Изучение влияния боли на реакцию на потерю вознаграждения у телят

Заявление об этике

Процедуры были одобрены Комитетом по уходу за животными Университета Британской Колумбии на основании заявки A21-0111 и проводились в соответствии с руководящими принципами Канадского совета по уходу за животными.³⁸. Отчеты соответствовали правилам доступности.

Животные и жилье

Исследование было проведено в Центре молочного образования и исследований Университета Британской Колумбии. Насколько нам известно, ни в одном исследовании подобная модель на телятах не использовалась. Чтобы определить приблизительный размер выборки, мы опирались на исследования благополучия с использованием аналогичных парадигм SNC, но применительно к другим видам: мышам (шесть субъектов на лечение);⁹) и свиньи (шестнадцать субъектов на группу лечения¹⁰). Учитывая этот объем и наши практические ограничения, мы остановились на размере выборки в десять человек на группу лечения. Первоначально в исследование были включены тридцать пять телок голштинской породы (все самки). Пять телят были исключены из эксперимента: трое заболели (раны и лихорадка), у одного проявилась сильная стрессовая реакция при выселении за пределы домашнего коровника, а одному до тестирования не ограничивали в питании. Остальные 30 имели среднюю (±SD) массу тела при рождении 38,3±4,1 кг и были зарегистрированы в возрасте 39,9±4,1 дня.

В соответствии с обычной практикой на ферме, телята от трех обработок содержались в закрытых загонах (4,9 × 7,3 м, покрытых опилками, в каждом содержалось от восьми до десяти телят). Телятам был предоставлен доступ к воде и сену (RIC; Insentec BV, Нидерланды), а также ограниченный по времени доступ к 12 л цельного молока через сосковую кормушку (CF 1000 CS Combi; DeLaval Inc., Швеция). Чтобы избежать длительных задержек во время экспериментов, проводились небольшие повторы (среднее количество испытуемых на повтор = 3,5).

устройство

Экспериментальная установка располагалась в том же загоне, что и загон для телят, на расстоянии примерно 10–30 м. Устройство представляло собой стартовую коробку размером 1,8 × 1,2 м, ведущую к загону размером 3,6 × 2,4 м через вертикальные ворота (рис. 2А). Непосредственно напротив стартового ящика на перекладинах располагались бутылка и резиновый ниппель, а за бутылкой был установлен прибор для измерения давления (FPX 25, Wagner, Гринвич, США), позволяющий измерять максимальное давление, приложенное к бутылке (рис. 2б).

Телята были помещены в стартовый бокс, вертикальные ворота были подняты, и телята получили доступ к молочному вознаграждению (0,5 л во время тренировки, 0,1 л во время испытаний) в испытательном загоне (а). Бутылка с молочной наградой была установлена ​​на решетке, а позади нее был установлен манометр для измерения максимального давления, оказываемого теленком (Б). Иллюстрации Энн Сандерсон.

упражнение

Эксперимент был разделен на три этапа продолжительностью семь дней: обучение (три дня), лечение (один день) и тестирование (три дня). Во время обучения телятам запрещали кормление в ночное время (с 22:00), чтобы обеспечить высокий стимул для получения молока при повторных испытаниях. Примерно в 10:00 телят по отдельности, в произвольном порядке подвозили к станку, а затем помещали в стартовый бокс. Вертикальные ворота были подняты, и телята могли подойти и выпить 0,5 л молока из бутылочки (это количество было основано на предыдущих исследованиях по компромиссу стимулов у телят).^37,39). Регистрировались время ожидания контакта с бутылкой (ртом или языком), время прекращения вознаграждения, количество вокализаций и максимальное давление, оказываемое непосредственно на бутылку. Затем теленка возвращали в стартовый бокс, бутылку снова наполняли и проводили два дополнительных испытания (т.е. всего три испытания/день). После завершения этих экспериментов теленок был возвращен в домашний коровник с возможностью получения своей суточной нормы молока (12 литров/день). Обучение проходило в течение трех дней подряд, всего было проведено девять тренировочных испытаний. В первый день тренировки (во всех трех экспериментах) в течение первой минуты после открытия ворот стартового ящика теленку не подавались сигналы. Через 1 минуту экспериментатор подавал звуковые (крики/звуковой сигнал) и тактильные (сосание пальца) сигналы снаружи испытательного загона, чтобы привлечь внимание теленка к бутылке. Если эти сигналы терпели неудачу через дополнительную минуту, экспериментатор входил в тестовый загон и вел теленка к бутылке.

В течение второго и третьего дней обучения никаких подсказок не подавалось. Если теленок не приближался к бутылке в течение 2 минут, попытка оценивалась как отсутствие подхода (и к бутылке применялось нулевое давление). Как только теленок приблизился к бутылке, у нее было еще три минуты, чтобы доесть награду.

Лечение

Телята были псевдослучайно распределены на одну из трех групп лечения (Отречься, Отречься+Аль-Таскин или Аль-Шам ; По десять телят каждый). Назначение лечения было сбалансировано по возрасту и массе тела при рождении ( Остракизм: 40,7±4,3д, 38,7±3,9кг; Отречься + Анальгезия: 39,2±7,0д, 38,0±5,6кг; Шам: 39,7±6,0д, 38,3±2,4кг). В день лечения телята не были ограничены в корме и проходили лечение в групповом загоне примерно в 10:00. Независимо от лечения, телят взвешивали и применяли мультимодальную стратегию обезболивания, состоящую из седативных средств, местной анестезии и анальгезии. Для облегчения и устранения последующей инъекции использовали седативное средство (ксилазин 0,2 мг/кг подкожно, Ромбон 20 мг/мл, Bayer, Леверкузен, Германия). После достижения анестезии (лежание и поворот глаз, примерно 10 минут) вводили местный анестетик в виде блокады нерва роговицы для облегчения острой боли, возникающей в результате процедуры (по 5 мл на сторону, лидокаин 2%, адреналин 1: 100 000, Lido-2, Rafter8, Калгари, AB, Канада), НПВП были предоставлены для уменьшения воспаления (мелоксикам 0,5 мг/кг подкожно, Метакам 20 мг/мл, Boehringer Ingelheim, Берлингтон, Онтарио, Канада) и области рогового зачатка. брился электрическим триммером. Через десять минут после инъекции лидокаина проводили прик-тест роговых зачатков для проверки болевого рефлекса. Для телят в Отречься И Отречься + Успокаивающий Обработка: предварительно нагретая электрическая машина для удаления рогов (X30, наконечник 1,3 см, Rhinehart, Spencerville, IN, USA) применялась к обеим роговым почкам до тех пор, пока вокруг каждой почки не образовывалось однородное темное кольцо (на это требовалось примерно 10–15 секунд). Телята из ШамСборка осуществлялась аналогичным образом, но вместо того, чтобы выбрасываться, роговые зачатки просто прижимались пластиковой ручкой устройства для удаления рогов. После завершения процедуры телят помещали в грудное положение и оставляли для восстановления в загоне. Поскольку величина и продолжительность эффектов НПВП после диссоциации остаются неясными. ¹⁸телята из Отречься+УспокаивающийГруппа получила дополнительную инъекцию НПВП (кетопрофен, 3 мг/кг, подкожно; Анафин, 100 мг/мл, Берингер Ингельхайм, Онтарио, Канада) за час до каждого из трех сеансов тестирования, чтобы обеспечить дополнительный контроль боли во время обследования. . На основе предыдущего исследования эффективности кетопрофена после экстракции.²⁹мы ожидали, что кетопрофен будет оказывать обезболивающее действие в течение 2 часов после лечения.

экзамены

Через 3 дня после лечения телят проверяли на чувствительность к потере вознаграждения. Испытания были аналогичны дрессировке: телят после ограничения кормления на ночь доставляли к аппарату индивидуально, и им разрешали получить молоко три раза подряд (всего девять испытаний), но во время тестирования вознаграждение было уменьшено до 0,1 литра. Время, отведенное телятам на то, чтобы подойти и выпить награду, было идентично их действиям во время тренировки. Регистрировали максимальное давление, оказываемое на бутылку, количество звуков и латентность подхода. Телята изОтречься+УспокаивающийГруппа получила дополнительную инъекцию НПВП (кетопрофен, 3 мг/кг, подкожно; Анафен, 100 мг/мл, Берингер Ингельхайм, Онтарио, Канада) за 1 час до каждого из трех сеансов тестирования. После каждого сеанса телята возвращаются в домашний коровник и снова получают доступ к порции цельного молока (12 литров). После трех дней тестирования телята были возвращены на обычный уход на ферме.

статистический анализ

Для каждого результата (максимальное давление, вокализация и задержка подхода) на этапах тестирования (после лечения) была использована смешанная модель с использованием пакета R lme4.⁴⁰. Что касается давления и задержки, данные были преобразованы в соответствии с типичными предположениями о линейности, нормальности и гомоскедастичности. Для количества высказываний мы использовали смешанную модель Пуассона. Фиксированными факторами были лечение (2 дня), день исследования (1 день), ежедневный опыт (1 день) и их взаимодействие (3 дня). Ежедневный опыт, вложенный в день и идентификатор теленка, был включен в качестве случайного фактора. Пороги значимости и наклона были установлены на уровнес≥ 0,05 фс≥ 0,10 соответственно. Данные (дополнительная информация 1) и код R (дополнительная информация 2) доступны в дополнительных материалах.