30 Minuten) dokumentiert.
Zum Auswerten des aufgenommen Verhaltens wurden Stoppuhren, zur Messung der
Zeit des Aufenthalts im Zentrum (Zone B) verwendet; eine Folie mit den eingezeichneten
Zonen (A= außen, B= Zentrum) auf den Bildschirm angebracht, um den Zonenwechsel
festzuhalten.
Manuelle Zähler kamen zum Einsatz, um Flüchtigkeitsfehler zu vermeiden, bei der
Messung der schon erwähnten Zonenwechsel und auch des Aufrichtens (Rearing-Verhalten
als Indikator für Exploration).
Die erhobenen Daten wurden dann auf einem standardisierten Protokollbogen vom
jeweiligen Versuchsleiter eingetragen. Die Daten wurden anschließend mit SPSS 11.5 für
Windows ausgewertet und Graphiken mit Mittelwert und Standardfehler wurden mit
dem Graphikprogramm GraphPad Prism 3.0 erstellt.
2.3. VERSUCHSPLAN
2.3
13
Versuchsplan
Ziel des Versuches war es, herauszufinden, ob Ratten, die in unterschiedlichen Käfigpositionen gehalten werden, sich hinsichtlich ihrer Ängstlichkeit unterscheiden.
Folglich sind die unabhängigen Variablen die Unterschiede in den Haltungsbedingungen, die sich aus der Käfigposition ergeben:
• Luftzusammensetzung
• Temperatur
• Beleuchtungsintensität
Hierbei wurde das Hauptaugenmerk auf die Offensichtlichste und am leichtesten zu messende Variable Beleuchtung gelegt.
Als operationalisierte unabhängige Variable wurde die Käfigposition (oben vs. unten)
definiert.
Die abhängige Variable war die Ängstlichkeit und die operationalisierte abhängige
Variable das Verhalten im Corral, d.h. die Anzahl der Zonenwechsel, die Zeit in Zone B
( innen ), sowie das Aufrichten ( Anzahl Zone A, bzw. Zone B ).
Um Aussagen über den Einfluss der Käfigposition machen zu können, wurden die 24
Ratten in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe wurde in den drei Käfigen der oberen
Reihe untergebracht, die andere in den drei Käfigen der unteren Reihe. Zur bestimmung des Helligkeitsunterschiedes wurde in beiden Reihen die Luxzahlen gemessen. In
der oberen Reihe unter dem Futter ergab die Messung 63 Lux und auf der Mitte des
Käfigdeckels 28 Lux; in der unteren Reihe waren es 25 Lux unter dem Futter bzw. 2 Lux
auf der Mitte des Käfigdeckels. ( zum Vergleich: Die Corraltestung erfolgte unter einer
Beleuchtungsstärke von 20 Lux )
2.3.1
Störvariablen
Zur Kontrolle von Störvariablen wurden die Ratten bei ihrer Ankunft zufällig auf die Käfige verteilt. Weiterhin wurden Licht, Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf konstantem
Niveau gehalten, sowie die Tiere durch mehrmaliges Handling an Menschen und Entnahme aus dem Käfig gewöhnt, so dass als einzige schwierig zu kontrollierende Störvariable
der Versuchsleiter zu nennen ist.
Um diese in den Griff zu bekommen, wurde jedem der 12 VL aus beiden Gruppen je
ein Tier zugelost, sowie die Versuchsleiter durch Handlingübungen, mit einer nicht an dem
eigentlichen Versuch beteiligten Ratte, an den Umgang mit Ratten gewöhnt. Insbeondere
wurden die Entnahme aus dem Käfig, das Wiegen der Tiere und der Transport in die
Versuchsanordnung geübt.
14
KAPITEL 2. METHODE
Da die aufgezeichneten Videos von den verschiedenen Versuchsleitern selbst ausgewertet wurden, mussten individuelle Unterschiede möglichst ausgeglichen werden. Dies
wurde durch Auswertung eines Beispielvideos ( einer nicht am eigentlichen Versuch beteiligten Ratte ) und anschließende Einigung auf möglichst objektive Zählkriterien erreicht,
insbesondere konservatives Zählen der Aufrichtungsvorgänge.
Hier ist auch noch zu erwähnen, dass in der Handlingphase am 2. Tag eine Ratte
aus der oberen Gruppe mit einer aus der unteren Gruppe vertauscht wurde. Dieses
wurde jedoch noch am gleichen Tag bemerkt, so dass die beiden Ratten der anderen
Bedingung für jeweils ca. zwei Stunden ausgesetzt waren. Es wurde jedoch entschieden,
die beiden Tiere im Versuch zu belassen, da sie zu diesem Zeitpunkt schon etwa zwei
Wochen unter den Testbedingungen gehalten wurden und die relativ kurze Zeit in der
anderen Umgebung durchaus vernachlässigt werden kann. Alle Ratten wurden ja auch
zum Handling aus ihren Käfigen genommen, waren also ohnehin kurzfristig von ihren
vorgegeben Käfigpositionen entfernt.
2.4
Versuchsablauf
Der Versuch gliederte sich in drei aufeinander folgende Abschnitte, die Gewönungsphase
im Tierstall, die über einen Zeitraum von zwei Tagen stattgefundene Testung im Corral
und die anschließende Auswertung der Videobänder. In allen Phasen war ein VL für
„seine“ zwei Ratten, eine aus jeder Gruppe, zuständig.
2.4.1
Gewöhnungsphase
Die Ratten wurden am 10.11.2006 geliefert und zufällig auf die sechs Käfige, und damit
auch auf die beiden Gruppen, verteilt. Danach wurden sie ohne weiteres Treatment im
Tierstall belassen.
An den den drei Tagen vor der Testung wurden die Ratten von den Versuchsleitern
gehandhabt, um sie an die Prozedur der Testung und den dabei notwendigen Kontakt
mit Menschen zu gewöhnen. Dazu wurde jeweils eine Ratte aus ihrem Käfig genommen,
gewogen und fünf Minuten auf dem Schoß behalten. Dabei ließ man die Ratte explorieren
und gewöhnte sie durch mehrmaliges anheben an der Schwanzwurzel an diese, auch im
Versuch, verwendete Transportart.
2.4.2
Testung
Die eigentliche Testung fand am 24./25.11.2006 statt; jeweils sechs Versuchsleiter und 12
Ratten pro Tag. Die Zuteilung der Versuchsleiter auf die Tage erfolgte nicht mehr zufällig,
2.4. VERSUCHSABLAUF
15
Abbildung 2.1: Corral in der Testbox, Licht eingestellt
da die zufällige Verteilung der Ratten auf die Versuchsleiter bereits zur Randomisierung
ausreichte.
Die Versuchsleiter testeten ihre beiden Ratten nacheinander, dabei wurde lediglich
ausgelost, mit welcher Ratte begonnen wurde, um einen eventuellen Einfluss der Reihenfolge auszuschließen.
Vorbereiten der Versuchsanordnung
Vor der Testung musste die Versuchsanordnung nach standartisierten Bedingungen vorbereitet werden.
Die Beleuchtung in der Box wurde mit Hilfe eines Luxmeters auf 20 Lux eingestellt,
die Videoanlage wurde mit einem vorher beschrifteten Band bestückt, getestet und gestartet. Neben das Corral wurde ein Identifikationsschild mit dem Versuchskürzel ExPra
und der Nummer der ersten Ratte gelegt.
Anschließend wurden das Corral und die Transportbox mit verdünnter Essigsäure
gereinigt, um Standartisierte Versuchsbedingungen zu schaffen.
Dann wurde die erste Ratte aus dem Käfig genommen, gewogen und mit der Transportbox vom Tierstall in den Versuchsraum gebracht. Dort wurde die Ratte mit der
Schnauze auf die dem Eingang gegenüberliegende Wand gerichtet in die Mitte des Corrals gesetzt. Um möglichst alle Umgebungseinflüsse auszuschließen wurde die Box mit
einem schweren Vorhang verschlossen und anschließend der Versuchsraum verlassen.
Nach Ablauf von 30 Minuten wurde die Ratte aus dem Corral genommen und in ihren
16
KAPITEL 2. METHODE
Käfig zurückgesetzt. Nach dem Reinigen von Corral und Transportbox wurde dann der
Versuch mit der zweiten Ratte wiederholt.
2.4.3
Videoauswertung
Zur Auswertung der Videobänder wurde auf einem Fernsehgerät eine transparente Folie
angebracht, auf der die innere und äussere Zone aufgezeichnet waren.
Die Auswertung erfolgte in zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen; im Ersten wurden die Anzahl der Zonenwechsel und die Zeit, die sich die Ratte im Zentrum aufhielt,
gemessen, im Zweiten die Häufigkeit des Aufrichtens, jeweils separat für die innere und
äußere Zone.
Zur Messung der Zeit wurde eine elektronische Stoppuhr und zur Zählung der Zonenwechsel und des Aufrichtens mechanische Counter.
Zur einfacheren Handhabbarkeit und auch, um später Aussagen über die Zeit hinweg machen zu können, wurden alle Daten in 5-Minuten-Blöcken erfasst und auf dem
Auswertungsbogen notiert.
Die Auswertung wurde wie folgt standartisiert: Zuerst wurde der Startpunkt der
Auswertung, der Zeitpunkt, an dem die Ratte im Corral losgelassen wurde, gesucht.
An dieser Stelle des Bandes wurde der Zähler des Videogerätes auf Null gesetzt, die
Wiedergabe wurde dazu pausiert. Anschließend wurden Counter und Stoppuhr auf Null
gesetzt und der Versuchsleiter setzte sich in die Beobachtungsposition. Mit dem starten
des Videobandes begann dann die Datenerfassung.
Nach jeweils fünf Minuten wurde das Band pausiert und die bis dahin erfassten Daten
auf dem Auswertungsbogen notiert. Die Counter bzw. Stoppuhr wurden wieder auf Null
gesetzt und die nächsten fünf Minuten ausgewertet, bis von jeder Ratte jeweils die ersten
30 Minuten erfasst waren.
Anschließend wurde die Prozedur mit der Videoaufzeichnung der zweiten Ratte wiederholt.
2.5
Datenauswertung
Zunächst wurden deskriptive Statistiken erstellt, um einen Überblick über die Mittelwerte und Standartfehler der verschiedenen Variablen zu erhalten. Alle Variablen wurden mit
dem Kolmogorov-Smirnoff-Test auf Normalverteilung getestet und anschließend wurden
die Zentrumszeit, das Aufrichtverhalten am Rand und die Zonenwechsel mittels Varianzanalyse mit Messwiederholung durchgeführt. Für das Aufrichtverhalten in der Mitte
wurde nur für den Gesamtwert (da in den 5-Minuten-Blöcken nicht normalverteilt) ein
t-Test für unabhängige Stichproben durchgeführt.
2.5. DATENAUSWERTUNG
17
Bei allen Tests handelte es sich um ?zweiseitige? Fragestellungen mit einer einheitlich
vorgegebenen Irrtumswahrscheinlichkeit α von 5%. (Weitere Details siehe Anhang)
Alle deskriptiven und Inferenzstatistiken wurden mit SPSS 11.5 erstellt.
Die graphische Aufarbeitung der Ergebnisse, inklusive Mittelwert und Standartfehler,
erfolgte mit dem PC-Graphikprogramm GraphPad Prism 3.0.
18
KAPITEL 2. METHODE
Kapitel 3
Ergebnisse
Nach dem Kolmogorov-Smirnov Test sind alle erhobenen Variablen, ausgenommen das
Aufrichtverhalten in der inneren Zone normalverteilt (für detaillierte Ergebnisse vgl.
Anhang C.1).
3.1
Aufenthaltsdauer im Zentrum
Abbildung 3.1: Aufenthaltszeit in der inneren Zone
Betrachten wir zuerst die Aufenthaltsdauer der Ratten in der inneren Zone. Deutlich
zu sehen ist das Nachlassen der Aktivität im Laufe des Experiments (p < 0.001), sowie
die tendenziell längere Aufenthaltsdauer der Tiere aus der oberen Gruppe, die allerdings
nicht signifikant wird (p = 0, 433), vgl. Abb. 3.1.
19
20
KAPITEL 3. ERGEBNISSE
3.2
Anzahl der Zonenwechsel
Abbildung 3.2: Anzahl der Zonenwechsel
Auch an der Anzahl der Zonenwechsel lässt sich die zu Beginn erwartete nachlassende Aktivität der Ratten erkennen (p < 0, 001). Der Unterschied zwischen den beiden
Gruppen wird nicht signifikant (p = 0, 315) sondern lässt lediglich eine Tendenz zu mehr
Zonenwechseln von Ratten der oberen Gruppe erkennen, vgl. Abb. 3.2.
3.3
Aufrichtverhalten in der äusseren Zone
Abbildung 3.3: Aufrichtverhalten äussere Zone
Das Aufrichtverhalten ändert sich wie erwartet im Laufe des Versuchs; die Ratten
3.4. AUFRICHTVERHALTEN IN DER INNEREN ZONE
21
Abbildung 3.4: Aufrichtverhalten in der inneren Zone
werden weniger aktiv zum Ende hin(p < 0, 001). Der Unterschied zwischen den beiden
Gruppen weist eine Starke Tendenz zu weniger ängstlichem Verhalten der oberen Gruppe
auf, er wird auf dem 5% Niveau gerade nicht signifikant (p = 0, 051), vgl. Abb. 3.3.
3.4
Aufrichtverhalten in der inneren Zone
Schon an der Grafik wird erkennbar, dass das Aufrichtverhalten im Zentrum starken
Schawankungne unterworfen ist, was sich auf die geringe Häufigkeit des Aufrichtens zurückführen lässt.
Da für das Aufrichtverhalten im Zentrum keine Normalverteilung vorausgesetzt werden kann, wurde hierfür ein t-Test durchgeführt, der mit einem U-Test abgesichert wurde.
Beide ergaben keinen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen (p = 0, 171
für den t-Test, p = 0, 78 für den U-Test); allerdings lässt sich auch hier eine Tendenz zu
häufigerem Aufrichten von Tieren der oberen Gruppe erkennen.
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KAPITEL 3. ERGEBNISSE
Kapitel 4
Diskussion
Dieser Versuch hatte zur Aufgabe festzustellen, ob sich die Labortiere in den Bedingungen
Käfigposition oben, Käfigposition unten, signifikant in ihrem angstähnlichen Verhalten
voneinander unterscheiden.
Die erzielten Ergebnisse können folgendermaßen zusammengefasst werden:
1. Die Ratten aus den Käfigen 1 bis 3, welche sich in der Stilage oben befanden,
unterschieden sich nicht signifikant von den Ratten aus den Käfigen 3 bis 6, in
der Stilage unten angebracht, in ihrer lokomotorischen Aktivität (Zonenwechsel)
innerhalb und zwischen den 6 fünf – Minuten – Blöcken.
2. Ebenfalls ergab sich kein signifikanter Unterschied zwischen den beiden Gruppen
für den Aufenthalt im Zentrum innerhalb und zwischen den 6 fünf – Minuten –
Blöcken.
3. Das Aufrichten im Zentrum erzielte keinen statistisch signifikanten Unterschied
zwischen den Gruppen oben und unten auf die Gesamtzeit von 30 Minuten.
4. So zeigte auch das Aufrichten außen keinerlei Signifikanz zwischen den Tieren unten
verglichen mit den Tieren oben positioniert innerhalb und zwischen den 6 fünf –
Minuten – Blöcken.
Vorherige Studien bezogen sich eher auf den Einfluss von bestimmten Laborbedingungen wie Beleuchtung, Temperatur und Bewegung auf Entwicklung, Stressverhalten
und Aktivität im Allgemeinen, nicht aber auf angstähnliches Verhalten.
Und doch nahmen wir an, dass sich die Gruppen auf Grund der angeführten vorherigen Ergebnisse(siehe Einleitung), in ihrem angstähnlichen Verhalten voneinander unterscheiden würden.
Unsere Annahme konnte nach Auswertung der Daten nicht bestätigt werden.
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KAPITEL 4. DISKUSSION
Die Käfigposition in der Stilage und den damit verbundenen unterschiedlichen Bedingungen wie Lichintensität, Belüftung etc. haben somit keinen Einfluss auf das angstähnliche Verhalten und wir können sie als eventuelle Störvariablen ausschließen.
Selbstverständlich stellt sich nun die Frage, aus welchen Gründen ein Effekt nicht
nachzuweisen war.
Zu nennen wären da zu Beginn die uns schon a priori bekannte Störvariable Versuchleiter.
Insgesamt wirkten an diesem Versuch 12 Versuchsleiter mit, die je 2 Tiere handhabten und testeten. Die zu erwartende Varianz zwischen den Versuchleitern sollte relativ
konstant gehalten werden:
• indem ein vorheriges Training mit einer so genannten lebendigen „Übungsratte“
durchgeführt wurde
• jeder Versuchleiter sollte sich möglichst gleich verhalten
• die Gewöhnungsphasen und die Testungen wurden durch strickte Abläufe standardisiert
Doch lassen sich Unterschiede nicht vermeiden, wie allein schon die Tatsache zeigt,
dass jedes Individuum einen für sich speziellen Geruch besitzt und auch anderes Verhalten
bei der Stressbewältigung zeigt.
Ratten sind sehr empfindliche Tiere und nehmen kleinste Veränderung im Verhalten
wahr, wahrscheinlich wesentlich mehr als menschliche Versuchpersonen wahrzunehmen
vermögen.
Auch wenn durch das Handling die Ratte sich and ihren jeweiligen Versuchleiter und
vice versa gewöhnen sollte, überwand doch jeder unterschiedlich oder auch gar nicht seine
Berührungsangst.
Ein nervöses, ängstliches Verhalten kann sich auf das Tier übertragen, daher wird
hier höchstwahrscheinlich ein Konfundierungseffekt vorliegen; angstrelevantes Verhalten
im Corral ist nicht mehr nur auf die Laborbedingungen zurückführbar, sondern auch
zum Teil auf den eventuell ängstlichen, nervösen Versuchleiter.
Auch erfolgte die Auswertung durch 12 verschieden Versuchleiter.
Gerade das Erheben des zu beobachtenden Aufrichtverhaltens bereitete vielen Probleme, welche auf die fehlende Erfahrung zurück zu führen sind.
Auch hier ist die Konstanthaltung durch die Einigung auf ein besonders konservatives
Auswahlverfahren und vorheriges Training durch einen Testlauf, um Varianz möglichst
gering zu halten, nicht vollends geglückt, da die Unterschiede zwischen den Individuen
nie ganz verschwinden werden und können.
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Erwähnenswert ist ein Missgeschick der Versuchleiter, in dem 2 Ratten am Mittwoch,
dem 22.11.2006 zwei bzw. drei Tage vor der Testung während der Gewöhnungsphase
vertauscht wurden und fälschlicherweise in anderen Käfigen saßen.
Tier 2075, ursprünglich aus Käfig 2(oben), verbrachte zwei Stunden in Käfig 4(unten),
so auch Tier 2086, ursprünglich aus Käfig 4(unten) zwei Stunden in Käfig 2(oben).
Wir haben uns entschieden die Tiere und ihre Käfige in der Wertung zu behalten,
da diese Situation für nur 2 Stunden bestand und die Tiere sich bis dato auch schon 12
Tage in den Bedingungen oben oder unten befanden.
Wir nehmen an, dass sich eventuelles Bedingungsspezifische Verhalten schon so weit
gefestigt hat, dass zwei Stunden keinen entscheidenden Einfluss haben würden.
Auch ist zu bemerken, dass eine größere Stichprobenanzahl eventuell zu einem signifikanten Effekt geführt hätte, doch ist dies eher zu bemängeln, da dadurch auch die
Messfehler steigen und Störvariablen immer unkontrollierbarer werden.
Es bietet sich an, einen Retest anzusetzen, der im Rahmen dieses Versuchs nicht
eingeplant wurde.
Es wäre wichtig zu messen wie konsistent das Verhalten ist oder ob es sich verändert
je länger die Tiere im Labor bleiben.
Ist eine Konstanz vorhanden, sollte das gemessene Verhalten im Offenfeld die gleichen
Ergebnisse im Retest erzeugen; dies wäre noch zu erbringen.
Bei der Betrachtung der deskriptiven Daten, lässt sich erkennen, dass eine Tendenz
in den Mittelwerten in Richtung mehr Aktivität in der Gruppe Käfigposition oben vorhanden ist. Interessanterweise scheint dies unsere a priori erstellte Vermutung zumindest
teilweise zu stützen.
Dabei sei aber wiederholt angemerkt, dass sich die Mittelwerte statistisch nicht signifikant unterscheiden, auch wenn eine gewisse Tendenz nicht zu verleugnen ist, so ist
doch diese Tatsache nicht kausal deutbar.
Gerade diese Tendenz könnte jedoch Anlass zu vertiefenden Studien geben, um festzustellen, ob eine eventuelle Gewöhnung an eher aversive Bedingungen nicht doch zu
einem signifikanten Einfluss auf angstrelevantes Verhalten führen könnte.
So wäre es ja interessant und für Verhaltenstherapieverfahren aufschlussreich, ob eine
vorherige lang anhaltende Aussetzung durch aversive Reize zu einer Gewöhnung führt,
die eventuell zur folge hat, dass sich das vermeidende Verhalten in anderen Modalitäten
ebenfalls verringert.
Natürlich müssten vorher die speziell als aversiv wahrgenommen Reize experimentell
erhoben werden.
Abschließend lässt sich sagen, dass der Versuch gezeigt hat wie wichtig es ist etwaige
Störvariablen zu identifizieren, umso eine saubere Messung zu gewährleisten.
Speziell für diesen Versuch kann man festhalten, dass die Käfigposition im Labor und
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KAPITEL 4. DISKUSSION
den daraus resultierenden Einwirkungsfaktoren aus der Labortumwelt wie Luftfeuchte
und Beleuchtung keinen statistisch nachweisbaren Einfluss auf das im Corral gemessenen
Verhalten hatte.
Literaturverzeichnis
[1] Ian Q. Wishaw & Bryan Kolb, The Behaviour of the Laboratory Rat:
A Handbook with Tests, 2005 bei Oxford University Press
[2] Jeanette Löhn, Diplomarbeit, Striatale Mikroinjektion bei der Laborratte: Auswirkung des Interleukin-2 auf das Verhalten im Offenfeld,
Marburg 2006
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LITERATURVERZEICHNIS
Anhang A
Anleitungen
A.1
Handling
5 Minuten pro Tier und Tag
Handling-Tag 1
• Laborkittel anziehen (ggf. Atemmaske und Einweghandschuhe)
• Tierdatenblatt, Waage, Stoppuhr und eine dicke Schicht Papiertücher bereitstellen
• Tier aus dem Käfig nehmen und wiegen, Gewicht im Tierdatenblatt notieren
• VL setzt sich auf einen Stuhl, legt sich ausreichend Papiertücher auf den Schoß
und transportiert das Tier von der Waage auf den Schoß
• Stoppuhr starten
• Die ersten 2,5 Minuten das Tier auf dem Schoß schnüffeln und explorieren lassen,
VL verhält sich eher passiv, greift nur als Randbegrenzung ein, wenn sich das Tier
zu sehr entfernen will
• Die restlichen 2,5 Minuten das Tier auch aktiv streicheln und kraulen
Handling-Tag 2
• Laborkittel anziehen (ggf. Atemmaske und Einweghandschuhe)
• Waage, Stoppuhr und eine dicke Schicht Papiertücher bereitstellen
• Tier aus dem Käfig nehmen und wiegen, Gewicht im Tierdatenblatt notieren
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ANHANG A. ANLEITUNGEN
• VL setzt sich auf einen Stuhl, legt sich ausreichend Papiertücher auf den Schoß
und transportiert das Tier von der Waage auf den Schoß
• Stoppuhr starten
• Die erste Minute das Tier auf dem Schoß schnüffeln und explorieren lassen, dabei
auch aktiv streicheln und kraulen
• Innerhalb der restlichen vier Minuten das Tier vier mal vorsichtig an der Schwanzwurzel (nicht an der Schwanzspitze!!!) für jeweils 2-3 Sekunden hochheben und
damit an den Griff gewöhnen
Handling-Tag 3
• Laborkittel anziehen (ggf. Atemmaske und Einweghandschuhe)
• Waage, Stoppuhr und eine dicke Schicht Papiertücher bereitstellen
• Tier aus dem Käfig nehmen und wiegen, Gewicht im Tierdatenblatt notieren
• VL setzt sich auf einen Stuhl, legt sich ausreichend Papiertücher auf den Schoß
und transportiert das Tier von der Waage auf den Schoß
• Stoppuhr starten
• Das Tier auf dem Schoß schnüffeln und explorieren lassen, dabei auch aktiv streicheln und kraulen. Insgesamt fünf mal vorsichtig an der Schwanzwurzel für jeweils
2-3 Sekunden hochheben und damit an den Griff gewöhnen
A.2
Verhaltenstestung Corral - Ablauf
Vorbereitung im Verhaltenslabor
• Video einlegen, Probeaufnahme zu Beginn des Tages und bei jeder neuen Videokassette
• Schilder mit TierNr, Name des Versuchs und Datum vorbereiten
• Beide Hinweisschilder an den Türen (Außentür & Verhaltenslabor) umdrehen, Licht
im Vorraum ausschalten, Telefonhörer aushängen
• Testbedingungen im Labor schaffen
– Corral-Position
A.2. VERHALTENSTESTUNG CORRAL - ABLAUF
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– Raumbeleuchtung ausschalten, weißes Licht über dem Corral einschalten, mit
Hilfe des Luxmeter und des Drehreglers auf der linken Seite 30 Lux einstellen
(Licht muss zuvor mindestens 10 Minuten eingeschaltet gewesen sein)
– Corral mit Essig-Säure-Lösung reinigen
• Schild mit TierNr sichtbar neben dem Corral positionieren und Video einschalten
Testung:
• Kleinen Transportkäfig mit Essigsäure-Lösung säubern und in den Tierstall stellen
• Gruppenkäfig auf den Tisch stellen
• Ratte aus dem Gruppenkäfig nehmen, wiegen und Gewicht im Tierdatenblatt notieren, Ratte im Transportkäfig zum Verhaltenstest transportieren
• Ratte in die Mitte des Corrals setzen und sich im Anschluss daran zügig entfernen,
Vorhang zuziehen
• Leise rausgehen, Tür schließen und Stoppuhr auf 30 min stellen
Nach jeder Testung:
• Tier aus dem Corral nehmen, im Transporttkäfig zurück in den Tierstall und dort
wieder in den Gruppenkäfig setzen
• Corral reinigen, neues Schild bereitlegen, evtl. Video wechseln
Nach Ende des Versuchstages:
• Endreinigung und Aufräumen
• Hinweisschilder an den Türen umdrehen und Telefonhörer einhängen
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ANHANG A. ANLEITUNGEN
Anhang B
Deskriptive Statistiken
Abbildung B.1: Mittelwerte und Standartabweichungen aller Variablen
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ANHANG B. DESKRIPTIVE STATISTIKEN
Abbildung B.2: Mittelwerte und Standartabweichungen nach Gruppen, Tabelle 1
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Abbildung B.3: Mittelwerte und Standartabweichungen, Tabelle 2
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ANHANG B. DESKRIPTIVE STATISTIKEN
Anhang C
Detaillierte Inferenzstatistiken
C.1
Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest
Abbildung C.1: KS-Test Aufenthalt innere Zone
Abbildung C.2: KS-Test Aufrichtverhalten innere Zone
C.2
ANOVA, t-Test, U-Test
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ANHANG C. DETAILLIERTE INFERENZSTATISTIKEN
Abbildung C.3: KS-Test Aufrichtverhalten äussere Zone
Abbildung C.4: KS-Test Zonenwechsel
Abbildung C.5: KS-Test alle Variablen 30 Min. Blöcke
C.2. ANOVA, T-TEST, U-TEST
Abbildung C.6: KS-Test alle Variablen, 15 Min. Blöcke
Abbildung C.7: ANOVA Aufenthalt innere Zone, Zeit
Abbildung C.8: ANOVA Aufenthalt innere Zone, Gruppen
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ANHANG C. DETAILLIERTE INFERENZSTATISTIKEN
Abbildung C.9: ANOVA Zonenwechsel, Zeit
Abbildung C.10: ANOVA Zonenwechsel, Gruppen
Abbildung C.11: ANOVA Aufrichtverhalten äussere Zone, Zeit
C.2. ANOVA, T-TEST, U-TEST
Abbildung C.12: ANOVA Aufrichtverhalten äussere Zone, Gruppen
Abbildung C.13: Aufrichtverhalten innere Zone, t-Test
Abbildung C.14: Aufrichtverhalten innere Zone, U-Test
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ANHANG C. DETAILLIERTE INFERENZSTATISTIKEN
Anhang D
Standartisierter Auswertungsbogen
Abbildung D.1: Standartisierter Auswertungsbogen
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