title: Ultrasonic communication in rats: Post-weaning social isolation as a risk factor for neuropsychiatric disorders with deficits in social behavior in an animal model
title: Ultraschallkommunikation bei Ratten: Soziale Isolation als Risikofaktor für neuropsychiatrische Erkrankungen mit defizitärem Sozialverhalten im Tiermodell
Creators: name: Seffer, Dominik
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2015
Subjects: subject: translational research
subject: Neuropsychiatrie
subject: neuropsychiatric disorders
subject: Schizophrenie
subject: post-weaning social isolation
subject: Translationale Forschung
subject: Kommunikation
subject: schizophrenia
subject: Ultraschall
subject: Ultraschallvokalisation
subject: sozio-affektive Informationsverarbeitung
subject: Ratte
subject: Tiermodell
subject: Isolation
subject: Ultrasonic vocalization
subject: Psychology
subject: FOS: Psychology

description: Ratten zeichnen sich durch ein
      stark ausgeprägtes Sozialverhalten aus, wovon das
      Kommunikationsverhalten ein elementarer Bestandteil ist. Sie
      emittieren Rufe im Ultraschallbereich, sogenannte
      Ultraschallvokalisationen (USV), die als
      situationsabhängige,affektive Signale fungieren. Bei
      juvenilen und adulten Ratten unterscheidet man zwischen zwei
      verschiedenen Hauptruftypen. Niederfrequente 22-kHz USV
      treten typischerweise in aversiven Situationen auf, wie
      sozialer Unterlegenheit, während hochfrequente 50-kHz USV in
      appetitiven Situationen beobachten werden können, wie
      soziales Spielverhalten bei juvenilen oder Paarungsverhalten
      bei adulten Ratten. Beide Ruftypen besitzen distinkte
      kommunikative Funktionen und lösen Ruftyp-spezifisches
      Verhalten beim Empfänger aus. So dienen 22-kHz USV vermutlich
      als Alarmrufe, die beim Empfänger zu Verhaltensstarre führen.
      Im Gegensatz dazu scheinen 50-kHz USV eine prosoziale
      Funktion zu besitzen. Männliche 50-kHz USV spielen offenbar
      eine wichtige Rolle zur Herstellung sozialer Nähe und sind
      vermutlich auch an der Regulation von Sexualverhalten
      beteiligt (Studie I: Willadsen et al., 2014). Auch im
      nichtsexuellen Kontext gibt es starke Evidenz für eine
      Funktion der 50-kHz USV als soziale Kontaktrufe. Eine
      Übersichtsarbeit zu den Studien, die das etablierte
      Playback-Paradigma verwendeten, konnte zeigen, dass Playback
      von 50-kHz USV konsistent Annäherungsverhalten beim Empfänger
      auslöste und somit eine reliable und hoch standardisierte
      Untersuchung von prosozialem
      Ultraschallkommunikationsverhalten von Ratten ermöglicht
      (Studie II: Seffer et al., 2014). Dieses Paradigma erscheint
      aus diesem Grund besonders nützlich für den Einsatz in
      Verbindung mit Tiermodellen zu sein, die sich durch ein
      defizitäres Sozialverhalten auszeichnen. Juvenile soziale
      Isolation wird häufig bei Ratten als Tiermodell eingesetzt,
      um Phänotypen mit klinischer Relevanz für neuropsychiatrische
      Erkrankungen zu induzieren, wie beispielsweise die
      Schizophrenie, welche sich durch ein Defizit in der
      sozio-affektiven Informationsverarbeitung auszeichnet. Aus
      diesem Grund wurde der Einfluss von sozialer Isolation auf
      die prosoziale Ultraschallkommunikation unter Verwendung des
      50-kHz USV Playback-Paradigmas bei Ratten untersucht (Studie
      III: Seffer et al., 2015). Es konnte gezeigt werden, dass
      juvenile soziale Isolation spezifisch die Reaktion auf 50-kHz
      USV beeinträchtigte und kein Annäherungsverhalten beim
      Empfänger auslöste. Beachtenswerterweise konnten diese
      Defizite durch eine Resozialisierungsphase aufgehoben werden
      und wurden nicht durch post-adoleszente soziale Isolation
      induziert. Diese Ergebnisse sprechen für eine kritische
      Periode in der sozialen Entwicklung während der Adoleszenz
      und heben die Notwendigkeit sozialer Erfahrungen während
      dieser sensitiven Phase hervor.
description: Rats are highly social animals and
      communication is an important component in the social
      behavior repertoire. They produce and perceive calls in the
      ultrasonic range (so called ultrasonic vocalizations, USV)
      which serve distinct communicative functions, as
      situation-dependent affective signals. In juvenile and adult
      rats, two different call types can be differentiated.
      Low-frequency 22-kHz USV typically occur in aversive
      situations, such as social defeat, while high-frequency
      50-kHz USV can be observed in appetitive situations such as
      social play behavior in juvenile or mating behavior in adult
      rats. Both call types have distinct communicative functions
      and elicit call type-specific behavior in the recipient.
      22-kHz USV serve as an alarm function and induce freezing
      behavior in the recipient. In contrast, 50-kHz USV serve a
      pro-social communicative function. Male 50-kHz USV play an
      important role to establish social proximity and are probably
      also involved in the regulation of sexual behavior (Study I:.
      Willadsen et al, 2014). In the non-sexual context, there is
      strong evidence that 50-kHz USV serve as social contact
      calls. Studies that applied the established playback paradigm
      so far were reviewed and it was demonstrated that playback of
      50-kHz USV consistently led to social approach behavior in
      the recipient, indicating that pro-social ultrasonic
      communication can be studied in a reliable and highly
      standardized manner by means of the 50-kHz USV radial maze
      playback paradigm (Study II: Seffer et al ., 2014). This
      appears to be particularly relevant for rodent models which
      are characterized by a deficient social behavior.
      Post-weaning social isolation is often used in rats as an
      animal model to induce phenotypes with clinical relevance for
      neuropsychiatric disorders, such as schizophrenia, which is
      characterized by a deficit in socio-affective information
      processing. The impact of social isolation on pro-social
      ultrasonic communication in rats was investigated, using the
      50-kHz USV playback paradigm (Study III: Seffer et al 2015.).
      It could be shown that post-weaning social isolation
      specifically impaired the response to 50-kHz USV and did not
      induce approach behavior in the receiver. Importantly,
      deficits in approach were reversed by peer-mediated
      re-socialization and could not be observed after
      post-adolescent social isolation. Together, these results
      indicate a critical period for social development during
      adolescence and highlight the importance of social experience
      for affiliative behavior.