إدخال الفرس التدريب باعتباره إثراء المعرفي للمختبر الفئران

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

وضع استراتيجيات التحسين جديدة للفئران المختبر هي مهمة صعبة أن يساهم في الوفاء 3RS (استبدال، والحد، والصقل) للعلم الحيوان مختبر ^1. يمكن إدخال تحسينات في مجال صقل يساهم في تعزيز رفاه الملايين من الحيوانات التي تستخدم لأغراض تجريبية. لذلك، لا بد من البحث المكثف في هذا المجال. وهذا هو أيضا هدف محدد من التوجيه 2010/63 للاتحاد الأوروبي. يشير التوجيه 2010/63 / الاتحاد الأوروبي إلى أن تجربة حياة الحيوانات المختبرية لابد من تعزيز وأن "المؤسسات يجب اقامة برامج التعود والتدريب المناسبة للحيوانات، والإجراءات وطول المشروع" (المادة 3.7) ^2.

يمكن للحيوانات المختبر تجربة العديد من المواقف العصيبة في حين يتم الاحتفاظ بها وتربيتها لإجراء التجارب. عادة، والتفاعل بين العملالفئران atory والأشخاص المسؤولين محدودة نوعا ما. ولذلك، فإن علاقة ثقة لا يمكن أن تتطور. وهذا يمكن أن تثير زيادة القلق والتوتر في رد فعل على التعامل معها، وهو ما يضر إلى سلوك وعلم وظائف الأعضاء، وبالتالي، رفاه، من الحيوانات ^{3 و 4 و 5 و 6.} وعلاوة على ذلك، تمارس بشكل روتيني الإجراءات المخبرية مثل مناولة العامة، وضبط النفس، والدم أو أخذ عينات الأنسجة يمكن أن يسبب استجابات التوتر، والتي يمكن دراستها عن طريق قياس معايير مختلفة، مثل هرمونات التوتر أو سلوك ^{7 و 8.} ولقد ثبت أن التعامل مع برامج يمكن أن تقلل بشكل فعال في القلق تجاه المحقق في القوارض مختبر ^{9 و 10 و 11.} برامج التعامل مع بالتالي يمكن تحسين الحيواناتالشروط ويمكن أن يسهم بشكل كبير في رفاهية الحيوان ^5.

الهدف من هذه الدراسة هو تقديم التدريب التعزيز الإيجابي للفئران كبرنامج معالجة محددة. التدريب التعزيز الإيجابي هو شكل من أشكال تكييف هواء فعال الذي يعطي للمحقق وسيلة لتشكيل السلوك الحيواني. عندما يقوم الحيوان سلوك المطلوب، وتبع ذلك حافزا إيجابيا (هنا، مكافأة الغذاء). والقصد من ذلك هو أن هذا الحيوان يربط مكافأة لسلوك كل منهما. الفرس التدريب هو شكل من أشكال التدريب التعزيز الإيجابي باستخدام معزز ثانوي مكيفة، و "فوق" صوت الفرس، وثبت لتعزيز سلوك معين ^12.

وبشكل أكثر تحديدا، فإن الصوت فوق بمثابة "جسر الوقت" بين السلوك ومكافأة القادمة ^13. المدرب ينقر على وجه التحديد عندما يقوم الحيوان المطلوبالسلوك، دون أي تأخير الوقت ^{14 سنة،} وبعد ذلك يعرض مكافأة الغذاء. هذا يقوي السلوك مكافأة، والتي سوف يتم تنفيذها مع ارتفاع وتيرة. يستخدم الفرس التدريب على نطاق واسع مع الحيوانات الأليفة، وجعلت طريقها إلى علم الحيوان المختبر، حيث كان قد تم تنفيذه بنجاح مع الرئيسات من غير البشر ^{13 و 15 و 16.} كما الفئران تتعلم بدلا بسرعة عندما تحدى مع نماذج تكييف هواء فعال، يجب إدخال معزز الثاني لا إرهاق قدراتهم المعرفية ^{5، 17، 18، 19.}

من خلال تقديم التدريب الفرس لحفظ الفئران، ونحن تمكين الفئران لتجربة تخصيب المعرفي. تصميم تخصيب المعرفي يجب تمكين الفئران لاستخدام مهاراتهم المعرفية لSOLVمشاكل البريد والتحكم بيئتهم ^{20 و 21.} العديد من الدراسات مع أنواع مختلفة تثبت التأثير الإيجابي لتخصيب المعرفي على رعاية الحيوانات في الأسر ^{22، 23، 24.} تعزيز قدرة الحيوانات على التعامل بنجاح مع التحديات البيئية يسهم في رفاهيتهم ^{25 و 26.}

وبالإضافة إلى ذلك، إذا كانت الحيوانات تعاني من مستويات منخفضة من الإجهاد خلال حياتهم، هم أقل عرضة لتطوير استراتيجيات المواجهة ضارة عندما واجه الضغوطات التي تحدث في البحوث الطبية الحيوية. وهكذا، فإن التنفيذ المتسق لتخصيب المعرفي يمكن أن تساهم في تجانس الظواهر المواضيع '. وسوف يسهم ذلك مبدأ 3R الحد، لأنها يمكن أن تقلل من عدد من المواد المطلوبةلتلبية المتطلبات الإحصائية ^27.

عن طريق وضع بروتوكول يمكن الاعتماد عليها والتي يمكن دمجها بسهولة في الروتين اليومي للحفظ الفئران المختبرية، ونحن يمكن أن تحسن إلى حد كبير تجربة حياتهم للرفاهية.

Protocol

الأخلاق بيان: إن التعامل مع الفئران والإجراءات التجريبية أجريت وفقا الأوروبي، وطنية، والمبادئ التوجيهية المؤسسية لرعاية الحيوانات. ملاحظة: يتضمن البروتوكول خمسة أيام من التدخلات (من الاثنين إلى الجمعة)، مع فواصل في عطلة نهاية الأسبوع (السبت والأحد). ب…

Representative Results

كان أول وأيضا واحدة من أهم الخطوات لتحديد مكافأة الغذائية المناسبة. لذلك، عرضت الفئران أنواع مختلفة من المكسرات، محلول السكر، المربى، وأنواع مختلفة من الشوكولاته في طبق بيتري (الشكل 1). في تجربتنا، أظهرت الفئران تفضيل واضح للالشوكولاته ال?…

Discussion

أثبت تنفيذ الفعال لبروتوكول التدريب الفرس مع لفيف من 12 BALB / ج الفئران الفطرية من كل جنس أن تكون غير معقدة. وقد أكدت الدراسات السابقة فعالية التدريب الفرس مع العديد من الأنواع، ومددنا هذه الفئران. كما الفئران هي الثدييات أقل البلدان نموا حيوانات المختبر، وغالبا ما يتم …

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