Potentiële correlaties tussen soorten in de sociale hiërarchie en het geheugen tussen muizen en jonge kinderen

Sociale hiërarchie wordt geassocieerd met verschillende fenotypes. Hoewel bekend is dat geheugen belangrijk is voor de vorming van hiërarchieën, blijft het verschil in geheugencapaciteiten tussen dominante en ondergeschikte individuen onduidelijk. In deze studie onderzochten we de geheugenprestaties bij muizen met verschillende sociale rangen en vonden we betere geheugencapaciteiten bij dominante muizen, samen met een grotere langetermijnpotentiëring en hogere geheugengerelateerde genexpressie in de hippocampus. Dagelijkse injectie van geheugenverbeterende medicijnen zou ook de dominantie kunnen versterken.

Muizen hebben een relatief sterk geheugen, omdat muizen tijdens het evolutieproces geleidelijk instincten en gewoonten hebben gevormd om zich aan hun leefomgeving aan te passen, en dit gedrag moet afhankelijk zijn van een goed geheugen.

Studies hebben aangetoond dat het geheugenvermogen bij muizen verband houdt met intelligentie en de gezondheid van hun zenuwstelsel. De geheugencapaciteit van muizen is vergelijkbaar met die van mensen en vereist constante oefening en training om hogere niveaus te bereiken.

Net als mensen worden ratten geconfronteerd met veel stress en uitdagingen, maar ratten denken anders dan mensen en kunnen door hun ervaringen kennis en vaardigheden vergaren en voortdurend nieuwe dingen ontdekken. Ratten zijn daarom cruciaal voor het overleven en reproduceren van hun geheugenvermogen.

In wetenschappelijk onderzoek wordt het leren van muisgeheugen vaak gebruikt om het model van menselijke geheugenstoornissen en cognitieve ziekten te bestuderen. Onderzoekers kunnen door de studie van muisgeheugen het mechanisme en de factoren die het menselijke geheugen en cognitie beïnvloeden beter begrijpen.

Kortom, het geheugen van muizen is de belichaming van zijn vitaliteit, we moeten aandacht besteden aan de leefomgeving van muizen en deze beschermen, zodat ze een beter leven en een betere ontwikkelingsruimte krijgen. Tegelijkertijd kan het, door de studie van het leren van muisgeheugen, meer verlichting en hulp voor de menselijke gezondheid opleveren. Dit suggereert dat wij mensen ook ons ​​geheugen moeten verbeteren, en cistanche kan ons aanzienlijk helpen ons geheugen te verbeteren, omdat vleespasta een traditioneel Chinees medicijn is en veel unieke eigenschappen heeft, waaronder het verbeteren van het geheugen. De voordelen van gehakt komen voort uit de vele actieve ingrediënten die het bevat, waaronder zuren, polysachariden, flavonoïden, enz., die op verschillende manieren de gezondheid van de hersenen kunnen bevorderen.

Klik op manieren kennen om de hersenfunctie te verbeteren

Om deze correlatie tussen soorten te valideren, hebben we door middel van inventarisatie-, gedrags- en gebeurtenisgerelateerde potentiële onderzoeken betere geheugencapaciteiten geïdentificeerd bij kleuters met een hogere sociale dominantie. Een beter geheugen heeft kinderen mogelijk geholpen dominante gezichtssignalen te verwerken en sociale strategieën te leren om hogere posities te verwerven. Onze studie toont een opmerkelijke gelijkenis tussen mensen en muizen in de associatie tussen geheugen en sociale hiërarchie en biedt waardevol inzicht in sociale interacties bij jonge dieren, met mogelijke implicaties voor voorschoolse educatie.

De dominantiehiërarchie is een veel voorkomende sociale structuur bij verschillende diersoorten. In een stabiele hiërarchische relatie hebben dominante dieren voorrang bij de keuze van hulpbronnen, zoals territorium, voedsel en paringspartners, terwijl ondergeschikte individuen minder hulpbronnen ontvangen maar onderworpen zijn aan minder conflicten en gevaar1. De hiërarchische rangschikking heeft daarom een ​​grote invloed op verschillende gedragingen, vooral op sociaal gedrag, zoals paring en agressie2, maar ook op fysiologische componenten, zoals stresshormonen, de cardiovasculaire functie en het immuunsysteem3. De causaliteit of overspraak tussen sociale ranglijsten en verschillende fenotypes is uiterst gecompliceerd en moet nog verder worden opgehelderd.

Het conceptuele raamwerk van de sociale hiërarchie is toegepast op menselijke interacties en heeft herkenbare dominantiehiërarchieën aan het licht gebracht, zelfs bij kinderen in de kleuterklas4–7. Uit observationeel onderzoek is gebleken dat kinderen met agressiever gedrag gewoonlijk als een hogere rang in hun groep worden beschouwd en door hun leeftijdsgenoten in hoger aanzien worden gehouden dan ondergeschikte kinderen8–11.

Naast de neiging om dwang uit te oefenen, is de adoptie door jonge kinderen van elke verandering in sociale strategieën om hun dominantiedoelen te bereiken ook de focus van onderzoek naar de ontwikkeling van kinderen9,12,13. Degenen die geleidelijk kunnen overstappen van het gebruik van dwangstrategieën naar het gebruik van prosociale of duale strategieën om hulpbronnen te controleren, zullen waarschijnlijk langdurig een hogere status bereiken9,12,13. Cognitief georiënteerde onderzoeken van de afgelopen jaren hebben verder aangetoond dat menselijke kinderen zich voor het eerst bewust worden van signalen van sociale dominantie in de vroege kinderjaren.

Jonge kinderen van 3 tot 4 jaar kunnen meerdere fysieke en sociale signalen gebruiken om de sociale dominantiestatus van anderen te detecteren (bijvoorbeeld gezichtsuitdrukkingen, lichaamsgrootte of lichaamshoudingen en de interactie van personages in experimentele films)15–17. Op een leeftijd van ongeveer 5 of 6 jaar kunnen sommige kinderen zelfs de relaties van dominantie bepalen op basis van alleen statische foto's15.

Verrassend genoeg heeft onderzoek naar factoren die verband houden met sociale dominantie zich, ondanks het verbazingwekkende leervermogen van kinderen met betrekking tot sociale dominantie, vooral gericht op omgevingsfactoren, zoals interactie-ervaring, opvoedingsstijl, morele opvoeding en culturele achtergrond9,12,18-20. De neurale mechanismen die ten grondslag liggen aan de manier waarop kinderen signalen van sociale dominantie herkennen en het onderliggende cognitieve vermogen dat het leren van sociale strategieën ondersteunt, zijn zelden onderzocht.

Sociale hiërarchieën, van de neurale mechanismen van dominant gedrag tot de impact van sociale status op een verscheidenheid aan fenotypes, zijn ook bestudeerd in laboratoriummodelorganismen. Voor knaagdiersoorten, waaronder muizen en ratten, was agressie de belangrijkste test om de sociale status te evalueren en de relaties van de sociale hiërarchie met aangeboren gedrag, angst-/depressie-achtig gedrag, cognitieve vaardigheden en andere fysiologische fenotypes te onderzoeken. Omdat agressief gedrag echter voornamelijk door volwassen mannetjes wordt uitgevoerd, is de sociale hiërarchie van vrouwtjes en jonge dieren zelden onderzocht26-28. De buistest, waarbij één muis zijn tegenstander achteruit uit een buis dwingt, is echter relatief eenvoudig door muizen uit te voeren en wordt grotendeels gebruikt om sociale dominantie te bestuderen29-31. Omdat de test alleen vereist dat muizen vooruit en achteruit bewegen in de buis, biedt het een platform om de relatie tussen sociale hiërarchie en andere eigenschappen te onderzoeken, niet alleen bij volwassenen maar ook bij jonge dieren28,32.

Muizen zijn op grote schaal gebruikt als standaardmodelorganisme voor verschillende gebieden van de menselijke biologie, waaronder psychologische en neurologische ziekten . Parallelle onderzoeken tussen mensen en muizen, vooral op het gebied van gedragsonderzoek, zijn in het verleden echter zeldzaam geweest. De afgelopen jaren zijn neurowetenschappers deze twee soorten samen gaan bestuderen en hebben ze verrassende overeenkomsten gevonden, niet alleen in gedrag maar ook in de onderliggende mechanismen37. Muisstudies zouden verschillende technieken kunnen bieden (waaronder opdringerige ontwerpen en manipulatieve benaderingen) om de mechanistische vragen te onderzoeken die niet bij menselijke proefpersonen konden worden uitgevoerd; de verificatie en uitgebreide verkenning in menselijke studies benadrukten verder de biologische betekenis van de ontdekking. De bevindingen van deze twee soorten kunnen elkaar daarom aanvullen en vanuit verschillende perspectieven belangrijke informatie opleveren. Door gebruik te maken van deze vergelijkende en complementaire benadering om sociaal-dominantiegedrag te onderzoeken, heeft ons recente onderzoek vergelijkbare sociale rangen aangetoond tussen jonge mensenkinderen en pas gespeende muizen, en heeft het ook belangrijke intrinsieke factoren onthuld die betrokken zijn bij de vroege vorming van sociale hiërarchie. , identificeerde niet de potentiële rol van leren en geheugen in hiërarchische vorming bij muizen en kinderen.

Hoewel de invloed van sociale status op verschillende gedrags- of fysiologische kenmerken grotendeels is onderzocht, is de relatie tussen geheugen en sociale hiërarchie veel minder onderzocht. Studies bij ratten en Anolis hebben gesuggereerd dat geheugen een rol zou kunnen spelen bij het verbeteren van de stabiliteit van de hiërarchische relatie 38,39. Of er een verschil bestaat tussen dominante en ondergeschikte individuen wat betreft geheugencapaciteiten, blijft echter controversieel en is een open vraag. Vanuit een evolutionair perspectief zou het vermogen om iemands sociale status te herinneren of anderen te herkennen belangrijk moeten zijn, vooral om ondergeschikte dieren te helpen bij het vermijden van conflicten. Aan de andere kant zou een beter geheugen dominante dieren kunnen helpen de omringende omgevingen te onthouden of nieuwe vaardigheden te verwerven om hulpbronnen te beheersen. Helaas konden eerdere onderzoeken bij muizen geen sluitend antwoord geven25,43,44. Bij mensenkinderen is deze vraag, voor zover wij weten, nooit gesteld. Om deze vraag te beantwoorden, hebben we in dit rapport de geheugenprestaties bij muizen en kinderen onderzocht en een positieve correlatie gevonden tussen sociale hiërarchie en geheugencapaciteiten. Mechanistisch gezien vertoonden dominante muizen een grotere langetermijnpotentiatie (LTP) en hogere expressie van geheugengerelateerde genen in de hippocampus dan de ondergeschikten. Het verbeteren van het muisgeheugen met natriumbutyraat (SB) of rolipram bleek ook de dominante status te verbeteren. Functioneel gezien draagt ​​een beter geheugen bij menselijke kinderen bij aan het leren en aannemen van sociale strategieën, evenals aan de neurocognitieve verwerking van signalen van sociale dominantie voor het verwerven van de status van sociale dominantie. De bevindingen van deze studie bieden daarom belangrijke informatie voor het onderzoeksveld van sociale interactie bij zowel dieren- als mensenkinderen en hebben gunstige implicaties voor het onderwijs in de vroege kinderjaren.

Resultaten

Muizen van hoge rang vertoonden een beter geheugenvermogen.

In overeenstemming met onze vorige studie kan door middel van de buistest een sociale hiërarchie worden vastgesteld bij 4 gespeende muizen in een kooi (aanvullende figuur 1). Om de correlatie tussen sociale rangen en geheugenvermogen te beoordelen, hebben we eerst de nieuwe objectherkenningstest (NOR) uitgevoerd met een interval van 1-uur tussen de training en testsessies om het kortetermijnherkenningsgeheugen bij gespeende muizen te evalueren45. Verrassend genoeg besteedden alleen muizen van de eerste en tweede rang aanzienlijk meer tijd aan het onderzoeken van een nieuw object, maar niet van muizen van de derde en vierde rang (Fig. 1a), wat suggereert dat, in tegenstelling tot dominante muizen, ondergeschikte muizen meer moeite hadden met het herkennen van een nieuw object. bekend object in de test. Analyses van de discriminatie-index lieten ook een hogere trend van de index zien bij muizen van de eerste rang dan bij muizen van de vierde rang (p=0.077) (Fig. 1b), en de index was negatief gecorreleerd met de vier niveaus van sociale rang (Fig. 1c). De hogere discriminatie-index bij dominante muizen was onwaarschijnlijk vanwege de grotere nieuwsgierigheid, aangezien er geen correlatie was tussen sociale rangen en verkennend gedrag in de nieuwheidsonderzoekstest (aanvullende figuur 2). Vervolgens hebben we het langetermijngeheugen getest met de NOR-test met een interval van 24-uur tussen de training en de testsessies. Vergelijkbaar met de resultaten voor het kortetermijngeheugen, was er geen verschil in de verkenningstijd tussen de bekende en nieuwe objecten bij gespeende muizen van de 4e rang (Fig. 1d). De discriminatie-index was significant verschillend tussen muizen van de eerste en vierde rang en was negatief gecorreleerd met de sociale rang (Fig. 1e, f). Om de correlatie tussen sociale rang en geheugenvermogen verder te onderzoeken, hebben we ook het Y-doolhof met spontane afwisseling toegepast om het ruimtelijke werkgeheugen bij gespeende muizen te onderzoeken46.

De resultaten toonden een significant hogere afwisselingssnelheid bij muizen van de eerste rang dan bij muizen van de vierde rang (Fig. 1g). De negatieve correlatie tussen de afwisselingssnelheid en de sociale rangorde was ook significant (figuur 1h), wat opnieuw wijst op een beter geheugen bij dominante muizen dan bij ondergeschikte muizen. Samen suggereerden deze resultaten dat gespeende muizen met een hogere rang over het algemeen een beter herkenningsgeheugen op korte en lange termijn hadden, evenals een ruimtelijk geheugen.

Omdat gespeende muizen van drie weken oud zich nog in de ontwikkelingsfase bevinden, kunnen de verschillen in sociale rang en geheugen te wijten zijn aan verschillende niveaus van volwassenheid. Bij volwassen muizen van 8-een week oud hebben we echter nog steeds betere prestaties waargenomen voor zowel het kortetermijn- als langetermijngeheugen bij dominante muizen dan bij ondergeschikte muizen (Fig. 2a-f), wat suggereert dat het verschil in objectgrootte -Herkenningsgeheugen werd niet simpelweg veroorzaakt door volwassenheid in de ontwikkeling. Voor het Y-doolhof met spontane afwisseling hebben we ook waargenomen dat dominante muizen de neiging hadden een beter ruimtelijk geheugen te hebben, hoewel de gegevens niet statistisch significant waren (Fig. 2g, h).

Er was een hogere LTP in hippocampale neuronen bij muizen van de eerste rang dan bij muizen van de vierde rang. Het is bekend dat LTP van de hippocampus van cruciaal belang is voor geheugenvorming en geheugenconsolidatie 47. Om te bepalen of het verbeterde geheugenvermogen bij muizen met een hogere sociale rang geassocieerd is met verhoogde LTP, hebben we de veldexciterende postsynaptische potentiëlen (fEPSP's) gemeten op de dendritische velden van CA1-neuronen en gestimuleerde CA3-CA1 Schaffer-collateralen in acute hippocampale plakjes bereid uit gespeende muizen van de 1e of 4e rang. Onze gegevens toonden aan dat acute hippocampale plakjes bereid uit muizen van de eerste rang een grotere LTP hadden dan plakjes geïsoleerd uit muizen van de vierde rang (Fig. 3a – c). Een soortgelijk fenomeen werd ook aangetoond in plakjes bereid van volwassen muizen (Fig. 3d – f). De resultaten ondersteunden daarom positieve correlaties tussen sociale rang en geheugen.

Geheugenverbeterende medicijnen verbeterden de sociale status

Van verschillende genen is aangetoond dat ze de hippocampale LTP van muizen moduleren, evenals het leervermogen en het geheugen bij muizen48. De identificatie van een grotere LTP bij muizen van hoge rang leidde ertoe dat we de overvloed aan deze geheugengerelateerde genen in de hippocampus van gespeende muizen gingen meten. De resultaten van kwantitatieve PCR toonden aan dat de sociale rang positief gecorreleerd was met de expressieniveaus van Grin2b (NR2B), een subeenheid van de NMDA-receptor die de synaptische plasticiteit en het geheugen in neuronen verbetert, en Phf2, een histondemethylase (aanvullende figuur 3a, B). Er is gesuggereerd dat Grin2B en Phf2 betrokken zijn bij de BDNF/TrkB/CREB-signaleringsroute voor geheugenconsolidatie48. Hoewel de gegevens niet statistisch significant waren, hadden dominante muizen de neiging een hogere expressie te hebben van genen die bij deze route betrokken zijn, waaronder Bdnf, Ntrk2 (TrkB), Creb, Cdk5 en Camk2 (aanvullende figuur 3). We hebben daarom de consistentie tussen sociale rang en expressieniveau van elk gen verder onderzocht in zes paarsgewijze vergelijkingen. Over het algemeen hadden muizen met hogere sociale rangen een grotere kans op een hogere expressie, vooral van Phf2, Creb, Grin2b en GluR1 (Fig. 4a en aanvullende tabel 1). De expressie van CamK2 vertoonde ook een soortgelijke tendens (p=0.053). Het is opmerkelijk dat deze consistenties robuuster waren in vergelijking met grotere rangafstanden, bijvoorbeeld tussen de 1e en 4e rang, dan kleinere rangafstanden, bijvoorbeeld tussen de 3e en 4e rang.

De CREB-signaalroute kan worden geactiveerd door remming van histondeacetylase (HDAC)50. Er is aangetoond dat SB, een HDAC-remmer, hippocampale LTP kan induceren en het geheugen kan verbeteren51. We hebben daarom het effect van natriumbutyraat op het dominante gedrag van muizen getest. Zoals verwacht vertoonden gespeende muizen die gedurende 2 weken intraperitoneaal met SB waren geïnjecteerd een hogere discriminatie-index in de NOR-test dan controlemuizen (Fig. 4b). Toediening van SB verhoogde ook het aantal muizen dat won en de sociale status in de buistest (Fig. 4c, d). CREB-signalering kan ook worden geactiveerd door een fosfodiësteraseremmer, rolipram, waarvan is aangetoond dat het LTP vergemakkelijkt en het geheugen verbetert52. Na twee weken behandeling vertoonden de gespeende muizen een betere discriminatie-index samen met een toename in dominant gedrag en sociale status (Fig. 4e – g). Samen suggereerden onze resultaten op basis van SB en rolipram dat het farmacologisch verbeteren van het geheugen ook de sociale dominantie kan vergroten.

Kinderen van hogere rang vertoonden een beter geheugenvermogen

De ontdekking bij gespeende muizen riep de vraag op of de correlatie tussen sociale rang en geheugen ook bij jonge mensenkinderen kon worden waargenomen. Om deze vraag te beantwoorden, hebben we gedragstesten uitgevoerd bij 164 kinderen in de kleuterklas. Gebaseerd op het experimentele ontwerp van de muizenbuistest, hebben we de jonge kinderen eerst in groepen van vier ingedeeld en hun sociale hiërarchieën vastgesteld door hun gedrag te evalueren terwijl ze een competitief konijnenspel speelden met een round-robin-ontwerp. Het konijntjesspel werd gebruikt als een taak die vergelijkbaar is met de muizenbuistest in een eerder onderzoek 32. Vervolgens gebruikten we de subtest Picture Memory (voor herkenningsgeheugen) en de Zoo-subtest (voor ruimtelijk werkgeheugen) van de Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence. door middel van één-voor-één tests om het geheugenvermogen van kinderen van de 1e tot de 4e rang te vergelijken (n=82) (Fig. 5a)53. Voor beide testen presteerden kinderen van de eerste rang doorgaans beter dan kinderen van de vierde rang (aanvullende figuur 4a, b). De werkgeheugenindex (WMI), die twee geheugensubtests integreerde, vertoonde een significant hogere score bij kinderen van de eerste rang dan bij kinderen van de vierde rang (Fig. 5b). Naast de konijnenspelevaluatie die werd uitgevoerd in een goed ontworpen experimentele context, vroegen we de kleuterleidsters ook om het sociale dominantieniveau van de kinderen te evalueren op basis van hun dagelijkse observaties met behulp van de Social Dominance Rating Scale (Fig. 5a), die consistent met de sociale rangen die worden bepaald door het konijnenspel32,54. De dominantieniveaus bij deze 82 kinderen vertoonden trends die gecorreleerd waren met geheugenscores in zowel de beeldgeheugen- als de dierentuin-subtests (aanvullende figuur 4c, d). De correlatie tussen de WMI- en dominantieniveaus was ook statistisch significant (figuur 5c).

Om de bevinding van een beter geheugen bij dominante kinderen verder te valideren, werden nog eens 175 jonge kinderen van 3 andere kleuterscholen gerekruteerd voor het inventarisatieonderzoek (figuur 5d). De subschaal Working Memory van de Childhood Executive Functioning Inventory werd gebruikt om de werkgeheugenprestaties van kinderen te evalueren op basis van observaties van leraren in kleuterklaslokalen en werd verondersteld het vermogen van kinderen te weerspiegelen om klasregels te onthouden en leerervaringen uit het langetermijngeheugen op te halen. voor toepassing in dagelijkse interacties55. In overeenstemming met eerdere gegevens op basis van de Wechsler-schaal, was de geheugenscore geëvalueerd door de Childhood Executive Functioning Inventory ook gecorreleerd met dominantieniveaus (figuur 5d). Samen suggereerden de resultaten van zowel gedragstaken als inventarisaties dat het geheugenvermogen van kinderen positief gecorreleerd was met zowel de sociale status als de dominantieniveaus.

Het geheugenvermogen was gecorreleerd met het gebruik van een prosociale strategie, maar niet met het gebruik van een dwangstrategie.

Om de potentiële functies van het geheugen bij de vorming van sociale hiërarchie te onderzoeken, hebben we voor 175 kinderen in het inventarisatieonderzoek de Resource Control Strategy Scale toegepast om het vermogen van kinderen om hulpbronnen te beheersen en het strategiegebruik te meten56. Zoals verwacht beschikten kinderen met hogere niveaus van sociale dominantie over betere vaardigheden in het beheersen van hulpbronnen en adopteerden ze meer prosociale strategieën en dwangstrategieën (figuur 6a-c).

De geheugenscore was echter verrassend genoeg alleen gerelateerd aan de beheersing van hulpbronnen bij het gebruik van prosociale strategieën door kinderen (Fig. 6d, e), maar niet aan dwangstrategieën (Fig. 6f). Deze resultaten suggereerden dat het geheugen een cruciale rol kan spelen bij het verwerven en adopteren van prosociale strategieën, die vervolgens het vermogen om hulpbronnen te beheersen verbeteren. We vroegen daarom verder of de relatie tussen het geheugen van kinderen en de sociale status voornamelijk te wijten is aan de bemiddeling van leren via een prosociale strategie. De regressieanalyse van het bemiddelingseffect toonde aan dat alle waarden in de vier stappen van de regressieanalyse significante niveaus bereikten (aanvullende tabel 2). Volgens het criterium van Baron Kenny (1986)57 demonstreerde dit resultaat een "gedeeltelijk bemiddelingseffect". De Sobel-test werd ook uitgevoerd met een betrouwbaarheidsinterval van 95% en liet een significant effect zien (Sobel z=5.221, p < 0.001). De resultaten duidden daarom op een bemiddelingseffect van prosociale strategie en ondersteunden ons voorgestelde model dat geheugen kinderen zou kunnen helpen meer adaptieve sociale strategieën te leren, die hun sociale dominantie verder versterken (figuur 6g).

Kinderen met een hogere sociale rang waren superieur in het verwerken van gezichtssignalen van sociale dominantie.

De regressieanalyse suggereerde ook dat er een directe relatie bestaat tussen geheugen en sociale dominantie. Om de directe functie van het geheugen op de vorming van sociale dominantie te onderzoeken, hebben we een gebeurtenisgerelateerd potentieelonderzoek (ERP) ontworpen om te onderzoeken hoe de sociale status de verwerking van signalen van sociale dominantie door kinderen beïnvloedt. Bij de taak werd aan kinderen van de 1e en 4e rang, gebaseerd op het konijntjesspel (n=24), gevraagd om de gezichten van leeftijdsgenoten met verschillende sociale gezichtsuitdrukkingen (dominante, neutrale en ondergeschikte gezichten) op het scherm te bekijken (Fig. 7a). 58–60. Om andere irrelevante effecten te verwijderen en ervoor te zorgen dat de experimentele stimulus specifiek de verwerking van informatie over sociale dominantie teweegbracht, werden niet alle gezichtsfoto's herhaald om het gezichtsherkenningseffect te vermijden, en werd de presentatievolgorde van de gezichtsuitdrukkingstypen willekeurig toegewezen om te voorkomen het oud/nieuw effect.

Onze ERP-studie concentreerde zich op FN400, een negatieve component die ongeveer 300-450 ms opwekte in de frontale gebieden61,62 en die verband houdt met impliciet geheugen tijdens semantische, op categorieën gebaseerde gevolgtrekkingen63-65. Door verschilgolven te gebruiken om individuele verschillen uit te sluiten (door de gemiddelde amplitude van de neutrale gezichtsconditie af te trekken) (Fig. 7b), toonde de tweewegsvariantieanalyse (ANOVA) van FN400 aan dat de belangrijkste effecten van zowel sociale status als sociale -dominante gezichtsuitdrukkingen, evenals hun interactie, waren significant (aanvullende tabel 3). In de vergelijking tussen groepen vertoonden kinderen van de eerste rang bij het verwerken van de dominante gezichtsuitdrukking een kleinere FN400-amplitude dan kinderen van de vierde rang (figuur 7c en aanvullende tabel 4). In de vergelijking binnen de groep vertoonden kinderen van de eerste rang een kleinere FN400-amplitude als reactie op dominante gezichten dan op ondergeschikte gezichten. Een dergelijk verschil in FN400-amplitude werd daarentegen niet gevonden bij kinderen van de vierde rang. Omdat een grotere FN400-amplitude wordt opgeroepen door de verwerking van onverwachte vloeiendheid vergeleken met eerdere sociale kennis66, impliceert een kleinere FN400-amplitude als reactie op dominante gezichten dat kinderen van de eerste rang een beter vloeiend vermogen hebben bij het verwerken van dominante gezichten dan kinderen van de vierde rang. De resultaten van ons ERP-onderzoek impliceerden daarom dat kinderen met een hogere sociale rang een superieur impliciet geheugen hebben bij het herkennen van signalen van sociale dominantie.

Discussie

In deze studie ontdekten we, door de relaties tussen sociale hiërarchie en geheugencapaciteiten bij muizen te onderzoeken, dat dominante muizen betere prestaties vertoonden op het gebied van herkenning en ruimtelijk werkgeheugen, samen met een verhoogd LTP en een hogere expressie van geheugengerelateerde genen in de hippocampus. De relatie tussen sociale hiërarchie en geheugen werd verder versterkt door de dominante status van muizen die werden behandeld met geheugenverbeterende medicijnen. Om dit fenomeen bij verschillende soorten te onderzoeken, hebben we meerdere benaderingen gecombineerd om aan te tonen dat kinderen met een hogere sociale status ook een beter geheugenvermogen hebben. De gegevens suggereerden verder dat een beter geheugen kinderen kan helpen bij het verwerven van prosociale strategieën en het herkennen van signalen van sociale dominantie. Wij geloven dat dit het eerste rapport is dat een verband presenteert tussen sociale hiërarchie en geheugen bij twee parallelle soorten, vooral bij mensen. Terwijl ons muismodel de mogelijke moleculaire en neurale mechanismen aangaf die aan de associatie ten grondslag liggen, onthulde het onderzoek bij menselijke kinderen het functionele belang van geheugen bij het verwerven en behouden van de dominantiestatus. Door verschillende soorten te gebruiken om specifieke vragen te beantwoorden en informatie te onthullen die niet alleen door één soort kon worden benaderd, presenteerde ons onderzoek niet alleen een opmerkelijke gelijkenis tussen kinderen en muizen, maar leverde het ook belangrijke informatie op voor het onderzoek naar sociale interactie, evenals naar leren en geheugen op het gebied van biologie, psychologie en onderwijs.

Dieren in het wild worden voortdurend geconfronteerd met veranderende omgevingen. Een beter geheugen zou daarom de kansen van individuen kunnen vergroten om toegang te krijgen tot hulpbronnen en mogelijk een hogere sociale status te verkrijgen. Hoewel dominantie met beter ruimtelijk leren in enkele onderzoeken is betrokken25,67,68, heeft recent onderzoek bij muizen geen enkel verband tussen sociale rang en geheugen kunnen ontdekken43,44. Daarentegen hebben onze gegevens deze relatie consequent aangetoond in het korte- en langetermijngeheugen, bij jonge en oude muizen, en in herkennings- (NOR) en ruimtelijk werkgeheugen (Y-doolhof). De grotere hippocampale LTP en hogere expressie van geheugengerelateerde genen bij dominante muizen ondersteunden deze associatie verder. Belangrijker nog is dat de dagelijkse toediening van SB of rolipram, die beide CREB-signalering activeren om het geheugenvermogen te verbeteren, ook het muisdominante gedrag in de buistest verbeterde. Hoewel de functie van de hippocampus in het herkenningsgeheugen in talrijke onderzoeken is gerapporteerd, blijft de rol ervan in de NOR-test echter controversieel. Of andere hersengebieden die cruciaal zijn voor het herkenningsgeheugen, zoals de perirhinale cortex70,74, ook betrokken zijn bij de vorming van sociale hiërarchieën, kan verder onderzoek rechtvaardigen.

De bevindingen bij muizen hebben ons ertoe gebracht een beter geheugen bij dominante kinderen te identificeren, wat, voor zover wij weten, nog nooit in eerder onderzoek is gerapporteerd. Kinderen met hogere sociale rangen vertoonden ook een beter korte- en langetermijngeheugen, herkenningsgeheugen, ruimtelijk werkgeheugen en misschien impliciet geheugen. Hoewel de correlaties tussen sociale hiërarchie en geheugen extreem vergelijkbaar zijn met die bij muizen, moeten de neurale mechanismen die aan deze relatie ten grondslag liggen bij mensen nog worden onderzocht. Helaas kan de activiteit van de hippocampus bij mensen niet gemakkelijk worden beoordeeld door middel van elektro-encefalografie. Kwantificering van genexpressie in de menselijke hippocampus is zelfs nog uitdagender. Eerdere studies hebben echter gemeld dat er sequentievariaties zijn in Gria1, Grin2B en Creb bij mensen . Er is ook aangetoond dat de polymorfismen van Grin2B gecorreleerd zijn met het geheugenvermogen76,77. Of deze varianten verband houden met sociaal gedrag bij mensen moet nog worden onderzocht.

Het identificeren van de sociale status die verband houdt met het geheugen, leverde inspirerende inzichten op in de sociale interacties van menselijke kinderen. Uit ons eerdere onderzoek is gebleken dat de vorming van een sociale hiërarchie wordt beïnvloed door intrinsieke kenmerken 32. De verschillen in temperament tussen individuen maken de vroege vorming van een sociale hiërarchie gemakkelijker en minder conflicterend. Jonge kinderen moeten echter nog steeds leren omgaan met hun leeftijdsgenoten terwijl de sociale hiërarchie in eerste instantie wordt gevormd. Uit de huidige studie bleek dat het niveau van sociale dominantie en het vermogen om hulpbronnen te beheersen sterk gecorreleerd waren, en dat een beter geheugen verband hield met een grotere adoptie van prosociale strategieën. Om te concurreren om middelen en status in de klas, kunnen kinderen instinctief dwangstrategieën gebruiken, die meestal verboden zijn door leraren en verbannen worden door leeftijdsgenoten. De flexibele adoptie van prosociale strategieën is acceptabeler en effectiever tijdens sociale interactie9,12. Eerdere studies hebben aangetoond dat het gebruik van prosociale strategieën beïnvloed kan worden door ouderschap of morele opvoeding op school, of te wijten kan zijn aan de opeenstapeling van interactie-ervaringen. De reden waarom sommige kinderen deze ‘slimmere’ prosociale strategieën effectief kunnen leren en flexibel kunnen gebruiken, terwijl andere kinderen die aan hetzelfde schoolonderwijs worden blootgesteld dat niet kunnen, is echter nog niet goed onderzocht. Onze onderzoeken, gebaseerd op zowel gedragstaken als inventarisaties, suggereerden een voordeel van een beter geheugen bij het leren en gebruiken van prosociale strategieën. Door wederzijdse uitwisseling of acterende samenwerking, ongeacht of hun gedrag wordt ingegeven door altruïsme, kunnen dominante kinderen hun kansen vergroten om meer hulpbronnen te verwerven en hun positie in een groep te behouden.

Hoewel het geheugen de sociale status indirect zou kunnen beïnvloeden door het leren van een sociale strategie, suggereerde de regressieanalyse van het bemiddelingseffect ook een directe invloed van het geheugen op de sociale status. ERP-onderzoeken gericht op FN400 impliceerden nog een voordeel van het geheugen bij het verwerken van sociaal dominante gezichtsuitdrukkingen. FN400 is voorgesteld om de vertrouwdheid van herkenning te weerspiegelen en is behandeld als een indicator van conceptuele vloeiendheid/priming over verschillende stimuli61-63,65. De amplitude van de FN400 is doorgaans negatief gecorreleerd met de coherentie/homogeniteit van de conceptuele categorie in de hersenen 64. Gebaseerd op deze hypothese weerspiegelt een kleinere FN400-amplitude bij kinderen uit de hogere klassen als reactie op een dominant gezicht mogelijk een betere vloeiendheid bij het herkennen van tekenen van sociale dominantie. De sociale status correleerde significant met verschillende vaardigheden bij het verwerken van sociale expressie, met name een beter impliciet geheugen dat relevant is voor dominante gezichtsinformatie bij kinderen van hogere rang. Eerdere observationele studies hebben aangetoond dat kleuters aan het begin van een nieuw semester dwangstrategieën gebruikten om te strijden om middelen, maar geleidelijk aan prosociale strategieën integreerden4,9. Opvallend is dat, toen de sociale hiërarchie eenmaal was gevestigd, kinderen met een hoge status niet altijd prosociale strategieën gebruikten, maar in plaats daarvan dwangstrategieën toepasten tijdens de interactie met kinderen met een lage status, maar flexibel prosociale strategieën of zelfs dubbele strategieën adopteerden wanneer ze met kinderen met een hoge status te maken kregen. status kinderen9,56,80. Ons ERP-onderzoek toonde verder aan dat kinderen van hogere rang een beter impliciet geheugen van dominante signalen hadden, wat suggereert dat het identificeren van individuen die mogelijke tegenstanders zijn die zorgvuldiger moeten worden behandeld en het bepalen van effectieve strategieën de sleutels zouden kunnen zijn tot het bereiken van een hogere sociale status.

Ten slotte moet de causaliteit tussen sociale hiërarchie en geheugenvermogen nog worden onderzocht. Terwijl een beter geheugen dieren mogelijk zou kunnen helpen nieuwe strategieën te leren om sociale dominantie te verwerven, zoals prosociale strategieën bij menselijke kinderen, is het ook mogelijk dat het geheugenvermogen wordt gemoduleerd door de sociale status. Er is bijvoorbeeld gesuggereerd dat ondergeschikte dieren voortdurend chronische sociale stress ervaren21, die het leren en het geheugen zou kunnen beïnvloeden via meerdere mechanismen, waaronder modulatie van neuronale activiteit, genexpressie en neurogenese in de hippocampus81. Op dezelfde manier kunnen stressvolle omgevingen, zoals omgevingen die gepaard gaan met verminderde sociale interactie, minder aandacht van ouders/leraren/leeftijdsgenoten, of beperkte beschikbaarheid van hulpbronnen, ook het geheugenvermogen van kinderen aantasten. In de toekomst zouden een interventieontwerp om muizen verder te evalueren en een cross-lagged longitudinaal onderzoek om kinderen te beoordelen nuttig zijn voor ons om deze kip-en-ei-vraag tussen sociale hiërarchie en geheugen te beantwoorden.

Samenvattend onthulde ons onderzoek een positieve correlatie tussen sociale hiërarchie en geheugenvermogen bij muizen en kinderen. Wij geloven dat een beter geheugen voordelig is voor jonge kinderen, zowel bij het verwerven van geavanceerde dominantiestrategieën als bij het detecteren van signalen van sociale dominantie om een ​​hogere sociale status te bereiken en te behouden. De overvloedige middelen en ruime interactiemogelijkheden, gepaard gaand met een hogere sociale status, creëren mogelijk verder een gunstig klimaat voor de geheugenontwikkeling voor deze kinderen. Deze bevinding heeft belangrijke implicaties voor de opvoeding van kinderen. De meeste kinderen willen het middelpunt van de groep zijn, hopen dat hun mening serieus wordt genomen en willen spelen met het speelgoed dat ze willen. Volgens de bevindingen van deze studie worden het gebruik van sociale strategieën en het vermogen om hulpbronnen te beheersen echter grotendeels beïnvloed door leren en geheugen. Om jonge kinderen te helpen bij het bereiken van een betere sociale aanpassing, kunnen we niet alleen morele opvoeding of gedragsvereisten bieden. In plaats daarvan moeten we rekening houden met het niveau en de beperkingen van de cognitieve ontwikkeling van kinderen. Het is moeilijk voor degenen die nog niet in staat zijn betere sociale strategieën te leren of nog niet volwassen zijn in het detecteren van sociale signalen om naar sociale status te streven of middelen voor de klas te verkrijgen. De relatief weinig middelen en de slechte kwaliteit van de interactie veroorzaakt door een lage sociale status kunnen op hun beurt leiden tot frustratie, angst en minder mogelijkheden om cognitieve stimuli tegen te komen, wat vervolgens kan leiden tot een slechte geheugenontwikkeling. Daarom moeten ouders en leraren kinderen niet alleen straffen als ze ongepaste strategieën gebruiken, maar ook klasregels opstellen om ervoor te zorgen dat ieder kind de kans krijgt om naar hem te luisteren en te spelen met het speelgoed dat hij of zij wil. Voor kinderen met een beter geheugen en beter leervermogen moeten we aandacht besteden aan de motieven die ten grondslag liggen aan hun schijnbaar prosociale gedrag. Door meer discussie en begeleiding en door hen ertoe aan te zetten zich meer om de behoeften van anderen te bekommeren, kunnen ouders en opvoeders kinderen helpen echt altruïsme te ontwikkelen.

Methoden

Muizen.
C57BL/6 J volwassen mannelijke muizen tussen de leeftijd van 8 en 10 weken en gespeende muizen tussen de leeftijd van 3 en 4 weken werden gekocht bij het National Laboratory Animal Centre in Taiwan. Muizen werden gehuisvest in een kooi van vier personen in een gecontroleerde dierenkamer met een licht/donkercyclus van 12- uur (0700–1900 uur). Alle tests werden uitgevoerd tijdens de lichte periode en alle dierprocedures voldeden aan de institutionele richtlijnen die waren opgesteld en goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee van de National Tsing Hua University en Academia Sinica.

Gedragstest voor muizen

Buistest. De buistest was gebaseerd op een eerder onderzoek32. De test was aangepast ten opzichte van de standaard buistest82, maar de muizen werden niet eerst getraind. Voor volwassen muizen werd een doorzichtige plexiglasbuis (diameter 3,75 cm, lengte 60 cm) gebruikt, en voor gespeende muizen werd een smallere buis (diameter 2,5 cm, lengte 60 cm) gebruikt. Muizen werden gedurende twee opeenvolgende dagen gedurende 1 uur aan de procedurekamer gewend. Op de derde dag werd een buistestproef uitgevoerd waarbij twee muizen betrokken waren die tegelijkertijd aan tegenovergestelde uiteinden van de buis werden losgelaten en vervolgens naar het midden renden. Toen een muis zich terugtrok en alle vier de poten buiten de buis zette, was de proef afgelopen en werd die muis als de verliezer beschouwd.

Om de sociale rangorde tussen vier muizen in een kooi vast te stellen, werd een round-robin-ontwerp toegepast op de vier muizen in elke kooi, zodat de zes mogelijke paren konden concurreren. Voor elk paar werden op deze manier muizen in vier opeenvolgende proeven tegen elkaar getest, waarbij elke muis voor elke proef aan een ander uiteinde van de buis begon. De binnenkant van de buis werd na elk paar gereinigd met 70% ethanol. De uiteindelijke sociale rangen waren gebaseerd op vier beproevingen tussen twee individuen. Als de winnende getallen tussen twee individuen gelijk waren, dat wil zeggen 2 en 2, werd de rangorde bepaald door het totale aantal overwinningen voor elk dier in alle vergelijkingen. Voor de vergelijking tussen met medicijnen behandelde muizen en controlemuizen werd het winstpercentage tussen twee muizen berekend als het percentage van het aantal winsten in vier onderzoeken.

Nieuwe objectherkenning. De nieuwe objectherkenningstest werd uitgevoerd zoals eerder beschreven . Het experiment was verdeeld in een bekende fase en een testfase. In de vertrouwde fase werd elke muis aan de rand van een lege open kooi [28 cm (L) x 16,5 cm (B) x 13 cm (H)] geplaatst met twee identieke plastic blokkers op de bodem van de kooi. Muizen werden in de kooi geplaatst om de kooi gedurende 10 minuten vrij te verkennen om vertrouwd te raken met de blokkers, en vervolgens terug te keren naar de startpagina voor 1 uur (kortetermijngeheugen) of 24 uur (langetermijngeheugen). In de testfase werd elke muis gedurende 5 minuten teruggezet naar dezelfde open kooi met één bekende blokker die in de bekende fase werd gebruikt en één andere blokker met een contrasterende kleur en vorm. De totale tijd die de muizen besteedden aan het onderzoeken van de blokkers (het aanraken van de neus) werd geregistreerd. Het apparaat werd tussen elke proef gereinigd met 70% ethanol. Het verkenningstijdsverschil tussen het bekende object en het nieuwe object gedeeld door de totale verkenningstijd werd door individuen berekend als de discriminatie-index.

Nieuwheidsonderzoekstest. De nieuwheidsonderzoekstest werd gewijzigd ten opzichte van de nieuwe objectherkenningstest45. Een muis werd in een doos geïntroduceerd met een onbekend object in het midden van een lege open kooi [28 cm x 16,5 cm x 13 cm] voor gratis verkenning gedurende 10 minuten. De objectonderzoekstijd werd geregistreerd om de exploratieactiviteit weer te geven. Het apparaat werd tussen elke proef gereinigd met 70% ethanol.

Spontaan alternatief Y-doolhof. Het experimentele ontwerp was gebaseerd op een eerder onderzoek46. Het Y-doolhof bestaat uit drie witte, ondoorzichtige armen [30 cm (L) × 7 cm (B) × 16 cm (H)] in een hoek van 120 graden ten opzichte van elkaar. Elke muis werd in het midden van het doolhof geplaatst en mocht het doolhof gedurende 5 minuten vrij verkennen. Het gedrag van muizen in het Y-doolhof werd geregistreerd door een camera en geëvalueerd door SMART VIDEO TRACKING Software (Panlab) om het aantal toegangen in elke arm te verkrijgen. Het aantal armboekingen werd gebruikt om het alternatieve tarief te berekenen. Het apparaat werd tussen elke muis gereinigd met 70% alcohol en aan de lucht gedroogd.

Elektrofysiologie van plakjes hippocampus van muizen.

Muizen van 4 of 8 weken oud werden eerst verdoofd met isofluraan (Panions & BF Biotech Inc.) en vervolgens opgeofferd door onthoofding. De hersenen werden snel verwijderd en de hippocampi werden uitgesneden in ijskoud kunstmatig hersenvocht (aCSF) dat (in mM) 119 NaCl, 2,5 KCl, 1 NaH2PO4, 1,3 MgSO4, 26,2 NaHCO3, 2,5 CaCl2 en 11 Dglucose bevatte, en zuurstofrijk met 95% O2/5% CO2. Plakjes hippocampus (300 μm dik) werden langs de lange as gesneden met behulp van een 5100-MHz vibratoom (Campden Instruments Ltd.) in de ijskoude aCSF. Vervolgens werden de plakjes eerst gedurende 30 minuten bij 34 graden in aCSF teruggevonden en gedurende ten minste 2 uur op kamertemperatuur gezet. Voor veldopname werd een plakje overgebracht naar de opnamekamer en continu geperfuseerd met een CSF (1 ml/min) bij kamertemperatuur. De afferente input van CA3 werd verbroken door de CA1 en CA3 af te snijden. De opname-elektroden werden uit capillaire buisjes van borosilicaatglas getrokken (1,5-mm buitendiameter, 0,86-mm binnendiameter, World Precision Instruments) met behulp van een eentraps glazen micro-elektrodetrekker (PP{{ 39}}, Narishige) en gevuld met 3 M NaCl. De veldexciterende postsynaptische potentiëlen (fEPSP's) werden opgewekt door een bipolaire wolfraamelektrode (AM SYSTEMS) op de collaterale / commissurale route van Schaffer te plaatsen. Voor de data-acquisitie werd een Axon200B-versterker (Molecular Devices Corp.) samen met Digidata 1440 gebruikt. Gegevens werden gefilterd op 1 kHz en bemonsterd op 25 kHz met Clampex 10.7-software (Molecular Devices Corp.). De stimulatiesterkte werd gevarieerd tussen 10 en 100 μA, en voor de LTP-experimenten werd de intensiteit gekozen die 50% van de maximale respons opwekte. De stimulatiepuls werd elke 15 s afgegeven. Zodra een stabiele basislijn van 20- minuten lang was bereikt, werd gedurende 1 seconde een trein van 100- Hz-stimulatie toegediend om LTP te induceren, gevolgd door elke 15 seconden fEPSP-opname gedurende 2 uur.

RNA-extractie, cDNA-synthese en kwantitatieve real-time PCR

Na het identificeren van sociale rangen werden muizen opgeofferd voor de isolatie van de hippocampus. Totaal RNA werd geëxtraheerd met behulp van RNeasy Mini Kit (Qiagen), inclusief DNase (Qiagen) -behandeling. cDNA van mRNA werd gegenereerd door FIREScript® RT cDNA Synthesis Mix (Solis Biodyne) met behulp van oligo dT als de primer. De qPCR-reacties werden uitgevoerd onder een qTOWER³ real-time PCR-systeem (Analytik Jena) met behulp van 5x HOT FIREPol® EvaGreen® qPCR Mix Plus (Solis Biodyne) volgens het protocol van de fabrikant. De relatieve expressie werd berekend met behulp van de ΔCT-methode en GAPDH werd gebruikt als normalisatiecontrole. De primersequenties die voor qPCR worden gebruikt, worden weergegeven in Tabel S5.

Medicijn administratie

Natriumbutyraat. Natriumbutyraat (Sigma, {{0}}) werd opgelost in 0,01 M PBS en gedurende twee weken dagelijks intraperitoneaal (ip) toegediend in een dosis van 1,2 g/kg. Controledieren ontvingen een injectie van hetzelfde volume vehikel (PBS).

Rolipram. Rolipram (HelloBio, {{0}}) werd eerst opgelost in 2% DMSO en vervolgens 0,9% steriele zoutoplossing en gedurende twee weken dagelijks intraperitoneaal (ip) toegediend in een dosis van 1 mg/kg. Controledieren ontvingen een injectie van hetzelfde volume drager (steriele zoutoplossing).

Kinderen deelnemers.

De studiedeelnemers werden gerekruteerd uit vijf kleuterscholen in Hsinchu City, Taiwan. Voor de gedragsstudies namen 164 kinderen uit twee kleuterscholen (88 jongens en 76 meisjes, gemiddelde leeftijd 67,18 ± 9,09 maanden) deel aan een competitief konijnenspel om sociale rangen te bepalen. De geheugencapaciteiten van de kinderen van de eerste en vierde rang onder de 164 deelnemers werden verder individueel getest door de Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence. Het dominantieniveau en het vermogen om hulpbronnen te beheersen bij kinderen van de eerste en vierde rang werden ook geëvalueerd met behulp van de Social Dominance Rating Scale en de Resource Control Strategy Scale. Voor de inventarisatiestudies werden nog eens 175 kinderen van drie van de andere kleuterscholen (102 jongens en 73 meisjes, gemiddelde leeftijd 66,52 ± 8,33 maanden) geëvalueerd aan de hand van de Social Dominance Rating Scale, Childhood Executive Functioning Inventory en Resource Control Strategy Scale. Voor het ERP-onderzoek namen twaalf kinderen, elk in de 1e en 4e rang, deel aan de gegevensverzameling op het elektro-encefalogram (EEG). Voor alle kinderen in dit onderzoek werden toestemmingsformulieren verstrekt door de ouders (goedgekeurd door de Nationale Onderzoeksethiekcommissie van de Tsing Hua Universiteit 10804HT020).

Gedragsstudies bij kinderen

Konijnenspel. De sociale rangorde van 164 kinderen werd geëvalueerd door middel van het competitieve konijntjesspel, gebaseerd op een eerder onderzoek 32. Kort gezegd werden de kinderen willekeurig verdeeld in groepen van vier. Gepaarde ontmoetingen werden opgevoerd met een round-robin-ontwerp (vergelijkbaar met het ontwerp in het muisonderzoek), zodat elk kind elk ander kind in dezelfde groep tegenkwam, wat leidde tot een totaal van zes combinaties van paren. Voor elke ronde van het konijntjesspel presenteerde een tester een afbeeldingskaart met de vereiste plaatsing van drie houten blokken, rood, blauw en geel gekleurd. De kinderen kregen te horen dat ze de blokken op de juiste plek moesten plaatsen voordat ze het konijn in het hol stopten dat zijn thuis voorstelde. Het eerste kind dat zijn of haar konijnenpop in het hol plaatste, werd tot winnaar uitgeroepen. Alle spellen werden vóór de lunch (9.00 - 11.00 uur) op de kleuterschool gehouden.

Geheugentesten. Na een maand konijnenspel werden de twee subschalen van de Chinese versie van de Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence (WPPIS-IV)53,83, de ‘Picture memory subtest’ en ‘Zoo subtest’, gebruikt om de werkherinneringen van kinderen in de eerste en vierde rang (n=82). Bij de afbeeldingsgeheugentest moest het kind gedurende een bepaalde periode objecten op een afbeelding onthouden en vervolgens de items identificeren die in verschillende objecten werden bekeken nadat de pagina was omgeslagen. Bij de dierentuintest plaatste de tester eerst dierenkaarten op specifieke locaties op een dierentuinkaart. Nadat het kind de kaart eruit had gehaald, werd het kind gevraagd de dierenkaarten terug te plaatsen op de juiste positie, waarbij alleen gebruik werd gemaakt van hun geheugen. De som van de twee scores werd vervolgens omgezet in de werkgeheugenindex (WMI), die de maatstaf is voor de werkgeheugencapaciteiten van elk kind.

Verzameling van inventarisgegevens

De leerkrachten die dagelijks met de kinderen werkten, voerden evaluaties uit van het dagelijkse gedrag van de kinderen in de klas. In totaal voerden vijftien leraren de evaluaties uit (6 voor de 82 kinderen in gedragsstudies en 9 voor de 175 kinderen in de inventarisatiestudies), en de hoofdleraar van elke kleuterschool hielp bij het controleren op verschillen in beoordelingen tussen de leraren en maakte de laatste beslissing.

Beoordelingsschaal voor sociale dominantie. Voor het beoordelen van de sociale dominantie van jonge kinderen werd de beoordelingsschaal van Dodge gebruikt54, die gebaseerd was op de Teacher Checklist van Dodge en Coie84. Er waren vijf items gerelateerd aan sociale dominantie (Cronbach-alfa's=0.89): 'Dit kind is een leider', 'Dit kind krijgt wat hij of zij wil', 'Dit kind is competitief', 'Dit kind suggereert aan andere kinderen hoe het moet”, en “dit kind is vaak het middelpunt van de groep”. De docenten reageerden op elke stelling op een zevenpunts Likertschaal, waarbij ‘1’ ‘nooit’ betekent en ‘7’ ‘altijd’ aangeeft. De vijf scores werden gemiddeld en vertegenwoordigden de sociale dominantiescore van een kind.

Schaal van strategie voor hulpbronnenbeheer. De door leraren beoordeelde Resource Control Strategy Scale56 werd gebruikt om de prosociale controlestrategieën van de kinderen te beoordelen (bijvoorbeeld: 'Dit kind belooft vriendschap om te krijgen wat hij/zij wil', 'Dit kind belooft iets terug te doen om te krijgen wat hij/zij wil'). wil";=0.74) en dwangstrategieën (bijv. "Dit kind krijgt wat hij/zij wil door anderen te pesten", "Dit kind krijgt wat hij/zij wil door verbale bedreigingen of dreigementen met agressie te uiten ";=0.87). Op basis van een Likert-schaal van 7-punten duiden hogere scores op een hogere onderschrijving van strategiewerkgelegenheid. De leraren beoordeelden ook de doeltreffendheid van de kinderen bij het beheersen van de hulpbronnen (bijvoorbeeld: "Dit kind krijgt meestal als eerste toegang tot het favoriete speelgoed als het met leeftijdsgenoten is", "Dit kind speelt meestal met het favoriete speelgoed als het met leeftijdsgenoten is";=0.85) (van nauwelijks waar tot grotendeels waar op de7-puntschaal).
Inventarisatie van het executief functioneren van kinderen. In dit onderzoek werd de subschaal Werkgeheugen van de Chinese versie van de Childhood Executive Functioning Inventory overgenomen85. De originele versie van deze inventaris werd ontwikkeld door Thorell en Nyberg55 en vervolgens in verschillende talen vertaald. Aan de leerkrachten werd gevraagd de prestaties op het gebied van het werkgeheugen van de kinderen te beoordelen op basis van het dagelijkse gedrag van de kinderen in de klas. Beoordelingen werden gemaakt op een Likert-schaal van 5-punten, en een hogere score duidde op slechtere prestaties. Voor de volgende statistieken zijn de beoordelingen daarom omgekeerd gescoord.

Evenementgerelateerde potentieelstudies.

Het ERP-onderzoek werd uitgevoerd in een rustige kamer op de kleuterschool. De kinderen kregen te horen dat ze waren geselecteerd om deel te nemen aan computerspelletjes. Ze droegen een pet die een speciale superkracht verleende (de EEG-pet) en hun missie was om de foto's op het scherm aandachtig te bekijken. Kinderen die de taak voltooiden, konden mysterieuze geschenken krijgen (koekjes in de vorm van een dier). Drie klassen gezichtsuitdrukkingen (dominant, ondergeschikt en neuraal) zijn ontwikkeld met leeftijdsgenoten van kleuters en gebaseerd op onderzoeken die dominante en onderdanige gevoelens hebben aangetoond die worden opgeroepen door specifieke gelaatstrekken 58-60. Aan het begin van elke proef werd gedurende 500 ms een fixatiesignaal gegeven om de kinderen te waarschuwen voor het verschijnen van een gezichtsfoto. Vóór de echte test werden willekeurig twaalf foto's (drie proeven voor elk type) gepresenteerd als oefensessie om de kinderen vertrouwd te maken met de hele procedure. Vervolgens werden de foto's gedurende 500 ms continu weergegeven met een leeg scherm als interstimulusinterval gedurende 800-1100 ms. Elke proefpersoon moest 90 onderzoeken (30 voor elk gezichtstype) in willekeurige volgorde voltooien. In dit onderzoek kregen alle kinderen uiteindelijk te horen dat ze de taakmissie met succes hadden voltooid en geschenken hadden ontvangen.

Elektrofysiologische registratie en verwerking.

Elektro-encefalogram (EEG) signalen werden geregistreerd van 32 Ag-/AgCl-gesinterde elektroden met het SynAmp2-systeem (Quik-Cap Neo Net, Compumedics Ltd., VIC, Australië). De opname had betrekking op de bilaterale mastoïden. Een verticaal elektro-oculogram (EOG) werd opgenomen over het linkeroog, en een horizontaal EOG werd opgenomen over de linker en rechter orbitale randen. Alle impedantie van de elektrode werd tijdens de opname onder 5 kΩ gehouden. De acquisitie-samplefrequentie was 1000 Hz met een DC-100- Hz-banddoorlaatfilter. De ERP's werden geanalyseerd met Curry 8-software (Compumedics Ltd., VIC, Australië). De hersensignalen werden eerst gefilterd met een laagdoorlaatfilter met 12 dB naar beneden bij 50 Hz en een hoogdoorlaatfilter met 12 dB naar beneden bij 1 Hz. Artefacten van EEG-signalen werden gecorrigeerd met behulp van onafhankelijke componentenanalyse (ICA)86. Vervolgens werden alle continue EEG-signalen gemeten van 100 ms prestimulus (-100–0 als basislijncorrectie) tot 900 ms poststimulus. Er werd eerst visuele inspectie uitgevoerd om het vensterbereik van de FN400 (300-450 ms) te bevestigen. De FN400-waarde werd binnen het tijdsvenster per onderwerp en per aandoening gemiddeld. De FN400-amplitudes van elke gezichtsuitdrukking werden verder gecorrigeerd door de gemiddelde amplitude van de neutrale gezichtsconditie af te trekken.

Statistieken en reproduceerbaarheid.

Alle statistische analyses zijn uitgevoerd met behulp van de software SPSS 22.0 of GraphPad Prism 8.0. Individuele gegevens worden weergegeven als het gemiddelde ± standaardfout van het gemiddelde (SEM). De boxplots tonen de mediaanwaarden, waarbij de box door het 25e-75e percentiel gaat. De bovenste en onderste regels tonen de maximale en minimale levensduurwaarden. Voor muizen werden de verkenningstijd, de discriminatie-index binnen kooien en het winnende percentage voor medicamenteuze behandeling onderzocht door Wilcoxon-tests met ondertekende rangorde. Een tweezijdige ongepaarde t-test werd toegepast op fEPSP-hellingen en de discriminatie-index voor medicamenteuze behandeling. De correlatieanalyses werden getest door Spearman-correlatieanalyse. De relaties tussen sociale rang en medicamenteuze behandeling werden getest met de exacte test van Fisher. De consistenties tussen sociale rang en genexpressie werden geëvalueerd door de binaire rangcorrelatietest op basis van de index p:

Referenties

Huntingford, F. & Turner, AK Dierenconflict (Springer, 1987).

2. Wang, F., Kessels, HW & Hu, H. De muis die brulde: neurale mechanismen van sociale hiërarchie. Trends Neurowetenschappen. 37, 674-682 (2014).

3. Sapolsky, RM Sociale status en gezondheid bij mensen en andere dieren. Annu ds. Anthropol. 33, 393-418 (2004).

4. Pellegrini, AD et al. Sociale dominantie in kleuterklaslokalen. J.Comp. Psychol. 121, 54-64 (2007).

5. Roseth, CJ, Pellegrini, AD, Bohn, CM, Van Ryzin, M. & Vance, N. Een observationeel, longitudinaal onderzoek naar dominantie in de voorschoolse leeftijd en de mate van sociaal gedrag. J. Sch. Psychol. 45, 479-497 (2007).

6. Strayer, FF & Trudel, M. Ontwikkelingsveranderingen in de aard en functie van sociale dominantie bij jonge kinderen. Ethol. Sociobiol. 5, 279–295 (1984). 7. La Freniere, P. & Charlesworth, WR Dominantie, aandacht en verbondenheid in een kleuterschoolgroep: een longitudinaal onderzoek van negen maanden. Ethol. Sociobiol. 4, 55-67 (1983).

8. Sluckin, AMS & Peter, K. Twee benaderingen van het concept van dominantie bij kleuters. Kind ontwikkelaar 48, 917-923 (1977).

9. Roseth, CJ et al. De strategische controle, verzoening en respect van leeftijdsgenoten bij kleuters. Soc. Ontwikkelaar 20, 185–211 (2011).

10. Hawley, PH in Agressie-aanpassing: de positieve kant van slecht gedrag (eds Hawley, PH, Little, TD & Rodkin, PC) 1–29 (Routledge, 2007).

11. Strayer, FF & Strayer, J. Een ethologische analyse van sociaal agonisme en dominantierelaties onder kleuters. Kind ontwikkelaar 47, 980-989 (1976).

12. Hawley, PH Sociale dominantie en prosociale en dwangstrategieën van hulpbronnenbeheersing bij kleuters. Int. J. Gedrag. Ontwikkelaar 26, 167–176 (2002).

13. Hawley, PH De ontogenese van sociale dominantie: een op strategie gebaseerd evolutionair perspectief. Ontwikkelaar 19, 97–132 (1999).

14. Pun, A., Birch, SAJ & Baron, AS Baby's gebruiken relatieve numerieke groepsgrootte om sociale dominantie af te leiden. Proc. Nationale Acad. Wetenschap VS 113, 2376-2381 (2016).

15. Brey, E. & Shutts, K. Kinderen gebruiken non-verbale signalen om conclusies te trekken over sociale macht. Kind ontwikkelaar 86, 276–286 (2015).

For more information:1950477648nn@gmail.com