Eläintutkimuspäivät 2014 Kuva: Lilli Frondelius/MTT Subjektiivisen luonnearvion yhteys sykevälivaihteluun lypsylehmillä Lilli Frondelius, Jaakko Mononen, Taija Koponen, Kirsi Järvenranta
Tausta Eläinyksilöiden välillä luonne-eroja Nisäkkäät, kalat, hyönteiset Vaikuttaa pelon ja stressin kokemiseen sekä niihin liittyviin fysiologisiin muutoksiin ja käyttäytymisreaktioihin (reaktiivisuus) Tuotantoeläimillä stressillä yhteys paitsi hyvinvointiin myös tuotokseen Etenkin huonoon ihmis-eläin-suhteeseen liittyvästä pelosta johtuva stressi Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 2
Eläinten luonteen arviointi Eläimen luonnetta voidaan arvioida erilaisten käyttäytymistestien avulla Esim. novel object test Kuvaa yksilön käyttäytymistä vain tietyssä tilanteessa Sovellettavissa muihin tilanteisiin? Luonnetta voidaan arvioida myös kyselytutkimuksilla Arvion tekee yleensä eläinyksilöt tuntevat henkilöt Luonnearviot yleensä adjektiiveja Kokonaisvaltainen arvio eläimen luonteesta, ei sidoksissa tiettyyn tilanteeseen Heikkous, että vastaajan subjektiivinen näkemys voi vaikuttaa tuloksiin Tieteessä halutaan tehdä objektiivisia mittauksia! Muihin menetelmiin, kuten fysiologisiin mittauksiin, yhdistettynä on todettu olevan potentiaalinen menetelmä eläinten luonteen arvioinnissa Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 3
Sykevälivaihtelu Sykevälivaihtelu (HRV, heart rate variability) kertoo autonomisen hermoston aktiivisuuden tasapainosta Sympaattisen hermoston aktiivisuus HRV Esim. aktiivinen eläin tai pelkäävä eläin Parasympaattisen hermoston aktiivisuus HRV Esim. lepäävä eläin tai rentoutunut eläin Kaikilla selkärankaisilla Fylogeneettisesti sama hermostollinen perusta: kiertäjähermon (vagushermon) vaikutus sinussolmukkeen kautta sydämen toimintaan Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 4
Tutkimuksen tarkoitus Verrataan subjektiivista luonnearviota fysiologisiin mittauksiin Kyselytutkimuksen luonnearvio vs. yksilön sykevälivaihtelu Kuva: Martta Niittynen/MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 5
Materiaalit ja menetelmät Kyselytutkimus Luonnearviot 18 lehmästä, arvioijina neljä eläinten hoitajaa Pyydettiin arviomaan hoitajan omien kokemusten pohjalta lehmän luonteenpiirteitä asteikolla 1 5, ei kuvaa lainkaan kuvaa erittäin hyvin Arvioitavana ominaisuuksia liittyen lehmien fyysiseen aktiivisuuteen, sosiaalisuuteen sekä emotionaalisiin ominaisuuksiin Lisäksi arvioitiin erityisiin hoitotilanteisiin liittyvää lehmän reaktiivisuutta Yhteensä 44 luonnemuuttujaa Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 6
Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 7
Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 8
Materiaalit ja menetelmät Kyselytutkimus Kustakin ominaisuudesta laskettiin lehmäkohtainen keskiarvo, jota käytettiin pääkomponenttianalyysissä (PCA) PCA:ssa pyritään sisällyttämään maksimaalinen määrä alkuperäisten muuttujien sisältämää vaihtelua pieneen määrään uusia muuttujia (pääkomponentteja) Käytettiin varimax-rotaatiota, joka ei salli komponenttien välistä korrelaatiota Pääkomponenttianalyysin avulla saatiin vähennettyä alkuperäisten luonnemuuttujien suurta määrää Lopputuloksena viisi pääkomponenttia kuvaamaan lehmien luonnetta Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 9
Materiaalit ja menetelmät Sykevälivaihtelun mittaaminen Polar Equine RS800CX Science -sykemittari Mittaukset Eläimen ollessa seisaallaan kytkettynä parteen Perustason ajalta Käsittelyn ajalta Lehmää kosketeltiin ja nipisteltiin kevyesti järjestyksessä kehon eri osista (pää, keskiruumis, takaosa) molemmilta puolilta 1 minuutti/kehon osa Yhteensä 6 minuuttia HRV muuttujia analysoitiin aika-, taajuus- sekä epälineaarisella kenttäanalyysilla Pääkomponenttipisteiden ja HRV-muuttujien välisiä yhteyksiä analysoitiin Pearsonin korrelaatiolla Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 10
Kuva: Kirsi Järvenranta/MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 11
Tulokset Pääkomponenttianalyysi Pääkomponenttien kokonaisselitysaste oli 60,3 %. 1. pääkomponentti: pelokas ja hätääntyvä Positiivinen lataus: kärsimätön, stressaantuneena hyvin ahdistunut sekä hätääntyy helposti, ja hoitoon liittyvät ominaisuudet kytkettäessä, normaalissa käsittelytilanteessa, eläinlääkärin ym. käynti sekä toistuva hoito Negatiivinen lataus: rauhallinen, ei menetä toimintakykyään hätääntyneenä sekä helppo käsitellä 2. pääkomponentti: epävarma ja riidanhaluinen Positiivinen lataus: fyysiseltä olemukseltaan hidas ja jähmeä, haastaa riitaa muiden lehmien kanssa, itsekäs, aggressiivinen muita lehmiä kohtaan, ilkeä, jännittynyt, huono itseluottamus sekä tyhmä Negatiivinen lataus: fyysiseltä olemukseltaan vilkas ja eloisa ja hyvä itseluottamus Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 12
Tulokset Pääkomponenttianalyysi 3. pääkomponentti: rohkea ja kilpaileva Positiivinen lataus: rohkea, kilpaileva ja huolestunut, ja hoitoon liittyvät ominaisuudet rehujen jaossa Negatiivinen lataus: varovainen, arka ja luottavainen muita lehmiä kohtaan 4. pääkomponentti: rento ja väistävä Positiivinen lataus: energinen, on mieluiten yksin, väistyvä, rentoutunut, oppivainen sekä kekseliäs, ja hoitoon liittyvät ominaisuudet klipattaessa Negatiivinen lataus: - 5. pääkomponentti: itsevarma ja seurallinen Positiivinen lataus: on mieluiten seurassa, itsevarma, tekee usein hölmöyksiä hätääntyessään sekä harkitseva, ja hoitoon liittyvät ominaisuudet lypsyyn tottuminen ja lypsy nykyisin Negatiivinen lataus: hyvätapainen ja utelias Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 13
Tulokset PCA vs. HRV Perustaso (n=18) Syke SDNN RMSSD HF LF LF/HF %REC %DET Entropia L max Pääkomponentti 1 0.05 0.28 0.1 0.16 0.38 0.24-0.16 0.06-0.26 0.18 Pääkomponentti 2-0.15 0.24 0.22 0.08 0.03-0.2 0.26 0.14 0.26-0.18 Pääkomponentti 3 0.3 0.66* 0.68* 0.51** 0.53** -0.21 0.18 0.1 0.05 0 Pääkomponentti 4 0.01-0.12 0.01 0.01-0.16-0.15 0.25 0.08 0.25 0.01 Pääkomponentti 5 0.11-0.15 0.03-0.04-0.16-0.45 0.18 0.06 0.17-0.08 Käsittely (n=14) Syke SDNN RMSSD HF LF LF/HF %REC %DET Entropia L max Pääkomponentti 1 0.58* 0.31-0.14-0.36 0.18 0.49 0.27 0.38 0.45 0.49 Pääkomponentti 2 0.17-0.06-0.13 0.14-0.36-0.18-0.05-0.24 0.12 0.28 Pääkomponentti 3-0.22-0.22-0.18-0.11-0.11-0.11 0.24 0.09 0.11-0.49 Pääkomponentti 4-0.02-0.26-0.57* -0.29 0.14 0.49 0.14 0.17 0.05 0.08 Pääkomponentti 5-0.26-0.11 0.14 0.32-0.14-0.36 0.37-0.04 0.1-0.11 * P<0,05 **P<0,01 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 14
Pohdinta Perustaso Lehmillä, jotka arvioitiin rohkeammiksi ja kilpaileviksi, oli perustasoltaan korkeammat HRV-arvot Korkeat HRV-arvot on yhdistetty hyvään sopeutumiskykyyn ja stressinsietoon Kuva: Lilli Frondelius/MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 15
Pohdinta Käsittely Pelokkailla lehmillä oli korkeampi syke kuin muilla Väistäväksi kuvatuilla eläimillä oli matalampi RMSSD Pelokkaat ja väistävät yksilöt todennäköisesti stressaantuivat enemmän käsittelytilanteessa Kuva: Mikaela Mughal/MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 16
Johtopäätökset Kokeen tulokset vahvistavat käsitystä, että ihmisen subjektiivinen käsitys eläimen yksilöllisistä piirteistä voi olla käyttökelpoinen apuväline myös tieteellisessä tutkimuksessa Kiitos! Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 11.4.2014 17