Présentation de Clicker Training comme un enrichissement cognitif pour souris de laboratoire

Summary

The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice.

Abstract

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous research determined a profound impact of gentle handling protocols on the well-being of laboratory mice. By introducing clicker training to the keeping of mice, not only do we promote the amicable treatment of mice, but we also enable them to experience cognitive enrichment. Clicker training is a form of positive reinforcement training using a conditioned secondary reinforcer, the “click” sound of a clicker, which serves as a time bridge between the strengthened behavior and an upcoming reward. The effective implementation of the clicker training protocol with a cohort of 12 BALB/c inbred mice of each sex proved to be uncomplicated. The mice learned rather quickly when challenged with tasks of the clicker training protocol, and almost all trained mice overcame the challenges they were given (100% of female mice and 83% of male mice). This study has identified that clicker training for mice strongly correlates with reduced fear in the mice during human-mice interactions, as shown by reduced anxiety-related behaviors (e.g., defecation, vocalization, and urination) and fewer depression-like behaviors (e.g., floating). By developing a reliable protocol that can be easily integrated into the daily routine of the keeping of laboratory mice, the lifetime experience of welfare in the mice can be improved substantially.

Introduction

Le développement de nouvelles stratégies de raffinement pour les souris de laboratoire est une tâche difficile qui contribue à la réalisation des 3R (remplacement, réduction et raffinement) de la science des animaux de laboratoire ^1. Les améliorations dans le domaine de raffinement peuvent en outre contribuer au bien-être des millions d'animaux qui sont utilisés à des fins expérimentales. Par conséquent, des recherches intensives sont nécessaires dans ce domaine. Ceci est aussi un objectif défini de la directive 2010/63 de l'Union européenne. Directive 2010/63 / UE souligne que l'expérience de vie des animaux de laboratoire doit être amélioré et que « les établissements doivent mettre en place des programmes d'acclimatation et de formation appropriés pour les animaux, les procédures et la durée du projet" (article 3.7) ^2.

Les animaux de laboratoire peuvent éprouver de nombreuses situations stressantes pendant qu'ils sont gardés et élevés pour des expériences. En général, l'interaction entre le travailsouris toires et les personnes responsables sont plutôt limitées. Par conséquent, une relation de confiance ne peut pas se développer. Cela peut provoquer une anxiété accrue et le stress en réaction à la manipulation, ce qui est préjudiciable au comportement et à la physiologie, et par conséquent, le bien-être, des animaux ^{3, 4, 5, 6.} En outre, régulièrement en œuvre des procédures de laboratoire comme la manipulation générale, de retenue et de sang ou de prélèvement de tissu peut provoquer des réactions de stress, qui peuvent être examinés par la mesure de différents paramètres, tels que les hormones ou le comportement ^{7, 8} stress. Il a été démontré que les programmes de traitement peuvent efficacement réduire l'anxiété vers l'investigateur chez les rongeurs de laboratoire , ^{9, 10, 11.} programmes de manutention peuvent donc améliorer les animaux »conditions et pourraient contribuer considérablement au bien – être des animaux ^5.

Le but de cette étude est d'introduire une formation de renforcement positif pour les souris comme un programme de traitement spécifique. la formation de renforcement positif est une forme de conditionnement opérant qui donne à l'enquêteur un moyen de façonner le comportement des animaux. Lorsque l'animal effectue un comportement désiré, elle est suivie d'une impulsion positive (ici, une récompense alimentaire). L'intention est que l'animal relie la récompense au comportement respectif. Clicker training est une forme de formation de renforcement positif en utilisant un renforçateur secondaire conditionné, le "clic" sonore d'un clicker, et a été prouvé pour renforcer un comportement spécifique ^12.

Plus précisément, le son du clic sert comme un «pont de temps" entre le comportement et la prochaine récompense ^13. Le formateur clique précisément lorsque l'animal effectue le désirécomportement, sans aucun temps retarder ^14, et présente ensuite la récompense alimentaire. Cela renforce le comportement récompensé, qui sera effectuée avec une fréquence plus élevée. Clicker training est largement utilisé avec des animaux de compagnie et a fait son chemin dans la science des animaux de laboratoire, où il a été mis en œuvre avec succès avec des primates non humains ^{13, 15, 16.} Comme les souris apprennent assez rapidement en cas de contestation des paradigmes de conditionnement opérant, l'introduction d'un second renforçateur ne devrait pas surmener leurs capacités cognitives ^{5, 17, 18, 19.}

En introduisant la formation de clicker pour la tenue de souris, nous permettons à des souris à l'expérience d'enrichissement cognitif. La conception de l'enrichissement cognitif doit permettre aux souris d'utiliser leurs aptitudes cognitives pour Sølvproblèmes de e et de prendre le contrôle de leur environnement ^{20, 21.} Plusieurs études avec différentes espèces démontrent l'impact positif de l' enrichissement cognitif sur le bien – être des animaux en captivité ^{22, 23, 24.} Renforcer la capacité des animaux à affronter avec succès les défis environnementaux contribue à leur bien-être ^{25, 26.}

En outre, si les animaux subissent de faibles niveaux de stress au cours de leur vie, ils sont moins enclins à développer des stratégies d'adaptation néfastes lorsqu'ils sont confrontés à des facteurs de stress qui se produisent dans la recherche biomédicale. Ainsi, la mise en œuvre cohérente de l'enrichissement cognitif peut contribuer à une homogénéisation des phénotypes des sujets. Cela contribuera au principe des 3R de réduction, car elle peut réduire le nombre de sujets nécessairespour répondre aux exigences statistiques ^27.

En développant un protocole fiable qui peut être facilement intégré dans la routine quotidienne de garder des souris de laboratoire, nous pouvons améliorer considérablement leur expérience de vie du bien-être.

Protocol

Déclaration d'éthique: La manipulation des souris et les procédures expérimentales ont été menées conformément aux niveaux européen, national et directives institutionnelles pour les soins aux animaux. NOTE: Le protocole comprend cinq jours d'interventions (du lundi au vendredi), avec des pauses sur le week-end (samedi et dimanche). Le protocole peut être facilement adapté pour répondre aux besoins spécifiques. 1. Déterminer une récompense Convient seconde Reinforcer REMARQUE…

Representative Results

La première et aussi l'une des étapes les plus importantes a été la détermination d'une récompense alimentaire appropriée. Par conséquent, les souris ont été proposés différents types de noix, une solution de sucre, de la confiture, et différents types de chocolat dans une boîte de Pétri (Figure 1). Dans notre expérience, les souris ont montré une préférence évidente pour le chocolat blanc. Par conséquent, nous avons utilisé le chocolat blan…

Discussion

La mise en œuvre effective du protocole de formation de clicker avec une cohorte de 12 BALB / c des souris consanguines de chaque sexe avéré être simple. Des études antérieures ont confirmé l'efficacité de la formation de clicker avec plusieurs espèces, et nous avons étendu ce à des souris. Comme les souris sont les mammifères les plus bas développés chez les animaux de laboratoire, leurs capacités sont souvent sous-estimés. Par conséquent, l'aspect le plus surprenant des données est que le suc…

Materials

Lid for open housing	Tecniplast	GM500LID117
SealSAfe Plus top for open housing	Tecniplast	GM500400SU
Type II long, filter top cages	Tecniplast	GM500PFSPC
Aspen bedding material	Lab & Vet Service GmbH	H0234-300	Environmental enrichment
Red polycarbonate Mouse House	Tecniplast	ACRE011	Environmental enrichment
Tissue papers	Tork, SCA Hygiene Products GmbH	290179	Environmental enrichment
Food – ssniff M-H Extrudat	ssniff	V1126-000	ad libitum
Target Stick with Clicker	Trixie	2282
PVC Tube (Tunnels)	Thyssen Krupp	RTPVCU04003005
White Chocolate/ white chocolate cream			Company doesn't matter, preferable organic quality
Forceps	FineScienceTools	e.g. 11150-10	Or any other tool to fixate chocolate
Prism Version 6.0 for Windows	GraphPad Software