Abstract Task-free functional connectivity in animal models provides an experimental framework to examine connectivity phenomena under controlled conditions and allows comparison with invasive or terminal procedures. To date, animal acquisitions are performed with varying protocols and analyses that hamper result comparison and integration. We introduce StandardRat , a consensus rat functional MRI acquisition protocol tested across 20 centers. To develop this protocol with optimized acquisition and processing parameters, we initially aggregated 65 functional imaging datasets acquired in rats from 46 centers. We developed a reproducible pipeline for the analysis of rat data acquired with diverse protocols and determined experimental and processing parameters associated with a more robust functional connectivity detection. We show that the standardized protocol enhances biologically plausible functional connectivity patterns, relative to pre-existing acquisitions. The protocol and processing pipeline described here are openly shared with the neuroimaging community to promote interoperability and cooperation towards tackling the most important challenges in neuroscience.

ABSTRACT The central serotoninergic system is critical for stress responsivity and social behavior, and its dysregulations has been centrally implicated in virtually all neuropsychiatric disorders. Genetic serotonin depletion animal models could provide a tool to elucidate the causes and mechanisms of diseases and to develop new treatment approaches. Previously mice lacking tryptophan hydroxylase 2 (Tph2) have been developed, showing altered behaviors and neurotransmission. However, the effect of congenital serotonin deficiency on emotional and social behavior in rats is still largely unknown, as are the underlying mechanisms. In this study, we used Tph2 knockout (Tph2 -/- ) male rat model to study how the lack of serotonin in the rat brain affects anxiety-like and social behaviors. Since oxytocin is centrally implicated in these behaviors, we furthermore explored whether effects of Tph2 knockout on behavior would relate to changes in the oxytocin system. We show that Tph2 -/- rats display reduced anxiety-like behavior and a high level of aggression in social interactions. In addition, oxytocin receptor expression was increased in the infralimbic and prelimbic cortex, paraventricular nucleus, dorsal raphe nucleus and some subregions of hippocampus, which was paralleled by increased levels of oxytocin in the medial frontal cortex, paraventricular nucleus, but not the dorsal raphe nucleus, central amygdala and hippocampus. In conclusion, our study demonstrated reduced anxiety but exaggerated aggression in Tph2 -/- male rats and reveals for the first time a potential involvement of altered oxytocin system function. SIGNIFICANCE STATEMENT We explored the changes in behavior and oxytocin system functioning in the tryptophan hydroxylase 2 (Tph2) knockout rat model, lacking serotonin in the brain. This rat model contributes to our understanding of the role of serotonin in psychiatric transdiagnostic features and underlying mechanisms. We found that Tph2 knockout male rats are aggressive, less anxious, and exhibit an altered oxytocin system. The observed changes in oxytocin signaling may lead to a new target for the treatment of diseases caused by genetic serotonin deficiency.