Einführung in Clicker Ausbildung als Cognitive Anreicherung für Labormäuse
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
Die Entwicklung neuer Verfeinerungsstrategien für Labormäuse ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die für die Erfüllung des 3R – Prinzips trägt (Replacement, Reduction und Refinement) von 1 Versuchstierkunde. Verbesserungen im Bereich der Verfeinerung kann weiter auf das Wohlbefinden von Millionen von Tieren beitragen, die zu Versuchszwecken verwendet werden. Daher ist eine intensive Forschung auf dem Gebiet benötigt. Dies ist auch eine definierte Ziel der Richtlinie 2010/63 der Europäischen Union. Richtlinie 2010/63 / EU weist darauf hin , dass die Lebenserfahrung von Labortieren verbessert werden muss und dass (Artikel 3.7) 2 "Betriebe wird Gewöhnung und Ausbildungsprogramme geeignet für die Tiere, die Verfahren und die Dauer des Projekts einrichten".
Labortiere können viele Stress-Situationen erleben, während sie gehalten und für Experimente gezüchtet werden. Üblicherweise wird die Wechselwirkung zwischen dem ArbeitsAtory Mäuse und die Verantwortlichen ist eher begrenzt. Daher kann eine vertrauensvolle Beziehung nicht entwickeln. Dies kann erhöhte Angst und Stress in Reaktion auf Behandlung hervorzurufen, die das Verhalten und die Physiologie schädlich ist, und deshalb das Wohlbefinden der Tiere 3, 4, 5, 6. Darüber hinaus routinemäßig durchgeführt Laborverfahren wie allgemeine Handhabung, Zurückhaltung und Blut oder Gewebeentnahme kann Stressreaktionen hervorrufen, die durch die Messung verschiedener Parameter untersucht werden können, wie zum Beispiel Stresshormone oder Verhalten 7, 8. Es hat sich gezeigt , dass die Handhabung Programme effizient 9 die Angst in Richtung der Ermittler in Labornagern verringern kann, 10, 11. Handhabung Programme können deshalb die Tiere zu verbessern 'Bedingungen und könnte erheblich zum Tierschutz 5 beitragen.
Das Ziel dieser Studie ist es positive Verstärkung Ausbildung für Mäuse als eine spezifische Behandlung Programm einzuführen. Positive Verstärkung Ausbildung ist eine Form der operanten Konditionierung, dass der Prüfer ein Mittel gibt das Verhalten der Tiere zu gestalten. Wenn das Tier ein gewünschtes Verhalten durchführt, wird es durch einen positiven Reiz (hier eine Futterbelohnung) verfolgt. Die Absicht ist, dass das Tier die Belohnung auf das jeweilige Verhalten verbindet. Clicker – Training ist eine Form der positiven Verstärkung Ausbildung eines konditionierten sekundären reinforcer mit der "Klick" -Geräusch eines Klicker und hat sich bewährt 12 ein bestimmtes Verhalten zu stärken.
Genauer gesagt, dient der Klick – Sound als "Zeitbrücke" zwischen dem Verhalten und der bevorstehenden Belohnung 13. Der Trainer klickt gerade dann, wenn das Tier führt die gewünschteVerhalten, ohne Zeitverzögerung 14, und dann stellt die Futterbelohnung. Dies stärkt die belohnt Verhalten, das mit einer höheren Frequenz durchgeführt wird. Clickertraining ist weit verbreitet mit Haustieren eingesetzt und hat seinen Weg in die Versuchstierkunde gemacht, wo es 13 mit nicht – menschlichen Primaten erfolgreich umgesetzt wurde, 15, 16. Da Mäuse ziemlich schnell lernen , wenn sie mit der operanten Konditionierung Paradigmen in Frage gestellt, überfordern die Einführung eines zweiten reinforcer sollte nicht ihre kognitiven Fähigkeiten 5, 17, 18, 19.
Durch die Einführung von Clicker-Training für die Haltung von Mäusen ermöglichen wir Mäuse kognitive Bereicherung zu erleben. Die Gestaltung der kognitiven Bereicherung müssen die Mäuse ermöglichen, ihre kognitiven Fähigkeiten zu nutzen, um solve Probleme und 20 die Kontrolle über ihre Umgebung zu gewinnen, 21. Mehrere Studien mit verschiedenen Arten belegen die positiven Auswirkungen der kognitiven Anreicherung auf das Wohlergehen der Tiere in Gefangenschaft 22, 23, 24. Die Verbesserung der Fähigkeit der Tiere mit ökologischen Herausforderungen erfolgreich zu meistern trägt zu deren Wohlbefinden 25, 26.
Darüber hinaus, wenn die Tiere geringe Mengen an Stress im Laufe ihres Lebens erleben, sind sie weniger anfällig für schädliche Bewältigungsstrategien zu entwickeln, wenn sie mit Stressoren konfrontiert, die in der biomedizinischen Forschung auftreten. Somit kann die konsequente Umsetzung der kognitiven Bereicherung zu einer Homogenisierung der Phänotypen "Themen beitragen. Dies wird zur 3R Prinzip der Reduktion beitragen, da sie die Anzahl der Probanden reduzieren kann erforderlichstatistischen Anforderungen gerecht zu werden 27.
Durch ein zuverlässiges Protokoll zu entwickeln, die leicht in den Alltag Labormäuse halten integriert werden können, können wir im Wesentlichen ihre Lebenserfahrung der Verbesserung des Wohlergehens.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die effektive Umsetzung des Clicker-Training-Protokoll mit einer Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts erwies sich als unkompliziert zu sein. Frühere Studien haben die Wirksamkeit von Clickertraining mit mehreren Arten bestätigt, und wir erweitert diese an Mäuse. Da Mäuse mit den niedrigsten entwickelten Säugetieren unter Labortiere sind, werden ihre Fähigkeiten oft unterschätzt. Daher ist die überraschendste Aspekt der Daten, dass die Trainingserfolg mit fast allen Mäusen erreicht werden…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the Translational Animal Research Center of the University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz. The authors are most grateful to Thomas Wacker for his technical support.
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 |
References
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