Alloparental behavior: effect of pup exposure on nest building and the role of serotonin

Abstract

In mammals, the primary offspring caregiver is usually the dam, but alloparental care is also frequently observed. Virgin female mice, after a short exposure to pups, express some behaviors of the maternal repertoire such as pup retrieval, pup licking, and nest building. 5-HT deficient mice show altered maternal behavior and preliminary observations indicated that alloparental care is also perturbed. Here, we focused on nest building, looking at effects of pup exposure in control and 5-HT depleted mice, analysing behavior and immediate early gene (c-Fos) expression. 8-week-old virgin female mice were exposed to pups (P1-P5) for 30-60 min during 3 consecutive days. Video recordings allowed measuring time spent nesting and interacting with pups. We then performed whole brain immunostaining of c-Fos, clearing, and light sheet microscopy. Neural activation was analysed using ClearMap. In my thesis work, we were able to show that repeated pup exposure increased the time spent nesting both in control and 5-HT depleted mice, indicating that serotonin projections from the dorsal raphe are not required for this behavior. Pup exposure elicits activation of brain areas known to be important in maternal behavior, such as the MPOA. To identify new candidate brain areas associated with this specific behavior, we compared the neural activation of high and low nest-builders, that spend, respectively, more 30% or less than 5% of the observed time nesting. We found a higher activation in the vlPAG when females nest for a long time, suggesting a role of this brain regions in alloparental nest building

Nos mamíferos, o cuidador primário das crias é normalmente a mãe biológica, mas a intervenção de cuidados aloparentais é frequentemente observada. Depois de uma curta exposição a crias, fêmeas virgens de murganho expressam alguns dos comportamentos do repertório maternal, entre os quais recolher as crias para o ninho, lamber as crias e nidificação. Murganhos com deficiências em 5-HT apresentam alterações no comportamento maternal, sendo que resultados preliminares indicam que o comportamento aloparental também é perturbado. Neste estudo, focámo-nos na nidificação, observando o efeito da exposição a crias neste comportamento, quer em animais controlo, quer em animais com deficiências em 5-HT. Para tal, avaliamos o comportamento e a expressão de c-Fos nestes murganhos. Murganhos adultos foram expostos a crias (P1-P5) durante 30-60 min por 3 dias consecutivos. As exposições foram gravadas e as gravações permitiram quantificar o tempo que os murganhos passaram a interagir com as crias e a nidificar. Por fim, realizámos imunocoloração de cérebro inteiro de c-Fos, clareamento e microscopia light sheet. A ativação neuronal foi analisada com ClearMap. Nesta tese, mostramos que várias exposições a crias aumentam o tempo despendido em nidificação nos dois grupos de murganhos testados, controlo e com deficiências em 5-HT, indicando que as projeções de serotonina provenientes do núcleo dorsal da rafe não são necessárias para a expressão deste comportamento. A exposição a crias promove a ativação de várias regiões do cérebro previamente implicadas na expressão de comportamento maternal, como a MPOA. De maneira a identificar possíveis regiões cerebrais envolvidas na expressão de nidificação em fêmeas virgens, comparamos a ativação neuronal entre dois grupos destes animais, consoante o tempo despendido a nidificar quando expostos a crias. Um grupo era composto por murganhos que nidificaram durante mais de 30% do tempo, e o outro composto de murganhos que nidificaram durante menos de 5% do tempo. Nesta comparação, verificamos que a vlPAG apresenta um nível superior de ativação no grupo de fêmeas virgens que nidificaram por um período mais prolongado (mais de 30%), sugerindo que esta região pode estar envolvida na expressão de nidificação em fêmeas aloparentais.