Usando o Clicker formação e observação Social para ensinar ratos para mudar voluntariamente gaiolas
Summary
Este protocolo introduz um método de mudança de gaiola para ratos através do clicker formação. Ratos aprendem o comportamento desejado, não só pela formação direta, mas também pela aprendizagem observacional. A implementação do presente protocolo de fácil e rápido pode ajudar a melhorar o bem-estar e higiene nas instalações de roedores.
Abstract
Gaiola de limpeza é um procedimento de criação rotineiramente realizada e é conhecida por induzir o estresse em ratos de laboratório. Como o estresse pode ter um impacto negativo sobre o bem-estar e pode afectar a comparabilidade e a reprodutibilidade dos resultados de pesquisa, a quantidade de stress experimentado por animais de laboratório deve ser minimizada e evitada quando possível. Além disso, o contato direto entre o rato e animal caseiro durante a mudança de gaiola carrega riscos de higiene e, portanto, possivelmente negativamente afeta o bem-estar dos ratos e a qualidade da pesquisa.
Nosso protocolo visa melhorar a gaiola rotineiramente realizada, alterando o procedimento. Por este motivo, apresentamos um protocolo viável que permite ratos aprender via clicker formação e observação para mudar voluntariamente para uma gaiola limpa. Esta formação ajuda a reduzir o estresse causado pela perturbação física e manipulação associada a gaiola muda e simultaneamente permite uma redução no contato direto entre o zelador de animal e animal depois de concluída a fase de formação.
A implementação do clicker formação para ratos é rápido e fácil. Ratos são geralmente interessados na formação e aprendem com eficiência o comportamento desejado, o que implica mudanças gaiolas através de uma tubulação. Mesmo sem formação, os ratos aprendem a executar o comportamento desejado pela observação, como 80% do grupo de aprendizagem observacional alterado com êxito gaiolas quando testados. O treinamento mais ajuda para estabelecer uma relação de confiança entre o treinador e o animal. Como higiene e o bem-estar são ambos muito importantes em experiências com animais, este protocolo também pode ajudar a melhorar a pesquisa de alta qualidade.
Introduction
Procedimentos de rotina podem causar estresse no laboratório animais1,2,3,4. Ficou demonstrado que a mudança de gaiola aumentar parâmetros cardiovasculares e atividade geral em ratos4,5,6. Tais respostas de estresse podem pelo menos ser parcialmente devido à perturbação física e manipulação associada com gaiola alterar procedimentos em vez do novo ambiente desconhecido2,4. De particular importância é o efeito negativo do estresse sobre o bem-estar dos animais considerados7. Além disso, estresse induz mudanças no comportamento e em outros parâmetros do corpo, incluindo o sistema nervoso autônomo, o sistema neuroendócrino e o sistema imunológico. Portanto, o stress é muitas vezes referida como uma possível fonte de desvios inesperados através das experiências com animais e devem ser evitado tanto quanto possível em pesquisa animal de alta qualidade7,8. Uma maneira de reduzir o estresse em animais de laboratório é por formação. Animais de treinamento geralmente pode ser uma ferramenta muito útil para a gestão de animais de laboratório e é, na verdade, exigida pela UE Directiva 2010/63/UE9. Treinamento pode servir como uma forma de enriquecimento e ajuda a preparar os animais para experiências; assim, a formação contribui para sustentar e melhorar o bem-estar no laboratório configurações10,11,12. Um método de treinamento possível é treinamento de reforço positivo (PRT). PRT é uma forma de condicionamento operante, onde uma recompensa (por exemplo, uma recompensa de comida), está relacionada com um comportamento desejado13. Esta forma de treinamento já normalmente é usada em ambientes de laboratório para primatas não-humanos a fim de reduzir o stress e aumentar o bem-estar e ganhou popularidade em várias outras espécies animais10,13, 14de15,,16. Treinamento de movimento voluntário é também frequentemente usado para refinação pecuária gestão17,18,19. PRT não é apenas uma ferramenta útil para a cooperação ao trabalhar com animais; da mesma forma é geralmente benéfica para o bem-estar dos animais, independentemente de se o comportamento treinado diretamente usados20. O protocolo de treinamento de reforço positivo aqui descrita visa evitar qualquer forma de estresse durante as mudanças realizadas rotineiramente gaiola dando o rato a oportunidade de participar voluntariamente no procedimento.
Além do possível estresse para os animais, processos de trabalho em instalações animais sempre oferecem armadilhas para a manutenção do estado de higiene, especialmente como o contacto directo entre animais de laboratório e cuidadores de animais suporta o risco de higiene contaminação. Em instalações animais, especializado em roedores, a transferência dos animais de sujo em gaiolas limpas fornece uma carga de trabalho elevada e regular. Este procedimento geralmente inclui o contacto directo entre animais e seres humanos e, portanto, representa um factor de risco de higiene devido à possível transferência de patógenos estabeleceu-se sobre a pele humana21. Além de transferência de outros vetores animais, organismos patogênicos e não-patogênicas invadir instalações animais mais frequentemente através de seres humanos22,23. Como saúde reduzido é associado com reduzida bem-estar, mesmo subclínica infecções podem ser uma causa para nonreproducible resultados experimentais, e isto deve ser claramente evitado24,25. Nesta conta, treinamento de animais para gaiolas de alteração voluntária mais permite que a condução da mudança gaiola após o treinamento com quase nenhum contacto directo entre o zelador animal e animal, reduzindo, assim, um risco potencial de higiene durante a execução procedimentos experimentais.
Nosso protocolo para ratos de treinamento mudar voluntariamente gaiolas pode ser uma ferramenta útil para a gestão de rato de laboratório, como links a formação como uma forma de enriquecimento cognitivo com o desempenho do trabalho rotineiro. Nesse sentido, nosso protocolo é um procedimento de animal-amigável que ajuda a aumentar o bem-estar dos ratos em instalações de animais de laboratório. Como a mudança de gaiola após a fase de treinamento pode ser realizada com quase nenhum contacto directo entre o zelador de animal e animal, além disso pode ajudar a manter a higiene de alto nível e, portanto, melhorar ainda mais a pesquisa animal.
Protocol
Representative Results
Discussion
O protocolo descrito acima é uma útil aplicação do nosso protocolo de treinamento do clicker descrito anteriormente para ratos de laboratório10. A aplicação requer apenas alguns minutos por dia ao longo de um total de sete semanas, incluindo a aclimatação, habituação e clicker formação. Para viabilidade, este protocolo foi limitado aos dias de semana, com sessões de cerca de dez minutos por par de ratos. O protocolo pode aparecer para ser demorado para estabelecer colônias de rato g…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores são agradecidos a Thomas Wacker seu suporte técnico. Agradecemos ainda mais Dr. Mirjam Roth o seu apoio gentil.
Materials
| Target Stick with Clicker | Trixie | 2282 | |
| Metal Pipe (Alu Flexrohr nw 100) | Rotheigner | available in construction marktes | |
| White Chocolate/ white chocolate cream | Company doesn't matter, preferable organic quality | ||
| Prism Version 6.0 for Mac | GraphPad Software |
Riferimenti
- Balcombe, J. P., Barnard, N. D., Sandusky, C. Laboratory routines cause animal stress. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 43 (6), 42-51 (2004).
- Sharp, J., Zammit, T., Azar, T., Lawson, D. Stress-like responses to common procedures in individually and group-housed female rats. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 42 (1), 9-18 (2003).
- Sharp, J. L., Zammit, T. G., Lawson, D. M. Stress-like responses to common procedures in rats: effect of the estrous cycle. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 41 (4), 15-22 (2002).
- Duke, J. L., Zammit, T. G., Lawson, D. M. The effects of routine cage-changing on cardiovascular and behavioral parameters in male Sprague-Dawley rats. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 40 (1), 17-20 (2001).
- Saibaba, P., Sales, G. D., Stodulski, G., Hau, J. Behaviour of rats in their home cages: Daytime variations and effects of routine husbandry procedures analysed by time sampling techniques. Laboratory Animals. 30 (1), 13-21 (1996).
- Sharp, J. L., Zammit, T. G., Azar, T. A., Lawson, D. M. Stress-like responses to common procedures in male rats housed alone or with other rats. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 41 (4), 8-14 (2002).
- Pekow, C. Defining, measuring, and interpreting stress in laboratory animals. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 44 (2), 41-45 (2005).
- Wilson, L. M., Baldwin, A. L. Effects of environmental stress on the architecture and permeability of the rat mesenteric microvasculature. Microcirculation. 5 (4), 299-308 (1998).
- The European Union European Parliament and the Council of the European Union. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22. Official Journal of the European Union. , 33-79 (2010).
- Leidinger, C., Herrmann, F., Thöne-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. 2017 (121), 1-12 (2017).
- Westlund, K. Training is enrichment-And beyond. Applied Animal Behaviour Science. 152, 1-6 (2014).
- Laule, G., Desmond, T. Positive reinforcement training as an enrichment strategy. Second Nature: Environmental Enrichment for Captive Animals. , 302-313 (1998).
- Laule, G. E., Bloomsmith, M. A., Schapiro, S. J. The Use of Positive Reinforcement Training Techniques to Enhance the Care, Management, and Welfare of Primates in the Laboratory. Journal of Applied Animal Welfare Science. 6 (3), 163-173 (2003).
- Kogan, L., Kolus, C., Schoenfeld-Tacher, R. Assessment of clicker training for shelter cats. Animals. 7 (10), 1-11 (2017).
- Miller, R., King, C. E. Husbandry training, using positive reinforcement techniques, for Marabou stork Leptoptilos crumeniferus at Edinburgh Zoo. International Zoo Yearbook. 47 (1), 171-180 (2013).
- Vertein, R., Reinhardt, V. Training female rhesus monkeys to cooperate during in-homecage venipuncture. Laboratory Primate Newsletter. 28, 1-3 (1989).
- Bloomsmith, M. A., et al. Positive reinforcement training to elicit voluntary movement of two giant pandas throughout their enclosure. Zoo Biology. 22 (4), 323-334 (2003).
- Bloomsmith, M. A., Stone, A. M., Laule, G. E. Positive reinforcement training to enhance the voluntary movement of group-housed chimpanzees within their enclosures. Zoo Biology. 17 (4), 333-341 (1998).
- Veeder, C. L., Bloomsmith, M. A., McMillan, J. L., Perlman, J. E., Martin, A. L. Positive reinforcement training to enhance the voluntary movement of group-housed sooty mangabeys (Cercocebus atys atys). Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 48 (2), 192-195 (2009).
- Coleman, K., Maier, A. The use of positive reinforcement training to reduce stereotypic behavior in rhesus macaques. Applied Animal Behaviour Science. 124 (3-4), 142-148 (2010).
- Newcomer, C. E., Fox, J. G. Zoonoses and other human health hazards. The Mouse in Biomedical Research, Vol. II, Diseases. , 719-745 (2007).
- Boot, R., Koopman, J. P., Kunstýl, I. Microbiological standardization. Principles of Laboratory Animal Science. , 143-165 (1993).
- Nicklas, W. Possible routes of contamination of laboratory rodents kept in research facilities. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Science. 20, 53 (1993).
- FELASA working group on revision of guidelines for health monitoring of rodents and rabbits et al. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Laboratory Animals. 48 (3), 178-192 (2014).
- Nicklas, W., et al. Implications of infectious agents on results of animal experiments. Laboratory Animals. 33, 39-87 (1999).
- . Tierärztliche Vereinigung für Tierschutz e.V. Merkblatt Nr. 160. Heimtiere: Ratten. , (2014).
- Cloutier, S., Panksepp, J., Newberry, R. C. Playful handling by caretakers reduces fear of humans in the laboratory rat. Applied Animal Behaviour Science. 140 (3-4), 161-171 (2012).
- Bassett, L., Buchanan-Smith, H. M., McKinley, J., Smith, T. E. Effects of Training on Stress-Related Behavior of the Common Marmoset (Callithrix jacchus) in Relation to Coping With Routine Husbandry Procedures. Journal of Applied Animal Welfare Science. 6 (3), 221-233 (2003).
- Baker, D. G. Natural pathogens of laboratory mice, rats, and rabbits and their effects on research. Clinical Microbiology Reviews. 11 (2), 231-266 (1998).
- van Ruiven, R., Meijer, G. W., Wiersma, A., Baumans, V., Van Zutphen, L. F. M., Ritskes-Hoitinga, J. The influence of transportation stress on selected nutritional parameters to establish the necessary minimum period for adaptation in rat feeding studies. Laboratory Animals. 32 (4), 446-456 (1998).
- Capdevila, S., Giral, M., Ruiz de la Torre, J. L., Russell, R. J., Kramer, K. Acclimatization of rats after ground transportation to a new animal facility. Laboratory Animals. 41 (2), 255-261 (2007).
- Arts, J. W. M., Kramer, K., Arndt, S. S., Ohl, F. The impact of transportation on physiological and behavioral parameters in Wistar rats: implications for acclimatization periods. ILAR journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 53 (1), 82-98 (2012).
- Sotocina, S. G., et al. The Rat Grimace Scale: A Partially Automated Method for Quantifying Pain in the Laboratory Rat via Facial Expressions. Molecular Pain. 7, (2011).
