Sono stati sviluppati protocolli di addestramento che coinvolgono il rinforzo positivo per le procedure di allevamento di routine nei conigli e si sono dimostrati efficaci, poiché i conigli hanno mostrato in modo affidabile i comportamenti addestrati all’esame generale settimanale. Raccogliere i conigli con la scatola di trasporto era meno avversivo della tecnica di manipolazione convenzionale.
Sono necessarie tecniche di manipolazione e addestramento non avverssive per gli animali da laboratorio per facilitare le procedure di allevamento sperimentali e di routine, migliorando sia il benessere degli animali che la qualità scientifica. L’addestramento con il clicker è stato utilizzato per sviluppare protocolli di addestramento per i conigli per perfezionare le procedure di routine stressanti solitamente associate al sollevamento (cioè essere sollevati dal pavimento) / trattenerli (cioè essere tenuti tra le braccia di un essere umano). Tredici femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda sono state addestrate in tre settimane. Tutti i conigli hanno imparato i comportamenti obiettivo predefiniti: hanno seguito il bastone bersaglio, sono saltati sulla bilancia, sono entrati in una scatola di trasporto e si sono impennati appoggiando le zampe anteriori sulla mano dell’addestratore. Inoltre, dieci animali sono saltati dal pavimento sulle ginocchia dell’addestratore seduto e hanno permesso all’addestratore di sollevare le zampe dalla superficie mentre era seduto sulle ginocchia dell’addestratore. Per alcuni individui, i protocolli hanno dovuto essere adattati con ulteriori passaggi intermedi. Alla fine dell’addestramento, i conigli hanno mostrato in modo affidabile i comportamenti attesi all’obiettivo, anche dopo brevi e lunghe pause di addestramento. Con poche eccezioni, una persona familiare diversa dall’addestratore poteva suscitare i comportamenti obiettivo dai conigli (generalizzazione), anche se erano necessarie ulteriori sessioni per la generalizzazione. Nel test di approccio volontario, i conigli hanno preferito interagire con l’addestratore nel 1° tentativo , ma hanno trascorso tanto tempo con una persona sconosciuta quanto con l’addestratore nel 2° tentativo. Le osservazioni comportamentali hanno suggerito che raccogliere i conigli con la scatola di trasporto, come descritto nel protocollo, invece di trattenerli con la collottola e sollevarli sul braccio, era meno avverso. Tutto sommato, i protocolli di addestramento erano fattibili e possono servire come strategia di perfezionamento nelle strutture per animali da laboratorio. Nell’interesse del benessere degli animali, i protocolli di addestramento dovrebbero essere applicati ove possibile.
Tra il 2015 e il 2019, più di 49 milioni di animali sono stati utilizzati per scopi scientifici nell’Unione Europea (e in Norvegia); 1.745.037 (3,5%) di loro erano conigli1. I conigli sono utilizzati principalmente per la ricerca normativa (ad esempio, controllo qualità, tossicità e altri test di sicurezza, inclusa la farmacologia) e la produzione di routine di sostanze biologiche (ad esempio, prodotti a base di sangue)2. Sebbene siano stati compiuti sforzi per sostituire gli esperimenti sugli animali con metodi privi di animali, l’uso di animali è ancora necessario per alcuni di questi scopi. Ogni volta che un esperimento sugli animali non può essere sostituito, è fondamentale ridurre il numero di animali e perfezionare le condizioni sperimentali, di stabulazione e di allevamento per ridurre al minimo la sofferenza. Russel e Burch hanno descritto questa strategia come il principio delle 3R (sostituire, ridurre, perfezionare) nel 19593 e, nel 2010, è stata implementata nella Direttiva 2010/63/UE sulla protezione degli animali da laboratorio utilizzati a fini scientifici4. Il ruolo di raffinamento, a volte indicato come “Cenerentola” delle 3R5, ha acquisito un’importanza crescente. Sebbene la sostituzione e la riduzione siano strategie a lungo termine verso l’obiettivo finale della direttiva di sostituire completamente gli esperimenti sugli animali, il perfezionamento consente il miglioramento immediato del benessere degli animali5, che a sua volta ha il potenziale per migliorare la qualità scientifica6. Le parti essenziali del perfezionamento sono la manipolazione e l’addestramento degli animali, come indicato nell’allegato III della direttiva 2010/63/UE. La direttiva stabilisce che le strutture per animali dovrebbero progettare programmi di assuefazione e addestramento per gli animali da laboratorio adattati alla specie, alla procedura e al progetto4. L’Appendice A dell’ETS n. 123 suggerisce che il personale degli animali da laboratorio trascorre del tempo “parlando, maneggiando, addestrando e pulendo gli animali”7.
Alcune procedure di manipolazione causano stress, specialmente per gli animali da preda terrestri come i conigli. Esempi sono l’essere messi all’angolo, trattenuti (cioè afferrati da un essere umano, tenuti tra le braccia di un essere umano o immobilizzati da un dispositivo) e sollevati (cioè raccolti dal pavimento) per un’ispezione sanitaria o procedure sperimentali8. Un sondaggio incentrato sui conigli domestici ha rivelato che il 57-61% di loro ha lottato quando è stato sollevato 9,10 e alcuni hanno persino mostrato aggressività correlata alla paura (cioè mordendo)11. Ciò sottolinea la necessità di tecniche di manipolazione e allenamento delicate. È già stato dimostrato per altri piccoli mammiferi come i topi che le tecniche di manipolazione delicata riducono l’ansia12. Inoltre, la manipolazione delicata in combinazione con l’allenamento riduce lo stress, l’ansia e il comportamento simile alla depressione nei topi13. Nei macachi rhesus e negli scimpanzé, le misure fisiologiche relative allo stress erano meno influenzate quando erano stati precedentemente addestrati su una procedura14,15. Si può presumere che se un animale può scegliere di partecipare volontariamente all’addestramento, può impegnarsi attivamente e controllare la situazione, il che migliora il benessere dell’animale e può anche contribuire a dati scientifici più solidi e affidabili16.
Molte procedure di addestramento degli animali si basano su principi di condizionamento operante, in particolare l’uso del rinforzo positivo e della modellatura 17,18,19. Il condizionamento operante richiede che un animale susciti comportamenti che possono quindi essere aumentati o diminuiti20. Ci sono quattro contingenze comuni che vengono utilizzate per descrivere il condizionamento operante: rinforzo positivo e negativo, nonché punizione positiva e negativa21,22. Nei conigli, la punizione positiva viene utilizzata quando una persona si avvicina (stimolo indesiderato) a un animale per allontanarlo o avvicinarlo a una particolare posizione23. Nel contesto della manipolazione di un coniglio sul lettino da visita, un esempio di rinforzo negativo è la rimozione della pressione (stimolo indesiderato) sul corpo del coniglio quando il coniglio rimane fermo; Un esempio di punizione negativa è il ritiro di una ricompensa alimentare (stimolo desiderato) quando il coniglio inizia a lottare. Né la punizione positiva/negativa né il rinforzo negativo sono raccomandati nell’addestramento degli animali. La punizione provoca effetti emotivi negativi24, come l’angoscia come mostrato nei cani25. Invece, il rinforzo positivo dovrebbe essere il metodo di scelta quando si addestrano gli animali25,26. L’addestramento di rinforzo positivo (PRT) significa che uno stimolo desiderabile (ad esempio, una ricompensa alimentare) viene fornito dopo che l’animale ha mostrato un comportamento desiderato, il che aumenta la probabilità che l’animale mostri di nuovo il comportamento desiderato in futuro27. Il PRT comporta spesso l’applicazione di un rinforzo condizionato. Un rinforzo condizionato (rinforzo secondario) di solito è uno stimolo neutro come un suono, che l’animale impara ad associare a un rinforzo incondizionato (rinforzo primario, ad es. ricompensa alimentare)28. Dopo che l’animale ha mostrato il comportamento desiderato, viene immediatamente presentato il rinforzo condizionato, seguito dalla presentazione della ricompensa alimentare26. Un esempio ben noto di PRT è l’addestramento con il clicker, in cui un clicker viene utilizzato per produrre un clic come rinforzo secondario26.
L’addestramento dovrebbe seguire schemi prevedibili, che si ottengono progettando un protocollo di addestramento. Il protocollo di addestramento descrive come un comportamento obiettivo può essere raggiunto passo dopo passo (cioè la modellazione comportamentale) mentre ogni passo è definito da criteri oggettivi e dovrebbe esserefacilmente realizzato. Se l’addestramento segue un protocollo particolare, è possibile che il personale degli animali da laboratorio si alterni all’addestramento degli animali. È importante notare che il personale deve conoscere i principi delle tecniche di apprendimento e formazione per poterli applicare correttamente26. L’addestramento degli animali spesso incorpora la modellazione comportamentale. La modellazione comportamentale a mano è stata deliberatamente utilizzata per la prima volta da Skinner e colleghi nei primi anni ’4029. Al contrario, nel lavoro precedente, Skinner si è piuttosto concentrato sul “fare piccoli cambiamenti nell’ambiente fisico al fine di implementare un programma di approssimazione successiva”29. In un articolo pubblicato su Scientific American, ha spiegato che il rafforzamento di un comportamento aumenta la probabilità che il comportamento venga ripetuto, il che “rende possibile modellare il comportamento di un animale quasi come uno scultore modella un pezzo di argilla”30. Da allora, la sagomatura ha avuto un’importanza crescente per gli animali in cattività 29,30,31,32. Per riprodurre e migliorare i protocolli di modellamento, è fondamentale valutare i protocolli in modo sistematico e oggettivo 33,34,35,36.
Una revisione sistematica e una meta-analisi recentemente pubblicate da Pfaller-Sadovsky et al. hanno scoperto che il rinforzo condizionato è stato studiato più frequentemente nei cavalli e nei cani, sebbene siano stati studiati anche gatti, bovini, pesci, capre e primati non umani37. Nella scienza degli animali da laboratorio, il PRT è ampiamente utilizzato per i primati non umani 38,39,40 e i cani 41,42. Inoltre, i maiali43, le capre44 e persino i piccoli mammiferi, come i topi13 e i ratti 45,46,47, sono stati addestrati con successo utilizzando un clicker in laboratorio. Per quanto ne sanno gli autori, l’introduzione del PRT per i conigli da laboratorio è stata segnalata solo raramente48; La letteratura esistente sottoposta a revisione paritaria pubblicata diversi decenni fa è obsoleta e non soddisfa i criteri della moderna ricerca etica. Sebbene poche informazioni non sottoposte a revisione paritaria suggeriscano che i conigli possano essere addestrati con successo utilizzando il PRT49, sembra esserci una mancanza di conoscenza sui protocolli di addestramento adeguati per i conigli ospitati in strutture per animali da laboratorio. Le ragioni sottostanti possono essere varie. Ad esempio, le tecniche di formazione utilizzate potrebbero non essere descritte in dettaglio negli articoli di ricerca o i dati vengono generati per la ricerca normativa e quindi non vengono pubblicati. Inoltre, i conigli potrebbero non essere l’obiettivo principale della ricerca sul perfezionamento poiché altre specie come topi e ratti sono più frequentemente utilizzate nella ricerca. Poiché i conigli possono mascherare molto bene lo stress e il disagio, il loro stato emotivo negativo quando vengono maneggiati può spesso rimanere non riconosciuto. Le dimensioni di un coniglio consentono agli esseri umani di trattenere questi animali per le procedure, mentre altre specie, come i primati non umani, non possono essere tenute con le mani per interventi simili senza essere gravementeferite. Tuttavia, questi fatti non dovrebbero impedire lo sviluppo o la condivisione di protocolli PRT per i conigli da laboratorio.
Per quanto riguarda i potenziali benefici del PRT, sono stati fatti i primi tentativi per colmare il divario di conoscenze sui protocolli di addestramento adatti per i conigli da laboratorio. Per facilitare le procedure di routine come la manipolazione, le ispezioni sanitarie e la pesatura, sono stati sviluppati protocolli di addestramento ed è stata valutata la loro fattibilità per le femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda. Sono stati effettuati confronti per valutare se la tecnica di manipolazione alternativa descritta nei protocolli di addestramento fosse meno avversiva della tecnica di manipolazione convenzionale e se i protocolli di addestramento potessero servire come misure di perfezionamento. La Figura 1 mostra il calendario del presente studio.
Mantenimento degli animali
Tredici femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda sono state ottenute da fonti commerciali (arrivo alla struttura per animali all’età di circa sette settimane di età). Gli animali erano privi di tutti i patogeni virali, batterici e parassitari elencati nelle raccomandazioni FELASA51. Durante lo svolgimento delle fasi del presente protocollo sono stati indossati indumenti e dispositivi di protezione (guanti, maschere, retine per capelli). Un gruppo di sei e un gruppo di sette animali sono stati alloggiati insieme in un recinto a pavimento di 2,8 m × 2,8 m (stabulazione a pavimento), rispettivamente. Il pavimento era ricoperto di materiale da letto in legno fine e traballante (autoclavato). Inoltre, il materiale di nidificazione e la lana di carta sono stati sparsi sopra la lettiera. Tre casette di plastica con due aperture ciascuna (37 cm × 60 cm; altezza 30 cm) e un tunnel di plastica (lunghezza: 58 cm; diametro: 16 cm) fungevano da rifugi. Inoltre, sono stati forniti articoli di arricchimento come blocchi di legno per rosicchiare, palline di fieno e salice e palline di snack piene di pellet di cibo, che cadono quando si sposta la palla. I conigli avevano libero accesso all’acqua del rubinetto, al cibo pellettato e al fieno e alla paglia sterilizzati in autoclave. Ulteriori informazioni sugli alimenti e sugli articoli di arricchimento sono elencate nella tabella dei materiali. La stanza degli animali veniva pulita il giovedì.
I conigli sono stati mantenuti in condizioni standard (temperatura ambiente e umidità relativa indicate come media ± deviazione standard: 20,3 ± 0,4 °C e 50 ± 5 %) con un ciclo luce/buio di 12:12 h (luce artificiale con ulteriore incidenza di luce diurna). Una radio è stata accesa 30 minuti prima dell’inizio della fase di luce per circa 8 ore per abituare i conigli ai rumori ambientali.
I protocolli di addestramento sono stati sviluppati per perfezionare le procedure di routine come la manipolazione, le ispezioni sanitarie e la pesatura nei conigli da laboratorio. La loro fattibilità è stata valutata in questo studio esplorativo utilizzando tredici femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda. I protocolli di addestramento potrebbero essere applicati in modo affidabile per addestrare con successo i conigli. La maggior parte dei conigli è stata in grado di apprendere i comportamenti obiettivo definiti nei protocolli di addestramento entro meno del periodo di addestramento di 3 settimane, li ha ricordati dopo 1 settimana di pausa di addestramento e li ha generalizzati a un’altra persona rispetto all’addestratore. Pochi adattamenti al protocollo hanno dovuto essere apportati per soddisfare le esigenze dei singoli animali. Il risultato principale del presente studio è stato che la tecnica di manipolazione raffinata per raccogliere i conigli, come descritto nei protocolli di addestramento, era meno avversiva della tecnica di manipolazione convenzionale. È interessante notare che i conigli addestrati hanno mostrato il loro comportamento esplorativo non solo nei confronti dell’addestratore familiare, ma anche di una persona sconosciuta in un test di approccio volontario.
Significato del target
L’obiettivo è servito come base per il presente protocollo di formazione. Quando hanno introdotto il bersaglio, gli animali hanno imparato che il loro comportamento ha influenzato l’ambiente e ha generato conseguenze. L’introduzione del bersaglio crea fiducia tra l’uomo e l’animale, come dimostrato dal coniglio #4, ci sono volute 7 sessioni di allenamento prima di seguire il bastone del bersaglio nell’arena di addestramento, ma ha imparato rapidamente i seguenti comportamenti obiettivo (cioè entro 1-3 sessioni di addestramento). Questo coniglio #4 sembrava aver guadagnato fiducia nell’addestratore durante l’introduzione del bersaglio, il che ha facilitato l’addestramento degli altri comportamenti obiettivo. Tuttavia, questo coniglio mancava ancora di fiducia nelle altre persone e non era disposto a mostrare la maggior parte dei comportamenti obiettivo nelle sessioni di generalizzazione.
Va notato che la destinazione non è stata definita come endpoint in alcune sezioni del protocollo. Invece, ad esempio, gli animali dovevano seguire il bersaglio per un numero variabile di salti o rimanere sulla bilancia per un numero variabile di secondi. È stato scelto un modello di ricompensa variabile per aumentare e mantenere l’attenzione e la motivazione dei conigli durante l’addestramento.
Segnali
Dopo che i conigli avevano eseguito con successo il passaggio 5.1, in tutte le sessioni di addestramento successive, l’addestratore ha posizionato il bersaglio a distanza ravvicinata dal naso del coniglio per segnalare al coniglio che la prova di addestramento era iniziata. Se il coniglio toccava il bersaglio con il naso/bocca, veniva presa in considerazione la volontà di partecipare all’addestramento e iniziava l’addestramento.
I protocolli attuali non includevano ulteriori segnali, ad esempio, la bilancia, la scatola di trasporto o la mano non erano considerati segnali. Invece, il bersaglio è stato utilizzato per condurre l’animale nell’arena di addestramento, sulla bilancia, nella scatola di trasporto, in aria (allevamento) o in grembo all’addestratore. Ciò significa che i comportamenti obiettivo “pesare”, “entrare nella scatola di trasporto”, “impennarsi” e “saltare in grembo” erano modifiche di “seguire il bersaglio”. La ragione di ciò erano i requisiti per il protocollo di addestramento: doveva essere fattibile per essere svolto dal personale delle strutture per animali, che potrebbe non essere esperto nell’addestramento degli animali, e facilmente integrabile nella routine lavorativa quotidiana. Pertanto, i protocolli devono essere efficienti e raggiungere rapidamente i comportamenti degli obiettivi.
Tuttavia, anche la mano che viene posta davanti al coniglio (passaggio 8.3), la bilancia o la scatola di trasporto hanno il potenziale per diventare sia un segnale che un bersaglio per le zampe. Pertanto, potrebbe essere possibile definire ulteriori passaggi che vanno oltre gli attuali protocolli e non richiedono l’uso del target stick. Ad esempio, non appena il coniglio vede la squama, la squama segnala ai conigli di saltarci sopra con tutte e quattro le zampe.
Adattamenti dei protocolli
Sebbene ci si possa aspettare che il fenotipo di animali da laboratorio quasi geneticamente identici sia molto simile, ci sono “differenze comportamentali tra gli individui che sono coerenti nel tempo e tra le situazioni [e] sono indicate come personalità”55, ad esempio, alcuni animali sono piuttosto timidi e altri audaci56. Gli animali timidi e meno esplorativi potrebbero impiegare più tempo per apprendere i comportamenti obiettivo definiti del protocollo (ad esempio, coniglio #4). Anche se i protocolli di addestramento standard possono essere adatti alla maggior parte delle persone, l’addestramento deve considerare le esigenze di un singolo animale e adattarsi ad esse, quando necessario26. Pertanto, dovrebbero essere definiti ulteriori passaggi intermedi più piccoli per quei conigli che non riescono ad apprendere una fase di addestramento del protocollo. Le ulteriori fasi di formazione intermedia dovrebbero aiutarli a procedere con successo verso la fase successiva. Soprattutto perché i piani di allenamento sono sviluppati in teoria e poi testati nella pratica, può diventare evidente che sono necessari ulteriori passaggi di allenamento per allenare un particolare comportamento obiettivo.
Rispetto agli attuali protocolli di addestramento, è stato necessario aggiungere alcune fasi intermedie di addestramento per i comportamenti obiettivo “seguire il bersaglio”, “entrare nella scatola di trasporto”, “impennarsi” e “saltare in grembo”, come descritto in dettaglio nella sezione sui risultati rappresentativi poiché i singoli animali non sono riusciti a proseguire con la fase di addestramento successiva. È interessante notare che i passaggi intermedi 8.2+ e 9.3+ sono stati richiesti dalla maggior parte dei conigli, sottolineando la loro importanza. Pertanto, questi passaggi sono stati aggiunti come nota ai protocolli di allenamento.
In alternativa, al passo definito 8.2+, l’addestratore potrebbe appoggiare una mano sul pavimento con il palmo rivolto verso l’alto e lasciare che il coniglio calpesti la mano con una ed eventualmente entrambe le zampe anteriori. Inoltre, è concepibile che un coniglio richieda ulteriori passaggi intermedi prima del passaggio 9.3+, ad esempio, prima il coniglio posiziona una zampa posteriore e poi entrambe le zampe posteriori in grembo all’addestratore. Se un coniglio non accetta di essere toccato nei passaggi 9.5-9.9, la durata del contatto con le diverse parti del corpo potrebbe essere gradualmente aumentata. Inoltre, inizialmente solo l’indice e il medio potevano essere usati per accarezzare gli animali con una pressione leggera come una piuma. Quindi il numero di dita utilizzate per il contatto e la pressione possono essere aumentati in più fasi.
Affinamento delle tecniche di manipolazione
Si può presumere che la manipolazione sia altamente avversiva, specialmente nei conigli con un tratto di personalità timido. I conigli sono animali da preda terrestri e il fatto di essere sollevati (cioè sollevati dal pavimento) o trattenuti (cioè tenuti tra le braccia di un essere umano) per un’ispezione sanitaria e una procedura sperimentale è probabile che causi ansia e angoscia. Un’opzione per perfezionare i metodi di manipolazione è stata introdotta nei protocolli di addestramento: invece di trattenere il coniglio per la collottola e sollevare il coniglio sull’altro braccio, il coniglio può essere condotto con il bastone bersaglio nella scatola e portato nella scatola al lettino da visita, come suggerito in precedenza50, 57, dove il coniglio viene trasferito delicatamente dalla scatola al tavolo. In alternativa, la parte superiore della scatola può essere rimossa o il coniglio può essere guidato con il bastoncino bersaglio fuori dalla scatola.
Le osservazioni comportamentali eseguite dopo che i conigli sono stati prelevati utilizzando la tecnica di manipolazione convenzionale o la scatola di trasporto hanno rivelato che la tecnica di manipolazione convenzionale era associata a comportamenti più legati allo stress e all’ansia rispetto alla tecnica alternativa. Questa conclusione è stata tratta dall’elevato numero di animali che rifiutavano la ricompensa alimentare sul lettino da visita e dall’aumento della durata del tempo trascorso a nascondersi nei rifugi quando veniva applicata la tecnica di manipolazione convenzionale. È interessante notare che la tecnica di manipolazione non ha influenzato il tempo di interazione con l’addestratore, indicando che il processo di manipolazione potrebbe non aver compromesso la relazione uomo-animale. Tuttavia, oltre al trainer, la scatola di trasporto serviva anche come “dispositivo di manipolazione” (cioè, il dispositivo di manipolazione della tecnica convenzionale era il trainer, i dispositivi di manipolazione della tecnica alternativa erano sia il trainer che la scatola di trasporto). Pertanto, è stato analizzato anche il tempo di interazione con la scatola di trasporto. Sebbene i conigli fossero appena stati raccolti con la scatola di trasporto, trascorrevano più tempo a interagire con la scatola o nella scatola rispetto a quando venivano raccolti con la tecnica convenzionale. Ciò ha suggerito che la scatola di trasporto potrebbe essere associata a un effetto positivo. Confrontando la durata dell’interazione con entrambi i “dispositivi di manipolazione” (cioè la somma del tempo trascorso interagendo con la scatola e l’addestratore), la tecnica di manipolazione della scatola ha aumentato la durata dell’interazione con i “dispositivi di manipolazione”, cioè questa tecnica ha avuto un chiaro effetto positivo sulla risposta comportamentale dei conigli nei confronti dei “dispositivi di manipolazione” in previsione di essere maneggiati. Risultati simili sono stati fatti nei topi di laboratorio, dimostrando che le tecniche di manipolazione delicata e l’addestramento hanno ridotto lo stress e l’ansia: gli animali che sono stati raccolti usando un tunnel o le mani a coppa hanno trascorso più tempo a interagire volontariamente con il “dispositivo di manipolazione” e hanno mostrato meno comportamenti legati all’ansia rispetto ai topi con il manico della coda12. L’allenamento sembrava rafforzare questo effetto. Leidinger et al. hanno dimostrato che i topi con manico delicato (tunnel/coppa) hanno mostrato meno minzione, defecazione e vocalizzazione quando sono stati trattenuti dalla collottola e meno comportamento fluttuante nel Morris Water Maze Test quando sono stati addestrati con PRT rispetto ai topi non addestrati13.
Fattibilità dei protocolli per il lavoro quotidiano – durata, fidelizzazione e generalizzazione della formazione
Il numero di sessioni di addestramento necessarie per apprendere un comportamento obiettivo dipendeva dal singolo animale e dai comportamenti obiettivo, che comprendevano un diverso numero di passaggi che andavano dalla sezione 3 alla sezione 9 del protocollo presentato sopra.
A seconda del numero di animali che sono riusciti ad apprendere un comportamento obiettivo e del numero di adattamenti che hanno dovuto essere apportati ai protocolli per i singoli animali, le fasi di addestramento avevano diversi livelli di difficoltà. Il comportamento “seguire il bersaglio” è stata la prima esperienza di addestramento dei conigli e, quindi, alcuni animali hanno impiegato più tempo per addestrarsi su questo comportamento rispetto all’altro comportamento obiettivo, come discusso sopra. Mentre tutti gli animali potevano essere addestrati alla “pesatura” secondo il presente protocollo, erano necessari ulteriori passaggi intermedi per “entrare nella scatola di trasporto” da parte di due animali e per “allevare” e “saltare in grembo” da quasi tutti i conigli. Ciò può essere spiegato dal grado di contatto fisico tra animale e addestratore che era necessario per eseguire i diversi comportamenti obiettivo. “Pesare” ed “entrare nella scatola di trasporto” non comportavano alcun contatto fisico tra animale e uomo. La fase finale di “allevamento” (8.3) e le fasi 9.2-9.4 di “salto in grembo” richiedevano ai conigli di entrare in contatto fisico con l’addestratore. Inoltre, l’addestratore ha toccato la spalla, la schiena, la groppa, le orecchie o le zampe del coniglio nei passaggi 9,5-9,9 di “salto in grembo”, aumentando il grado di contatto fisico tra animale e addestratore. Accettare di essere toccati è stato più difficile per alcuni conigli che per altri. Come discusso in precedenza, è stato utile adattare i protocolli di addestramento di questi comportamenti obiettivo e aggiungere passaggi intermedi.
Tuttavia, tre conigli hanno richiesto sessioni di addestramento aggiuntive per completare il comportamento obiettivo “saltare in grembo” (#4, #7, #10). Si potrebbero escludere menomazioni fisiche che impedivano a questi animali di saltare in grembo all’addestratore. Inoltre, i conigli erano in grado di saltare sulle loro case, le altezze di queste erano più alte del grembo dell’addestratore.
È stato evidente che due di questi tre conigli (#4 e #10) hanno avuto bisogno di più tempo per abituarsi all’addestratore e alla ricompensa alimentare nelle sessioni di assuefazione e in parte hanno avuto bisogno di più sessioni di allenamento per raggiungere la fase finale di altri comportamenti obiettivo. Questo è stato vero anche per il coniglio #7, che ha avuto un infortunio alla coda a causa di risse all’interno del gruppo dalla quarta sessione di assuefazione. Pertanto, il coniglio #7 è stato raccolto, trasferito sul lettino da visita, trattato e ispezionato quotidianamente per 15 giorni, il che potrebbe aver comportato una maggiore cautela nei confronti degli esseri umani. Da un lato, è fondamentale notare che le prestazioni di allenamento possono essere influenzate, ad esempio, da uno stato di salute alterato, da un aumento dei livelli di stress o da una relazione uomo-animale disturbata a causa di altri interventi. D’altra parte, queste osservazioni hanno dimostrato l’importanza dell’assuefazione per l’allenatore e la ricompensa alimentare. Alcuni animali potrebbero richiedere più tempo per familiarizzare con la presenza dell’addestratore e accettare la ricompensa alimentare dall’addestratore. Se fossero state condotte ulteriori sessioni di assuefazione, i conigli #4 e #10 avrebbero potuto ottenere risultati migliori nelle sessioni di addestramento. L’importanza di abituare i conigli all’uomo è già stata riportata in letteratura. L’allevatore commerciale, da cui sono stati acquistati i conigli utilizzati in questo studio, ha recentemente introdotto sessioni regolari di accarezzamento, che hanno ridotto il comportamento correlato allo stress ed eliminato le aggressioni58. In uno studio precedente, è stato dimostrato che accarezzare e maneggiare i giovani conigli riduce il comportamento correlato all’ansia, aumenta il loro aumento di peso e riduce il tasso di mortalità59.
Una volta che i conigli hanno appreso i diversi comportamenti obiettivo, sono stati ancora in grado di mostrarli dopo due brevi (una settimana) e una lunga (circa 7,5-9,5 settimane) pause di addestramento, salvo eccezioni individuali. Queste osservazioni possono indicare che è sufficiente chiedere ai conigli di eseguire i comportamenti dell’obiettivo addestrato una volta alla settimana quando viene eseguito l’esame generale e la stanza/recinto viene pulita.
Per la fattibilità del protocollo per la vita lavorativa quotidiana, è anche fondamentale che i conigli generalizzino i comportamenti degli obiettivi addestrati a persone diverse dall’addestratore. In caso di vacanza o malattia, un’altra persona deve continuare l’addestramento e la cura degli animali. La maggior parte dei conigli (dodici su tredici) ha generalizzato i comportamenti obiettivo “pesare”, “entrare nella scatola di trasporto” e “allevare” al custode dell’animale, anche se, in alcuni casi, i conigli hanno impiegato più di una sessione di addestramento per mostrare il comportamento desiderato. “Pesare” sembrava generalizzare meglio; seguito da “entrare nella scatola di trasporto” e “allevamento”. Tuttavia, “saltare in grembo” sembrava essere più difficile da generalizzare a un’altra persona. Gli animali hanno impiegato più tempo per dimostrare il comportamento desiderato (9.9.) e due conigli, che in precedenza avevano imparato il passaggio finale 9.9, non sono riusciti a mostrare questo comportamento obiettivo, probabilmente a causa del maggiore contatto fisico necessario (vedi sopra). Un coniglio (#4) non ha mostrato alcun passaggio dei comportamenti obiettivo “pesatura”, “ingresso nella scatola di trasporto” e “allevamento” e non era interessato a interagire con il custode dell’animale. Il coniglio #4 era uno degli animali che aveva bisogno di più tempo per abituarsi all’addestratore e alla ricompensa alimentare nelle sessioni di assuefazione. Ciò può indicare che, per alcuni individui, sono utili sessioni aggiuntive in cui i custodi degli animali trascorrono del tempo con i conigli, li abituano ad accettare la ricompensa alimentare da loro e costruiscono un legame positivo23. I conigli possono essere in grado di distinguere tra persone diverse, come dimostrato per i ratti60. Ulteriori fattori che hanno il potenziale per influenzare le prestazioni dei conigli nelle sessioni con l’addestratore e il custode degli animali possono essere segnali inconsci che l’addestratore ha dato agli animali durante le sessioni di addestramento, ad esempio la posizione del bastone bersaglio o della ciotola della ricompensa, la posizione o il movimento del corpo. Se l’addestratore non è a conoscenza di questi segnali, non saranno documentati e le altre persone non imiteranno questi segnali.
Inoltre, le capacità di addestramento delle persone che lavorano con gli animali, inclusa la routine di maneggiare il bastone bersaglio e la presentazione della ricompensa, possono influenzare il comportamento degli animali. Oltre alla conoscenza dei principi di apprendimento e della comunicazione animale, sono necessarie esperienze pratiche per addestrare con successo un animale61 e recuperare un comportamento obiettivo. Poiché le sessioni di generalizzazione che coinvolgono una persona qualificata e una non qualificata non sono state confrontate, la rilevanza del fattore “abilità di formazione” non può essere determinata. Tuttavia, per quanto ne sanno gli autori, gran parte del personale degli animali da laboratorio non è addestrato all’addestramento degli animali e quindi le condizioni in cui sono state eseguite le sessioni di generalizzazione (cioè, coinvolgendo un custode degli animali con solo poche esperienze precedenti nell’addestramento con i clicker) rappresentavano un ambiente realistico nelle strutture per animali da laboratorio.
I dati rappresentativi dei protocolli forniscono alle strutture animali un’idea del carico di lavoro associato all’addestramento dei diversi comportamenti obiettivo. I dati possono aiutare le strutture per animali a creare i propri orari di lavoro durante l’implementazione del protocollo. A seconda del singolo animale e dei comportamenti obiettivo, un po’ di tempo aggiuntivo dovrebbe essere riservato al processo di generalizzazione. Tuttavia, la durata del tempo può variare quando si lavora con conigli maschi o un’altra razza di coniglio. Nelle strutture per animali, si dovrebbe discutere se esiste un tempo appropriato e cosa deve essere cambiato per consentire il tempo per l’addestramento degli animali.
Oltre al tempo necessario per l’addestramento degli animali, bisogna considerare che l’addestramento ha bisogno di addestratori qualificati e anche insegnare al personale come addestrare gli animali può richiedere molto tempo. Se la formazione fosse una parte obbligatoria della formazione del personale degli animali da laboratorio, cioè custodi degli animali, veterinari e ricercatori, l’implementazione della formazione degli animali nelle strutture sarebbe facilitata e richiederebbe meno tempo. Secondo l’allegato III della Direttiva 2010/63/UE, “gli stabilimenti devono istituire programmi di abituamento e addestramento adatti agli animali, alle procedure e alla durata del progetto”, ovvero l’addestramento degli animali è richiesto dalla legge. In Germania, tali programmi devono essere presentati al momento della richiesta di una licenza per la sperimentazione animale. Ciò richiede che le persone che pianificano esperimenti sugli animali e lavorano con animali da laboratorio siano esperte nell’addestramento degli animali. Tuttavia, almeno in Germania, l’addestramento degli animali non fa parte del programma di formazione dei custodi degli animali nel campo della ricerca e della clinica 62,63,64. Inoltre, non è esplicitamente menzionato nel quadro dell’UE per l’istruzione e la formazione65. Pertanto, finché la formazione non è stata implementata in questi regolamenti, lo sviluppo professionale continuo incentrato sulla formazione di rinforzo positivo richiede maggiore attenzione. Il personale degli animali da laboratorio deve apprendere i principi delle tecniche di apprendimento e addestramento, i criteri necessari, il trasferimento delle procedure tra gli addestratori, la tenuta dei registri e come rispondere agli animali che non partecipano nel modo desiderato per garantire coerenza e prevedibilità.
Interazione uomo-animale
L’intenso tempo di interazione uomo-animale durante le sessioni di addestramento fornisce un ambiente ottimale per rafforzare la relazione tra i singoli conigli e l’addestratore 26,66. Una relazione uomo-animale positiva è benefica per il benessere degli animali poiché può ridurre i loro livelli di stress nell’allevamento e negli ambienti sperimentali67. Negli attuali protocolli di addestramento, l’addestratore considera l’agenzia dei conigli e possono decidere di partecipare (o non partecipare) all’addestramento su base volontaria. Fornire agli animali un’azione è vantaggioso per il loro benessere 16 e dovrebbe quindi essere perseguito negli esperimenti così come nell’alloggio e nell’allevamento. Ci sono diversi livelli di agenzia comportamentale68; la partecipazione al PRT può essere attribuita al livello di azione guidata, cioè “comportarsi attivamente per raggiungere i risultati attuali [ad esempio, procurarsi cibo]”68.
Analizzando l’approccio volontario dei conigli nei confronti dell’addestratore e di una persona sconosciuta, si potrebbe osservare un’intensa interazione uomo-animale. I risultati hanno rivelato che tutti i conigli, ad eccezione di un animale nel 1° studio (# 12), hanno interagito sia con l’addestratore che con la persona sconosciuta. Sembravano riconoscere l’allenatore poiché mostravano una chiara preferenza per l’interazione con l’allenatore nella1a prova e alcuni di loro saltavano con tutte e quattro le zampe in grembo all’allenatore; un comportamento che non è stato mostrato nei confronti della persona sconosciuta. Sebbene i conigli abbiano trascorso più tempo a interagire con l’addestratore rispetto alla persona sconosciuta nel 1° studio, il tempo di interazione non differiva più nel 2° studio. Una ragione di questa osservazione potrebbe essere che i conigli si aspettavano di ricevere una ricompensa alimentare dall’addestratore nella 1aprova e , a causa della mancanza di ricompense alimentari nel test di approccio volontario, non hanno più trascorso più tempo con l’addestratore nella2a prova. Questi dati hanno tuttavia sottolineato che i conigli addestrati si sono rapidamente abituati alla presenza di una persona sconosciuta e nessuno di loro era troppo timido per interagire. Al contrario, erano molto esplorativi e interessati alla persona sconosciuta. Tuttavia, poiché non è stato studiato un gruppo di controllo non addestrato, l’effetto dell’addestramento sul comportamento di approccio volontario dei conigli non è chiaro.
Un’ipotesi che spiega il comportamento del coniglio #12 nel 1° studio è che questo individuo doveva ancora abituarsi alla presenza della persona sconosciuta nel 1° studio ed era più interessato a interagire sia con l’addestratore (70 secondi) che con la persona sconosciuta (9 secondi) nel 2° studio. I conigli hanno diversi tratti della personalità che possono influenzare il livello di comfort con persone sconosciute e, a sua volta, la latenza di avvicinamento o la durata dell’interazione con una persona69,70.
Limitazioni
Siamo consapevoli che tutti i conigli nel recinto/stanza, non solo quello che partecipa all’addestramento, possono sentire il clic (cioè il rinforzo condizionato) durante una sessione di addestramento e il suo effetto rinforzante può essere indebolito poiché la ricompensa alimentare (cioè il rinforzo naturale/incondizionato) non viene presentata. Se un coniglio fuori dall’arena di addestramento mostra un comportamento addestrato e sente il clic, ma non viene presentato cibo (e questo scenario si verifica più volte), il comportamento addestrato potrebbe essere estinto. Questo fenomeno è indicato come estinzione64,71. Tuttavia, poiché tutti i comportamenti obiettivo degli attuali protocolli dipendono dall’obiettivo presentato dal formatore, è improbabile che si verifichi l’estinzione nel nostro ambiente di addestramento.
Poiché le pareti dell’arena di addestramento erano trasparenti e l’arena di addestramento si trovava nel recinto, i conigli potevano vedersi, ascoltarsi e annusarsi a vicenda durante l’addestramento, il che è un chiaro vantaggio legato al benessere. Inoltre, i conigli potrebbero aver osservato i membri del loro gruppo durante le sessioni di addestramento e aver imparato l’uno dall’altro. Nei ratti, è stato precedentemente dimostrato che gli individui hanno imparato a eseguire un comportamento obiettivo osservando il loro compagno di gabbia addestrato da PRT45. Questo fatto può essere considerato sia un vantaggio che uno svantaggio. Il progresso dell’apprendimento degli animali può essere più veloce quando possono osservarsi a vicenda. Tuttavia, i dati dei singoli animali possono essere influenzati dalle prestazioni dei membri del gruppo e non possono essere attribuiti esclusivamente all’addestramento del singolo animale. Pertanto, l’addestramento degli animali senza alcun contatto con i membri del gruppo o con i conigli alloggiati da un solo alloggio potrebbe richiedere più tempo.
Le osservazioni comportamentali degli individui (nel test di approccio volontario e dopo aver applicato le diverse tecniche di manipolazione) sono state effettuate nel loro ambiente sociale familiare e nel gruppo per evitare lo stress e la distrazione causati da un nuovo ambiente e dalla separazione dal loro gruppo, che a sua volta avrebbe influenzato le osservazioni comportamentali. Lo svantaggio è, tuttavia, che i conigli potrebbero aver influenzato il comportamento reciproco durante le sessioni di osservazione.
Gli effetti delle tecniche di manipolazione sono stati studiati solo in sette animali che coinvolgono l’addestratore come persona che maneggia gli animali. Gli autori stanno pianificando uno studio di follow-up che includa un calcolo a priori della dimensione del campione per riprodurre i risultati con altri gestori e per esaminare ulteriormente le differenze tra le tecniche di manipolazione.
Tutti gli esseri umani coinvolti nell’addestramento, nella manipolazione e nel test di approccio volontario erano femmine. Non è stato studiato se le prestazioni di addestramento dei conigli o il loro comportamento varierebbero se fossero coinvolte persone di sesso maschile.
Gli attuali protocolli di addestramento dovrebbero dare al lettore un’idea di ciò che può essere addestrato nei conigli, ma non comprendono tutti i potenziali comportamenti obiettivo che sarebbero utili per addestrare in un coniglio da laboratorio. Ad esempio, anche la marcatura di un coniglio come suggerito nella sezione del protocollo sui requisiti generali varrebbe la pena di essere addestrata usando il PRT.
Come sottolineato più sopra, la scelta della giusta ricompensa non è banale. A causa delle restrizioni igieniche, l’uso di erbe fresche come ricompensa alimentare non è consentito in alcune strutture per animali da laboratorio e, pertanto, devono essere utilizzate ricompense alimentari meno appropriate come semi di girasole o prelibatezze di foraggiamento a base di cereali. Per quanto riguarda la decisione sulla ricompensa alimentare, alcune norme e regolamenti delle attuali pratiche di laboratorio sono dannose per il benessere degli animali e l’addestramento efficace e, pertanto, potrebbe essere necessario riconsiderare caso per caso. Potrebbe anche essere possibile utilizzare alternative alle ricompense alimentari, ad esempio tocchi delicati o interazioni con l’allenatore o articoli di arricchimento. Tuttavia, l’addestratore deve assicurarsi per ogni singolo animale che l’alternativa sia premiare l’animale perché una ricompensa è una ricompensa solo se il coniglio la favorisce davvero. Soprattutto i tocchi potrebbero non essere ricevuti come gratificanti da tutti i conigli.
Conclusioni
In sintesi, il presente studio è stato un primo passo per colmare il divario di conoscenze sui protocolli di addestramento adeguati per i conigli da laboratorio. Le femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda potrebbero essere addestrate per le procedure di allevamento di routine utilizzando il PRT e generalizzare i comportamenti obiettivo appresi ad altre persone, anche se dovrebbe essere riservato tempo aggiuntivo al processo di generalizzazione. I comportamenti obiettivo senza contatto fisico sembravano essere più facili da imparare rispetto ai comportamenti che richiedevano il contatto fisico con gli esseri umani. Dopo che gli animali hanno completato con successo l’addestramento di un comportamento obiettivo, era sufficiente recuperarli una volta alla settimana nel contesto dell’esame generale e della pulizia del recinto. I protocolli di addestramento considerati generalmente applicati a tutti i conigli sono convenienti, ma l’addestratore deve essere consapevole che, in alcuni casi, deve essere adattato alle esigenze dell’animale. I risultati sulle tecniche di manipolazione hanno suggerito che raccogliere i conigli con la scatola di trasporto invece di trattenerli per la collottola e sollevarli sul braccio era meno avverso. Nel complesso, gli attuali protocolli forniscono istruzioni fattibili per il processo di assuefazione e addestramento dei conigli e possono servire come perfezionamento nelle strutture per animali da laboratorio.
Gli animali non devono soffrire a causa del risparmio di lavoro, tempo o denaro (almeno secondo la legge tedesca sul benessere degli animali72). È importante prendersi cura e gestire tutti gli animali nel modo più delicato possibile. Poiché gli animali non addestrati soffrono in misura maggiore di ansia e angoscia causati da procedure di allevamento sperimentali e di routine rispetto alle loro controparti addestrate13, l’addestramento è una semplice misura di perfezionamento per impedire loro di sperimentare stati affettivi negativi.
The authors have nothing to disclose.
Gli autori ringraziano i custodi degli animali per essersi presi cura dei conigli e per il loro lavoro compassionevole e dedicato. Grazie a Kai Diederich per aver corretto le bozze del manoscritto.
Bed-r’Nest | The Andersons, Inc., Maumee, USA | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
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G*Power | version 3.1.9.7 | ||
Heu-Proppen | Ssniff Spezialdiäten GmbH, Soest, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
IBM Corp. Released 2020. IBM SPSS Statistics for Windows, Armonk, NY: IBM Corp | IBM Corp | Version 27.0. | in the manuscript referred to as "software for advanced statistical analysis" |
Kaninchen Haltung + 25 mg/kg Salinomycin-Natrium-Sondermischung | Ssniff Spezialdiäten GmbH, Soest, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
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Lillebro geschälte Sonnenblumenkerne”, Martina GmbH, München, Germany) and Rainbow Foraging Bits (Bio-Serv, Flemington, USA) | Martina GmbH, München, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
Microsoft Excel for Microsoft 365 MSO | Microsoft Corporation | Version 2305 | in the manuscript referred to as "spread sheet" |
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