Med hjälp av Klickerträning och sociala Observation att lära råttor att frivilligt ändra burar
Summary
Detta protokoll införs en metod för bur förändring av råttor via Klickerträning. Råttor lär dig önskat beteende inte bara av direkt träning utan också av observationsstudier lärande. Genomförandet av detta snabbt och enkelt protokoll kan bidra till att förbättra välbefinnande och hygien i gnagare faciliteter.
Abstract
Cage rengöring är ett rutinmässigt utförda djurhållning förfarande och är kända för att inducera stress i laboratoriet råttor. Stress kan ha en negativ inverkan på välbefinnandet och kan påverka jämförbarheten och reproducerbarhet av forskningsresultat, bör mängden stress upplevs av försöksdjur minimeras och undvikas när så är möjligt. Ytterligare, direktkontakten mellan råttan och djur vaktmästaren under buren ändringen bär hygienrisker och därför möjligen påverkar negativt wellen-being av råttorna och kvaliteten på forskningen.
Våra protokollet syftar till att förbättra rutinmässigt utförda buren ändrar förfarandet. Därför presenterar vi ett genomförbart protokoll som möjliggör råttor till lära sig via Klickerträning och observation att frivilligt ändra till en ren bur. Denna utbildning hjälper till att reducera stress orsakad av fysiska störningen och hantering som är associerad med buren ändrar och samtidigt möjliggör en minskning av direktkontakt mellan djurhälsokrav och vaktmästare efter fasen utbildning är slutförd.
Genomförandet av Klickerträning till råttor är snabbt och enkelt. Råttor är allmänt intresserad av utbildningen och lära effektivt önskat beteende, vilket medför förändrade burar genom ett rör. Även utan utbildning, råttorna lär sig att utföra önskat beteende genom observation, eftersom 80% av gruppen observational learning bytt burar när den testades. Den utbildning ytterligare bidrar till att upprätta en förtroendefull relation mellan tränare och djur. Som hygien och välbefinnande är båda mycket viktiga i djurförsök, kan detta protokoll också bidra till att förbättra högkvalitativ forskning.
Introduction
Rutinmetoder kan orsaka stress i laboratorium djur1,2,3,4. Det har visats att bur ändra ökar kardiovaskulära parametrar och allmän aktivitet i råttor4,5,6. Sådan stressreaktioner kan åtminstone delvis på grund av de fysiska störningar och hantering som är associerad med bur ändra förfaranden i stället för den nya obekanta miljö2,4. Särskilt viktigt är den negativa effekten av stress på den ansedda djura7välbefinnande. Ytterligare, stress framkallar förändringar i beteende och andra kroppsparametrar för, inklusive det autonoma nervsystemet, neuroendokrina systemet och immunsystemet. Därför stress benämns ofta som en möjlig källa till oväntade avvikelser över djurförsök och bör undvikas så mycket som möjligt i hög kvalitet djurförsök7,8. Ett sätt att minska stress hos laboratoriedjur är genom utbildning. Utbildning djur generellt kan vara ett mycket användbart verktyg för laboratoriet djurhållning och är, i själva verket efterfrågas av EU-direktiv 2010/63/EU9. Utbildning kan fungera som en form av anrikning och hjälper till att förbereda djur för försök. träning bidrar därmed, att upprätthålla och förbättra välbefinnandet i laboratoriet inställningar10,11,12. En möjlig träningsmetod är positiv Förstärkningsträning (PRT). PRT är en form av operant betingning där en belöning (t.ex. mat belöning), är kopplad med en önskat beteende13. Denna form av träning är redan allmänt använt i laboratoriemiljö för icke-mänskliga primater för att minska stress och öka välbefinnandet och har vunnit popularitet i olika andra djurarter10,13, 14,15,16. Utbildning av frivilliga rörligheten är också ofta används för raffinering djurhållning hantering17,18,19. PRT är inte bara ett användbart verktyg för samarbete när du arbetar med djur. jämväl är det generellt fördelaktigt för djurens välbefinnande, oavsett om de utbildade beteenden är direkt begagnade20. Positiv förstärkning utbildning protokollet beskrivs här syftar till att undvika någon form av stress under rutinmässigt utförda bur förändringar genom att ge råttan möjlighet att frivilligt delta i förfarandet.
Utöver den eventuella stressen för djuren ge arbetsprocesser i djurens faciliteter alltid fallgropar för underhåll av hygieniska status, särskilt som den direkta kontakten mellan försöksdjur och djur vaktmästare bär risken för hygien kontaminering. I djurens faciliteter som specialiserat sig på gnagare, ger överföring av djuren från smutsigt till rent burar en regelbunden och hög arbetsbelastning. Detta förfarande omfattar vanligtvis direkt kontakt mellan djur och människor och utgör därmed en hygienisk riskfaktor på grund av den eventuella överföringen av patogener som bosatte sig på mänsklig hud21. Bortsett från överföring från andra djur vektorer inkräkta patogena och nonpathogenic organismer djur faciliteter oftast via människor22,23. Som nedsatt hälsa är associerad med undvikas nedsatt välbefinnande, även subkliniska infektioner kan vara en orsak till nonreproducible experimentella resultat, och detta bör tydligt24,25. På detta konto möjliggör utbildning djur till frivillig förändring burar ytterligare överledning av bur förändringen efter utbildningen med knappast någon direkt kontakt mellan djur och djurs vaktmästare, varigenom en hygienisk risk medan du utför experimentella rutiner.
Våra protokoll för utbildning råttor att frivilligt ändra burar kan vara ett användbart verktyg för laboratoriet råtta ledning, som den länkar utbildningen som en form av kognitiv berikning med utförande av rutinmässiga arbete. Våra protokoll är således en djurvänlig förfarande som hjälper till att öka välbefinnandet hos råttor i djurens laboratorieresurser. Som bur förändringen efter träningsfasen kan utföras med knappast någon direkt kontakt mellan djur och djurs vaktmästare, kan det dessutom hjälpa att upprätthålla hygienen på hög nivå och därför ytterligare förbättra djurförsök.
Protocol
Representative Results
Discussion
Protokollet beskrivs ovan är en användbar utökad tillämpning av våra tidigare beskrivna KLICKARE utbildning protokollet för laboratoriet möss10. Genomförandet kräver bara minuter per dag under totalt sju veckor, inklusive acklimatisering, tillvänjning och Klickerträning. För genomförbarhet var detta protokoll begränsad till veckodagar med sessioner av cirka tio minuter per par av råttor. Protokollet kan verkar vara tidskrävande att etablera i stor råtta kolonier, men om djuren är…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna är mycket tacksam för Thomas Wacker hans teknisk support. Vi tackar ytterligare Dr Mirjam Roth för hennes vänliga stöd.
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 |
References
- 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).
