Auswirkungen der Käﬁgposition auf angstähnliches Verhalten ...ameier/expra_files/expra_bericht_entwurf.pdfAuswirkungen der Käﬁgposition auf angstähnliches Verhalten von Wistar

Auswirkungen der Käfigposition aufangstähnliches 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 PsychologiePhilipps-Universität Marburg

Marburg, im Januar 2007

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Inhaltsverzeichnis

0.1 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60.2 Stichwörter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1 Einleitung 7

2 Methode 112.1 Stichprobe/Versuchstiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Materialien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.3 Versuchsplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.1 Störvariablen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4 Versuchsablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.4.1 Gewöhnungsphase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.4.2 Testung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.4.3 Videoauswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.5 Datenauswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3 Ergebnisse 193.1 Aufenthaltsdauer im Zentrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2 Anzahl der Zonenwechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3 Aufrichtverhalten in der äusseren Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.4 Aufrichtverhalten in der inneren Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4 Diskussion 23

A Anleitungen 29A.1 Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29A.2 Verhaltenstestung Corral - Ablauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

B Deskriptive Statistiken 33

C Detaillierte Inferenzstatistiken 37C.1 Kolmogorov-Smirnov-Anpassungstest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3

4 INHALTSVERZEICHNIS

C.2 ANOVA, t-Test, U-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

D Standartisierter Auswertungsbogen 43

Abbildungsverzeichnis

2.1 Corral in der Testbox, Licht eingestellt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1 Aufenthaltszeit in der inneren Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2 Anzahl der Zonenwechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3 Aufrichtverhalten äussere Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.4 Aufrichtverhalten in der inneren Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

B.1 Mittelwerte und Standartabweichungen aller Variablen . . . . . . . . . . 33B.2 Mittelwerte und Standartabweichungen nach Gruppen, Tabelle 1 . . . . . 34B.3 Mittelwerte und Standartabweichungen, Tabelle 2 . . . . . . . . . . . . . 35

C.1 KS-Test Aufenthalt innere Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37C.2 KS-Test Aufrichtverhalten innere Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37C.3 KS-Test Aufrichtverhalten äussere Zone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38C.4 KS-Test Zonenwechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38C.5 KS-Test alle Variablen 30 Min. Blöcke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38C.6 KS-Test alle Variablen, 15 Min. Blöcke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39C.7 ANOVA Aufenthalt innere Zone, Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39C.8 ANOVA Aufenthalt innere Zone, Gruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . 39C.9 ANOVA Zonenwechsel, Zeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40C.10 ANOVA Zonenwechsel, Gruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40C.11 ANOVA Aufrichtverhalten äussere Zone, Zeit . . . . . . . . . . . . . . . 40C.12 ANOVA Aufrichtverhalten äussere Zone, Gruppen . . . . . . . . . . . . . 41C.13 Aufrichtverhalten innere Zone, t-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41C.14 Aufrichtverhalten innere Zone, U-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

D.1 Standartisierter Auswertungsbogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

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6 ABBILDUNGSVERZEICHNIS

0.1 Zusammenfassung

Aus vorherigen Studien ist bekannt, dass Faktoren im Labor das Verhalten der Tierebeeinflussen 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 Marburguntersucht, ob die verschiedenen Reizeinflüsse, welche aus der Anordnung der Käfige inder Stilage resultieren, einen signifikante Einfluss auf das angstähnliche Verhalten derLaborratten haben.

Auf Grund der Literatur wurde die Hypothese formuliert, dass sich die Gruppenunterscheiden werden.

Verwendet wurden 24 naive Wistar Ratten, welche auf zwei Gruppen zu je 12 Tierenrandomisiert wurden.

Eine Gruppe wurde in 3 Käfigen oben in der Stilage untergebracht, während dieandere Gruppe in der unteren Reihe gehalten wurde.

Besonders augenmerklich waren die Unterschiede in der Beleuchtungsintensität inden beiden Gruppen.

Selbstverständlich unterscheiden sich auch andere Faktoren, doch diese wurden nichtzusätzlich gemessen.

Nach einer Eingewöhnungsphase von 14 Tagen, wurden die Tiere in dem Offenfeld(Corral) für 30 Minuten getestet, wobei besonders auf das Explorations- und Vermei-dungsverhalten 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 Zusam-menhänge verfälscht wurden.

Doch nicht immer wird die Konfundierung als solche entdeckt.

So gilt es mögliche Störfaktoren ausfindig zu machen, sie zu eliminieren oder konstantzu halten.

Nun ist anzunehmen, dass nicht nur im Bereich der Versuchspersonellen Testung vieleStörfaktoren 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 dieAktivität 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, umso 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 dieTiere in ihrem emotionalen Verhalten, z.B. Angst, beeinflussen.

Obwohl eine standardisierte Haltung für alle Tiere angestrebt ist, wie die Konstan-thaltung der Temperatur auf 23◦C(+/- 1,5◦C) etc., sind interindividuelle Unterschiedein dem Einfluss der einströmenden Reize aus der Labor-Umwelt nicht immer zu vermei-den, und/oder kontrollierbar: allein schon aus der Anordnung der Käfige ergeben sichUnterschiede.

Darauf wird nun Bezug genommen:

Die Ratten sind in Käfigen, welche Teile einer Stilage sind, untergebracht, woraus

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8 KAPITEL 1. EINLEITUNG

sich unterschiedliche Käfigpositionen ergeben (oben rechts, oben mitte, oben links, mitterechts etc. ), die wiederum zur Folge haben, dass die Außenfaktoren, wie Beleuchtung,Luftfeuchte, Belüftung und so weiter, in den jeweiligen Käfigen unterschiedliche Intensi-täten annehmen.

Es gilt also die Tiere in verschiedenen Käfigpositionen unterzubringen und anschlie-ßend 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 alsgeeigentes neutrales Messinstrument von z.B. emotionalen Verhalten wie Angst und derdamit verbundenen Vermeidung, dies resultiert durch seine helle Ausleuchtung(30 Lux),wobei das Zentrum als besonders unangenehm wahrgenommen werden sollte, was wie-derum zu einer Vermeidung dieses und einer Bevorzugung der Randzonen bei einemängstlich-vermeidenden Tier führen sollte.

Auch stellt die lokomotorische Aktivität wie Zonenwechsel ein gutes Maß für angstre-levantes Verhalten dar(Clement & Chapouthier, 1998, zitiert nach Jeanette Löhn[2]).

Unsere Fragestellung lautet demzufolge: Hat die Käfigposition in der Stilage und diedamit verbundenen unterschiedlichen Bedingungen, einen Einfluss auf das angstähnlicheVerhalten der Versuchtiere?

Sprich: sind die Laborbedingungen von so salienter Natur, dass sie sich verstärkendoder hemmend auf angstrelevante Verhalten der Tiere auswirkt?

Verwendet wurden 24 adulte männliche Wistar Ratten, von denen jeweils 12 auf 3obere Käfige und 12 auf 3 untere Käfige verteilt werden.

Offensichtlich ist der Unterschied in der Beleuchtung, da die Ratten oben einer we-sentlich höheren Intensität an Licht ausgesetzt sind als die unteren (65Lux oben aufFutter vs. 25 Lux unten auf Futter).

Es ist anzunehmen, dass sich auch andere Faktoren unterscheiden, diese wurden je-doch 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 etwaigeUnterschiede zwischen den Gruppen festzustellen.

Unsere Hypothese stellt sich wie folgt auf: Basierend auf der bereits erwähnten Lite-ratur 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,

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was sich eventuell auch auf andere Reizmodalitäten übertragen könnte.Natürlich könnten daran auch andere Faktoren beteiligt sein, dies gilt es zu determi-

nieren, 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 dieRandomisierung auf die Gruppen aufgehoben haben sollten.

Die erwähnten individuellen Differenzen sollten später auch auf Konsistenz geprüftwerden, 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 zweibis drei Jahren verwendet.

Die Tiere wogen bei ihrer Ankunft zwischen 259,0 bis 278,5g (MW:269,9g), was einemAlter 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 Wür-feln aufgeteilt.

In den Käfigen hatten die Versuchstiere freien Zugriff auf Futter und Wasser (mitSalzsäure angereichertes Leitungswasser aus Trinkflaschen).

Es erfolgte keine Untersuchung auf etwaige vorherrschende interindividuelle Unter-schiede.

Die Haltung erfolgte unter reizarmen Standardlaborbedingungen, welche unterande-rem einen 12-Stunden-umfassenden Hell-Dunkel-Zyklus (7 bis 19 Uhr) und einen klima-tisierten Raum (23◦C +/- 1,5◦C) umfassten.

Die Tiere wurden drei Tage vor dem angesetzten Testungstermin von 12 Versuch-leitern (2 männlich, 10 weiblich) gehandhabt, wobei jeweils ein Versuchleiter für zweiRatten 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)

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12 KAPITEL 2. METHODE

gehalten, welche mit Schildern mit den entsprechenden Tiernummern (2072-2095) zurIdentifikation durch die Versuchsleiter versehen waren.

Die Ratten hatten freien Zugang zu Futter und Wasser (10ml 32% Salzsäure auf25000ml Leitungswasser). Die Käfige unterlagen reizarmen standardisierten Laborbedin-gungen mit einem speziellen Hell-Dunkel Zyklus (7 bis 19Uhr) und einer konstantenKlimatisierung (23◦C +/- 1,5◦C).

Die Gewichtserfassung wurde mit einer digitalen Waage durchgeführt und anschlie-ßend das Ergebnis in einem standardisierten Tierstammdatenblatt festgehalten.

Um das Explorationsverhalten und das damit verbundene Emotionsverhalten zu mes-sen kam das Offenfeld (Corral) zum Einsatz. Bei dem Corral handelt es sich um eineschwarze, oben offene, runde Apparatur aus Hartplastik (Durchmesser 79cm, 50,5 cmhohe Außenwände, vgl. Abb. 2.1), was sich durch seine neutrale Gestaltung gut alsScreeningverfahren zur Messung emotionaler Verhaltensweisen und Explorationsverhal-tens(Löhn, 2006[2]) eignet.

Die Raumbeleuchtung wurde mit Hilfe eines Luxometers auf 30 Lux eingestellt, dieseTechnik wurde auch verwendet bei der Messung der Lichtintensität der jeweiligen Käfig-positionen (oben unter Futter 63 Lux, oben Mitte Käfigdeckel 28 Lux versus unten unterFutter 25Lux, unten Mitte Käfigdeckel 2 Lux; jeweils der mittlere Käfig).

Das Corral wurde durch einen schweren Vorhang (vgl. Abb. 2.1) vom Rest des Raumesabgeschirmt, damit andere auch so eine konsistente Situation für alle Ratten gleich anzu-treffen war und eventuelle Störquellen wie zusätzlich eindringendes Licht ausgeschaltetwerden konnten.

Während der Testung wurden die Versuchstiere von einer Videokamera, die direktüber der Apparatur angebracht war, gefilmt and durch Videokassetten (eine Kassette fürje zwei Ratten á 30 Minuten) dokumentiert.

Zum Auswerten des aufgenommen Verhaltens wurden Stoppuhren, zur Messung derZeit des Aufenthalts im Zentrum (Zone B) verwendet; eine Folie mit den eingezeichnetenZonen (A= außen, B= Zentrum) auf den Bildschirm angebracht, um den Zonenwechselfestzuhalten.

Manuelle Zähler kamen zum Einsatz, um Flüchtigkeitsfehler zu vermeiden, bei derMessung der schon erwähnten Zonenwechsel und auch des Aufrichtens (Rearing-Verhaltenals Indikator für Exploration).

Die erhobenen Daten wurden dann auf einem standardisierten Protokollbogen vomjeweiligen Versuchsleiter eingetragen. Die Daten wurden anschließend mit SPSS 11.5 fürWindows ausgewertet und Graphiken mit Mittelwert und Standardfehler wurden mitdem Graphikprogramm GraphPad Prism 3.0 erstellt.

2.3. VERSUCHSPLAN 13

2.3 Versuchsplan

Ziel des Versuches war es, herauszufinden, ob Ratten, die in unterschiedlichen Käfigpo-sitionen gehalten werden, sich hinsichtlich ihrer Ängstlichkeit unterscheiden.

Folglich sind die unabhängigen Variablen die Unterschiede in den Haltungsbedingun-gen, die sich aus der Käfigposition ergeben:

• Luftzusammensetzung

• Temperatur

• Beleuchtungsintensität

Hierbei wurde das Hauptaugenmerk auf die Offensichtlichste und am leichtesten zu mes-sende Variable Beleuchtung gelegt.

Als operationalisierte unabhängige Variable wurde die Käfigposition (oben vs. unten)definiert.

Die abhängige Variable war die Ängstlichkeit und die operationalisierte abhängigeVariable 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 24Ratten in zwei Gruppen eingeteilt. Eine Gruppe wurde in den drei Käfigen der oberenReihe untergebracht, die andere in den drei Käfigen der unteren Reihe. Zur bestim-mung des Helligkeitsunterschiedes wurde in beiden Reihen die Luxzahlen gemessen. Inder oberen Reihe unter dem Futter ergab die Messung 63 Lux und auf der Mitte desKäfigdeckels 28 Lux; in der unteren Reihe waren es 25 Lux unter dem Futter bzw. 2 Luxauf der Mitte des Käfigdeckels. ( zum Vergleich: Die Corraltestung erfolgte unter einerBeleuchtungsstärke von 20 Lux )

2.3.1 Störvariablen

Zur Kontrolle von Störvariablen wurden die Ratten bei ihrer Ankunft zufällig auf die Kä-fige verteilt. Weiterhin wurden Licht, Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf konstantemNiveau gehalten, sowie die Tiere durch mehrmaliges Handling an Menschen und Entnah-me aus dem Käfig gewöhnt, so dass als einzige schwierig zu kontrollierende Störvariableder Versuchsleiter zu nennen ist.

Um diese in den Griff zu bekommen, wurde jedem der 12 VL aus beiden Gruppen jeein Tier zugelost, sowie die Versuchsleiter durch Handlingübungen, mit einer nicht an demeigentlichen Versuch beteiligten Ratte, an den Umgang mit Ratten gewöhnt. Insbeonderewurden die Entnahme aus dem Käfig, das Wiegen der Tiere und der Transport in dieVersuchsanordnung geübt.


Da die aufgezeichneten Videos von den verschiedenen Versuchsleitern selbst ausge-wertet wurden, mussten individuelle Unterschiede möglichst ausgeglichen werden. Dieswurde durch Auswertung eines Beispielvideos ( einer nicht am eigentlichen Versuch betei-ligten 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 Ratteaus der oberen Gruppe mit einer aus der unteren Gruppe vertauscht wurde. Dieseswurde jedoch noch am gleichen Tag bemerkt, so dass die beiden Ratten der anderenBedingung 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 zweiWochen unter den Testbedingungen gehalten wurden und die relativ kurze Zeit in deranderen Umgebung durchaus vernachlässigt werden kann. Alle Ratten wurden ja auchzum Handling aus ihren Käfigen genommen, waren also ohnehin kurzfristig von ihrenvorgegeben Käfigpositionen entfernt.

2.4 Versuchsablauf

Der Versuch gliederte sich in drei aufeinander folgende Abschnitte, die Gewönungsphaseim Tierstall, die über einen Zeitraum von zwei Tagen stattgefundene Testung im Corralund 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 damitauch auf die beiden Gruppen, verteilt. Danach wurden sie ohne weiteres Treatment imTierstall belassen.

An den den drei Tagen vor der Testung wurden die Ratten von den Versuchsleiterngehandhabt, um sie an die Prozedur der Testung und den dabei notwendigen Kontaktmit 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 explorierenund gewöhnte sie durch mehrmaliges anheben an der Schwanzwurzel an diese, auch imVersuch, verwendete Transportart.

2.4.2 Testung

Die eigentliche Testung fand am 24./25.11.2006 statt; jeweils sechs Versuchsleiter und 12Ratten 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 Randomisierungausreichte.

Die Versuchsleiter testeten ihre beiden Ratten nacheinander, dabei wurde lediglichausgelost, mit welcher Ratte begonnen wurde, um einen eventuellen Einfluss der Reihen-folge auszuschließen.

Vorbereiten der Versuchsanordnung

Vor der Testung musste die Versuchsanordnung nach standartisierten Bedingungen vor-bereitet 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 ge-startet. Neben das Corral wurde ein Identifikationsschild mit dem Versuchskürzel ExPraund der Nummer der ersten Ratte gelegt.

Anschließend wurden das Corral und die Transportbox mit verdünnter Essigsäuregereinigt, um Standartisierte Versuchsbedingungen zu schaffen.

Dann wurde die erste Ratte aus dem Käfig genommen, gewogen und mit der Trans-portbox vom Tierstall in den Versuchsraum gebracht. Dort wurde die Ratte mit derSchnauze auf die dem Eingang gegenüberliegende Wand gerichtet in die Mitte des Cor-rals gesetzt. Um möglichst alle Umgebungseinflüsse auszuschließen wurde die Box miteinem schweren Vorhang verschlossen und anschließend der Versuchsraum verlassen.

Nach Ablauf von 30 Minuten wurde die Ratte aus dem Corral genommen und in ihren


Käfig zurückgesetzt. Nach dem Reinigen von Corral und Transportbox wurde dann derVersuch mit der zweiten Ratte wiederholt.

2.4.3 Videoauswertung

Zur Auswertung der Videobänder wurde auf einem Fernsehgerät eine transparente Folieangebracht, auf der die innere und äussere Zone aufgezeichnet waren.

Die Auswertung erfolgte in zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen; im Ersten wur-den 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 undäußere Zone.

Zur Messung der Zeit wurde eine elektronische Stoppuhr und zur Zählung der Zo-nenwechsel und des Aufrichtens mechanische Counter.

Zur einfacheren Handhabbarkeit und auch, um später Aussagen über die Zeit hin-weg machen zu können, wurden alle Daten in 5-Minuten-Blöcken erfasst und auf demAuswertungsbogen notiert.

Die Auswertung wurde wie folgt standartisiert: Zuerst wurde der Startpunkt derAuswertung, der Zeitpunkt, an dem die Ratte im Corral losgelassen wurde, gesucht.An dieser Stelle des Bandes wurde der Zähler des Videogerätes auf Null gesetzt, dieWiedergabe wurde dazu pausiert. Anschließend wurden Counter und Stoppuhr auf Nullgesetzt und der Versuchsleiter setzte sich in die Beobachtungsposition. Mit dem startendes Videobandes begann dann die Datenerfassung.

Nach jeweils fünf Minuten wurde das Band pausiert und die bis dahin erfassten Datenauf dem Auswertungsbogen notiert. Die Counter bzw. Stoppuhr wurden wieder auf Nullgesetzt und die nächsten fünf Minuten ausgewertet, bis von jeder Ratte jeweils die ersten30 Minuten erfasst waren.

Anschließend wurde die Prozedur mit der Videoaufzeichnung der zweiten Ratte wie-derholt.

2.5 Datenauswertung

Zunächst wurden deskriptive Statistiken erstellt, um einen Überblick über die Mittelwer-te und Standartfehler der verschiedenen Variablen zu erhalten. Alle Variablen wurden mitdem Kolmogorov-Smirnoff-Test auf Normalverteilung getestet und anschließend wurdendie Zentrumszeit, das Aufrichtverhalten am Rand und die Zonenwechsel mittels Vari-anzanalyse mit Messwiederholung durchgeführt. Für das Aufrichtverhalten in der Mittewurde nur für den Gesamtwert (da in den 5-Minuten-Blöcken nicht normalverteilt) eint-Test für unabhängige Stichproben durchgeführt.

2.5. DATENAUSWERTUNG 17

Bei allen Tests handelte es sich um ?zweiseitige? Fragestellungen mit einer einheitlichvorgegebenen 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.


Kapitel 3

Ergebnisse

Nach dem Kolmogorov-Smirnov Test sind alle erhobenen Variablen, ausgenommen dasAufrichtverhalten 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. Deutlichzu sehen ist das Nachlassen der Aktivität im Laufe des Experiments (p < 0.001), sowiedie tendenziell längere Aufenthaltsdauer der Tiere aus der oberen Gruppe, die allerdingsnicht signifikant wird (p = 0, 433), vgl. Abb. 3.1.

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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 nachlassen-de Aktivität der Ratten erkennen (p < 0, 001). Der Unterschied zwischen den beidenGruppen wird nicht signifikant (p = 0, 315) sondern lässt lediglich eine Tendenz zu mehrZonenwechseln 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 beidenGruppen weist eine Starke Tendenz zu weniger ängstlichem Verhalten der oberen Gruppeauf, 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 starkenSchawankungne unterworfen ist, was sich auf die geringe Häufigkeit des Aufrichtens zu-rückführen lässt.

Da für das Aufrichtverhalten im Zentrum keine Normalverteilung vorausgesetzt wer-den 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 zuhäufigerem Aufrichten von Tieren der oberen Gruppe erkennen.

22 KAPITEL 3. ERGEBNISSE

Kapitel 4

Diskussion

Dieser Versuch hatte zur Aufgabe festzustellen, ob sich die Labortiere in den BedingungenKäfigposition oben, Käfigposition unten, signifikant in ihrem angstähnlichen Verhaltenvoneinander 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, inder 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 Gruppenfür den Aufenthalt im Zentrum innerhalb und zwischen den 6 fünf – Minuten –Blöcken.

3. Das Aufrichten im Zentrum erzielte keinen statistisch signifikanten Unterschiedzwischen den Gruppen oben und unten auf die Gesamtzeit von 30 Minuten.

4. So zeigte auch das Aufrichten außen keinerlei Signifikanz zwischen den Tieren untenverglichen mit den Tieren oben positioniert innerhalb und zwischen den 6 fünf –Minuten – Blöcken.

Vorherige Studien bezogen sich eher auf den Einfluss von bestimmten Laborbedin-gungen wie Beleuchtung, Temperatur und Bewegung auf Entwicklung, Stressverhaltenund Aktivität im Allgemeinen, nicht aber auf angstähnliches Verhalten.

Und doch nahmen wir an, dass sich die Gruppen auf Grund der angeführten vorheri-gen Ergebnisse(siehe Einleitung), in ihrem angstähnlichen Verhalten voneinander unter-scheiden würden.

Unsere Annahme konnte nach Auswertung der Daten nicht bestätigt werden.

23

24 KAPITEL 4. DISKUSSION

Die Käfigposition in der Stilage und den damit verbundenen unterschiedlichen Be-dingungen wie Lichintensität, Belüftung etc. haben somit keinen Einfluss auf das angst-ähnliche Verhalten und wir können sie als eventuelle Störvariablen ausschließen.

Selbstverständlich stellt sich nun die Frage, aus welchen Gründen ein Effekt nichtnachzuweisen war.

Zu nennen wären da zu Beginn die uns schon a priori bekannte Störvariable Versuch-leiter.

Insgesamt wirkten an diesem Versuch 12 Versuchsleiter mit, die je 2 Tiere handhab-ten und testeten. Die zu erwartende Varianz zwischen den Versuchleitern sollte relativkonstant 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 standar-disiert

Doch lassen sich Unterschiede nicht vermeiden, wie allein schon die Tatsache zeigt,dass jedes Individuum einen für sich speziellen Geruch besitzt und auch anderes Verhaltenbei der Stressbewältigung zeigt.

Ratten sind sehr empfindliche Tiere und nehmen kleinste Veränderung im Verhaltenwahr, wahrscheinlich wesentlich mehr als menschliche Versuchpersonen wahrzunehmenvermögen.

Auch wenn durch das Handling die Ratte sich and ihren jeweiligen Versuchleiter undvice versa gewöhnen sollte, überwand doch jeder unterschiedlich oder auch gar nicht seineBerührungsangst.

Ein nervöses, ängstliches Verhalten kann sich auf das Tier übertragen, daher wirdhier höchstwahrscheinlich ein Konfundierungseffekt vorliegen; angstrelevantes Verhaltenim Corral ist nicht mehr nur auf die Laborbedingungen zurückführbar, sondern auchzum Teil auf den eventuell ängstlichen, nervösen Versuchleiter.

Auch erfolgte die Auswertung durch 12 verschieden Versuchleiter.Gerade das Erheben des zu beobachtenden Aufrichtverhaltens bereitete vielen Pro-

bleme, 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 möglichstgering zu halten, nicht vollends geglückt, da die Unterschiede zwischen den Individuennie 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 Gewöhnungsphasevertauscht 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 12Tage in den Bedingungen oben oder unten befanden.

Wir nehmen an, dass sich eventuelles Bedingungsspezifische Verhalten schon so weitgefestigt hat, dass zwei Stunden keinen entscheidenden Einfluss haben würden.

Auch ist zu bemerken, dass eine größere Stichprobenanzahl eventuell zu einem si-gnifikanten Effekt geführt hätte, doch ist dies eher zu bemängeln, da dadurch auch dieMessfehler steigen und Störvariablen immer unkontrollierbarer werden.

Es bietet sich an, einen Retest anzusetzen, der im Rahmen dieses Versuchs nichteingeplant wurde.

Es wäre wichtig zu messen wie konsistent das Verhalten ist oder ob es sich verändertje länger die Tiere im Labor bleiben.

Ist eine Konstanz vorhanden, sollte das gemessene Verhalten im Offenfeld die gleichenErgebnisse im Retest erzeugen; dies wäre noch zu erbringen.

Bei der Betrachtung der deskriptiven Daten, lässt sich erkennen, dass eine Tendenzin den Mittelwerten in Richtung mehr Aktivität in der Gruppe Käfigposition oben vor-handen ist. Interessanterweise scheint dies unsere a priori erstellte Vermutung zumindestteilweise zu stützen.

Dabei sei aber wiederholt angemerkt, dass sich die Mittelwerte statistisch nicht si-gnifikant unterscheiden, auch wenn eine gewisse Tendenz nicht zu verleugnen ist, so istdoch diese Tatsache nicht kausal deutbar.

Gerade diese Tendenz könnte jedoch Anlass zu vertiefenden Studien geben, um fest-zustellen, ob eine eventuelle Gewöhnung an eher aversive Bedingungen nicht doch zueinem signifikanten Einfluss auf angstrelevantes Verhalten führen könnte.

So wäre es ja interessant und für Verhaltenstherapieverfahren aufschlussreich, ob einevorherige lang anhaltende Aussetzung durch aversive Reize zu einer Gewöhnung führt,die eventuell zur folge hat, dass sich das vermeidende Verhalten in anderen Modalitätenebenfalls verringert.

Natürlich müssten vorher die speziell als aversiv wahrgenommen Reize experimentellerhoben werden.

Abschließend lässt sich sagen, dass der Versuch gezeigt hat wie wichtig es ist etwaigeStörvariablen zu identifizieren, umso eine saubere Messung zu gewährleisten.

Speziell für diesen Versuch kann man festhalten, dass die Käfigposition im Labor und

26 KAPITEL 4. DISKUSSION

den daraus resultierenden Einwirkungsfaktoren aus der Labortumwelt wie Luftfeuchteund Beleuchtung keinen statistisch nachweisbaren Einfluss auf das im Corral gemessenenVerhalten 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 Labor-ratte: Auswirkung des Interleukin-2 auf das Verhalten im Offenfeld,Marburg 2006

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28 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 Schoßund 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 Tierzu sehr entfernen will

• Die restlichen 2,5 Minuten das Tier auch aktiv streicheln und kraulen

Handling-Tag 2


• Waage, Stoppuhr und eine dicke Schicht Papiertücher bereitstellen


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30 ANHANG A. ANLEITUNGEN



• Die erste Minute das Tier auf dem Schoß schnüffeln und explorieren lassen, dabeiauch aktiv streicheln und kraulen

• Innerhalb der restlichen vier Minuten das Tier vier mal vorsichtig an der Schwan-zwurzel (nicht an der Schwanzspitze!!!) für jeweils 2-3 Sekunden hochheben unddamit an den Griff gewöhnen

Handling-Tag 3


• Waage, Stoppuhr und eine dicke Schicht Papiertücher bereitstellen




• Das Tier auf dem Schoß schnüffeln und explorieren lassen, dabei auch aktiv strei-cheln und kraulen. Insgesamt fünf mal vorsichtig an der Schwanzwurzel für jeweils2-3 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 Video-kassette

• Schilder mit TierNr, Name des Versuchs und Datum vorbereiten

• Beide Hinweisschilder an den Türen (Außentür & Verhaltenslabor) umdrehen, Lichtim Vorraum ausschalten, Telefonhörer aushängen

• Testbedingungen im Labor schaffen

– Corral-Position

A.2. VERHALTENSTESTUNG CORRAL - ABLAUF 31

– Raumbeleuchtung ausschalten, weißes Licht über dem Corral einschalten, mitHilfe 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 no-tieren, 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 dortwieder 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

32 ANHANG A. ANLEITUNGEN

Anhang B

Deskriptive Statistiken

Abbildung B.1: Mittelwerte und Standartabweichungen aller Variablen

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34 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

36 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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38 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 39

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


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 41

Abbildung C.12: ANOVA Aufrichtverhalten äussere Zone, Gruppen

Abbildung C.13: Aufrichtverhalten innere Zone, t-Test

Abbildung C.14: Aufrichtverhalten innere Zone, U-Test


Anhang D

Standartisierter Auswertungsbogen

Abbildung D.1: Standartisierter Auswertungsbogen

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Documents

Auswirkungen der Käﬁgposition auf angstähnliches Verhalten ...ameier/expra_files/expra_bericht_entwurf.pdfAuswirkungen der Käﬁgposition auf angstähnliches Verhalten von Wistar