Были разработаны протоколы обучения, включающие положительное подкрепление для рутинных процедур содержания кроликов, которые оказались успешными, так как кролики достоверно демонстрировали обученное поведение при еженедельном общем осмотре. Подбирать кроликов с помощью транспортировочного ящика было менее отвратительно, чем обычная техника обработки.
Неагрессивные методы обращения и обучения лабораторных животных необходимы для облегчения экспериментальных и рутинных процедур содержания, улучшая как благополучие животных, так и качество научных исследований. Обучение с помощью кликера использовалось для разработки протоколов обучения кроликов, чтобы усовершенствовать стрессовые рутинные процедуры содержания, обычно связанные с поднятием (т.е. поднятием с пола)/удержанием (т.е. удержанием на руках человека) их. Тринадцать самок новозеландских белых кроликов обучались в течение трех недель. Все кролики выучили заранее определенное целевое поведение: они следовали за целевой палочкой, запрыгивали на весы, входили в транспортировочный ящик и вставали на дыбы, положив передние лапы на руку дрессировщика. Кроме того, десять животных прыгали с пола на колени сидящего дрессировщика и позволяли дрессировщику отрывать лапы от поверхности, сидя на коленях дрессировщика. Для некоторых лиц протоколы должны были быть адаптированы с помощью дополнительных промежуточных шагов. В конце обучения кролики достоверно демонстрировали ожидаемое целевое поведение даже после коротких и длительных перерывов в тренировках. За редким исключением, знакомый человек, не являющийся дрессировщиком, мог получить от кроликов целевое поведение (генерализация), хотя для обобщения требовались дальнейшие сеансы. В тесте добровольного подхода кролики предпочитали взаимодействовать с тренером в1-м испытании, но проводили столько же времени с незнакомым человеком, сколько и с тренером во2-м испытании. Поведенческие наблюдения показали, что поднятие кроликов с помощью транспортировочного ящика, как описано в протоколе, вместо того, чтобы удерживать их загривком и поднимать на руку, было менее отвратительным. В целом, протоколы обучения были осуществимы и могут служить стратегией совершенствования в помещениях для лабораторных животных. В интересах благополучия животных протоколы дрессировки должны применяться везде, где это возможно.
В период с 2015 по 2019 год в Европейском союзе (и Норвегии) в научных целях использовалось более 49 миллионов животных; Из них 1 745 037 (3,5 %) были кроликами1. Кролики в основном используются для нормативных исследований (например, контроль качества, токсичность и другие испытания на безопасность, включая фармакологию) и рутинного производства биологических веществ (например, продуктов на основе крови)2. Хотя предпринимаются усилия по замене экспериментов на животных методами без животных, использование животных по-прежнему необходимо для некоторых из этих целей. Всякий раз, когда эксперимент на животных не может быть заменен, крайне важно сократить количество животных и улучшить экспериментальные условия, а также условия содержания и содержания, чтобы свести к минимуму страдания. Рассел и Берч описали эту стратегию как принцип 3R (заменить, сократить, улучшить) в 1959 году3, а в 2010 году он был реализован в Директиве 2010/63/ЕС о защите лабораторных животных, используемых в научных целях4. Роль утонченности, которую иногда называют «Золушкой» 3R5, приобретает все большее значение. В то время как замена и сокращение являются долгосрочными стратегиями, направленными на достижение конечной цели Директивы по полной замене экспериментов на животных, усовершенствование позволяет немедленноулучшить благополучие животных, что, в свою очередь, имеет потенциал для улучшения научного качества. Важными частями совершенствования являются обращение с животными и дрессировка, как указано в Приложении III к Директиве 2010/63/ЕС. Директива предусматривает, что животноводческие учреждения должны разрабатывать программы привыкания и обучения лабораторных животных, адаптированные к видам, процедуре и проекту4. В Приложении А к ETS No 123 говорится, что персонал лабораторных животных тратит время на «беседу с животными, их обрабатывание, дрессировку и уход»7.
Некоторые погрузочно-разгрузочные работы вызывают стресс, особенно у наземных животных-добычи, таких как кролики. Например, их загоняют в угол, удерживают (т.е. захватывают человеком, держат на руках или обездвиживают с помощью устройства) и поднимают (т.е. поднимают с пола) для медицинского осмотра или экспериментальных процедур8. Опрос, посвященный домашним кроликам, показал, что 57-61% из них испытывали трудности при подъеме 9,10, а некоторые даже проявляли агрессию, связанную со страхом (т.е. кусание)11. Это подчеркивает необходимость бережного обращения и методов обучения. На примере других мелких млекопитающих, таких как мыши, уже было продемонстрировано, что мягкие методы обращения снижают беспокойство. Более того, мягкое обращение в сочетании с обучением снижает стресс, беспокойство и депрессивное поведение у мышей13. У макак-резусов и шимпанзе физиологические показатели, связанные со стрессом, были менее затронуты, когда они были предварительно обучены процедуре14,15. Можно предположить, что если животное может добровольно участвовать в обучении, оно может активно участвовать в ситуации и контролировать ее, что улучшает благополучие животного, а также может способствовать получению более надежных и надежныхнаучных данных.
Многие процедуры дрессировки животных основаны на принципах оперантного обусловливания, в частности, на использовании положительного подкрепления и формировании 17,18,19. Оперантное обусловливание требует, чтобы животное вызывало поведение, которое затем может быть увеличено или уменьшено20. Существует четыре общих случая, которые используются для описания оперантного обусловливания: положительное и отрицательное подкрепление, а также положительное и отрицательное наказание21,22. У кроликов позитивное наказание используется, когда человек приближается (нежелательный стимул) к животному, чтобы отвести его отопределенного места или к нему. В контексте обращения с кроликом на смотровом столе примером отрицательного подкрепления является снятие давления (нежелательного стимула) на тело кролика, когда кролик остается неподвижным; Примером негативного наказания является лишение пищевого вознаграждения (желаемого стимула), когда кролик начинает бороться. Ни положительное/отрицательное наказание, ни отрицательное подкрепление не рекомендуются при дрессировке животных. Наказание вызывает негативные эмоциональные аффекты24, такие как дистресс, как показано у собак25. Вместо этого положительное подкрепление должно быть методом выбора при дрессировке животных25,26. Дрессировка с положительным подкреплением (PRT) означает, что желательный стимул (например, пищевое вознаграждение) предоставляется после того, как животное продемонстрировало желаемое поведение, что увеличивает вероятность того, что животное снова будет демонстрировать желаемое поведениев будущем. PRT часто включает в себя применение условного подкрепления. Условное подкрепление (вторичное подкрепление) обычно представляет собой нейтральный стимул, такой как звук, который животное учится ассоциировать с безусловным подкреплением (первичным подкреплением, например, вознаграждением за еду)28. После того, как животное демонстрирует желаемое поведение, немедленно предъявляется условное поощрение, за которым следует представление пищевого вознаграждения26. Хорошо известным примером PRT является обучение кликеру, где кликер используется для создания щелчка в качестве вторичного подкрепления26.
Обучение должно следовать предсказуемым шаблонам, что достигается путем разработки протокола обучения. Протокол обучения описывает, как можно шаг за шагом достичь целевого поведения (т.е. формирование поведения), в то время как каждый шаг определяется объективными критериями и должен быть легковыполнен. Если обучение проводится по определенному протоколу, возможно, что персонал лабораторных животных чередуется с обучением животных. Важно отметить, что персонал должен знать принципы обучения и методы обучения, чтобы правильно их применять. Дрессировка животных часто включает в себя формирование поведения. Формирование поведения вручную было намеренно впервые использовано Скиннером и его коллегами в начале 1940-х годов. Напротив, в предыдущей работе Скиннер скорее сосредоточился на «внесении небольших изменений в физическую среду для реализации программы последовательного приближения»29. В статье, опубликованной в Scientific American, он объяснил, что подкрепление поведения увеличивает вероятность того, что поведение будет повторяться, что «позволяет формировать поведение животного почти так же, как скульптор формирует кусок глины»30. С тех пор формообразование приобретает все большее значение для животных в неволе 29,30,31,32. Для воспроизведения и совершенствования протоколов формирования крайне важно проводить оценку протоколов систематическим и объективным образом 33,34,35,36.
Недавно опубликованный систематический обзор и мета-анализ Pfaller-Sadovsky et al. показали, что условное подкрепление чаще всего изучалось на лошадях и собаках, хотя кошки, крупный рогатый скот, рыбы, козы и приматы также былиисследованы. В лабораторных исследованиях на животных PRT широко используется для нечеловекообразных приматов 38,39,40 и собак41,42. Кроме того, свиньи43, козы44 и даже мелкие млекопитающие, такие как мыши13 и крысы 45,46,47, были успешно обучены с помощью кликера в лабораторных условиях. Насколько известно авторам, о введении ГВП лабораторным кроликам сообщалось лишь изредка48; Существующая рецензируемая литература, опубликованная несколько десятилетий назад, устарела и не соответствует критериям современных этических исследований. Хотя немногие нерецензируемые фрагменты информации свидетельствуют о том, что кролики могут быть успешно обучены с помощью PRT49, по-видимому, не хватает знаний о подходящих протоколах обучения кроликов, которые содержатся в лабораторных помещениях для животных. Основные причины могут быть разными. Например, используемые методы обучения могут быть подробно не описаны в исследовательских статьях или данные генерируются для исследований в области регулирования и, следовательно, не публикуются. Более того, кролики могут не быть основным объектом исследований по совершенствованию, поскольку другие виды, такие как мыши и крысы, чаще используются в исследованиях. Поскольку кролики могут очень хорошо маскировать стресс и дискомфорт, их негативное эмоциональное состояние при обращении с ними часто может оставаться незамеченным. Размер кролика позволяет людям удерживать этих животных во время процедур, в то время как другие виды, такие как нечеловекообразные приматы, нельзя держать руками для подобных вмешательств, не получив серьезных травм. Однако эти факты не должны препятствовать разработке или обмену протоколами ПРТ для лабораторных кроликов.
Что касается потенциальных преимуществ ГВП, были предприняты первые попытки восполнить пробел в знаниях о подходящих протоколах обучения лабораторных кроликов. Для облегчения рутинных процедур, таких как обработка, медицинские осмотры и взвешивание, были разработаны протоколы обучения и оценена их осуществимость для самок новозеландских белых кроликов. Были проведены сравнения, чтобы оценить, является ли альтернативная техника обращения, описанная в тренировочных протоколах, менее отвратительной, чем традиционная техника дрессировки, и могут ли тренировочные протоколы служить мерами совершенствования. На рисунке 1 показан график проведения настоящего исследования.
Содержание животных
Тринадцать самок новозеландских белых кроликов были получены из коммерческих источников (поступление в животноводческое учреждение в возрасте примерно семи недель). Животные были свободны от всех вирусных, бактериальных и паразитарных патогенов, перечисленных в рекомендациях FELASA51. Защитная одежда и снаряжение (перчатки, маски, сетки для волос) были надеты при выполнении шагов настоящего протокола. Группа из шести и группа из семи животных были размещены вместе в напольном загоне площадью 2,8 м × 2,8 м (напольное содержание) соответственно. Пол был покрыт тонким и слоеным деревянным постельным материалом (автоклавным). Кроме того, поверх подстилки рассыпали материал для гнездования и бумажную вату. Укрытиями служили три пластиковых дома с двумя проемами каждый (37 см × 60 см; высота 30 см) и пластиковый туннель (длина: 58 см; диаметр: 16 см). Кроме того, были предоставлены предметы обогащения, такие как деревянные грызущие блоки, шарики сена и ивы, а также шарики для закусок, наполненные пищевыми гранулами, которые выпадают при перемещении мяча. Кролики имели свободный доступ к водопроводной воде, гранулированному корму, автоклавному сену и соломе. Дополнительная информация о продуктах питания и обогащении приведена в Таблице материалов. Комнату для животных убирали по четвергам.
Кроликов содержали в стандартных условиях (комнатная температура и относительная влажность, указанные как среднее значение ± стандартное отклонение: 20,3 ± 0,4 °C и 50 ± 5 %) по циклу свет:темнота 12:12 ч (искусственное освещение с дополнительным количеством дневного света). Радио включали за 30 минут до начала световой фазы примерно на 8 часов, чтобы приучить кроликов к окружающим шумам.
Протоколы обучения были разработаны для совершенствования рутинных процедур, таких как обращение, медицинские осмотры и взвешивание лабораторных кроликов. Их осуществимость была оценена в этом поисковом исследовании с использованием тринадцати самок новозеландских белых кроликов. Протоколы дрессировки могут быть надежно применены для успешной дрессировки кроликов. Большинство кроликов смогли выучить целевое поведение, определенное в тренировочных протоколах, менее чем за 3-недельный период обучения, запомнили их после 1-недельных перерывов в обучении и обобщили их на другого человека, а не на тренера. Пришлось внести несколько изменений в протокол, чтобы удовлетворить потребности отдельных животных. Основным выводом настоящего исследования было то, что усовершенствованная техника обращения с кроликами, описанная в протоколах дрессировки, была менее отвратительной, чем обычная техника обработки. Интересно, что дрессированные кролики показали свое исследовательское поведение не только по отношению к знакомому дрессировщику, но и к незнакомому человеку в тесте на добровольный подход.
Значение цели
Эта цель послужила основой для нынешнего протокола обучения. При введении цели животные узнали, что их поведение влияет на окружающую среду и порождает последствия. Введение мишени укрепляет доверие между человеком и животным, как продемонстрировал кролик #4, потребовалось 7 тренировок, прежде чем последовать за мишенью на арену, но он быстро научился следующему целевому поведению (т.е. в течение 1-3 тренировок). Этот кролик #4, казалось, завоевал доверие к дрессировщику во время представления цели, что облегчило тренировку других целевых моделей поведения. Однако этому кролику по-прежнему не хватало доверия к другим людям, и он не желал демонстрировать большинство целевых моделей поведения на сеансах обобщения.
Следует отметить, что цель не была определена как конечная точка в некоторых разделах протокола. Вместо этого, например, животные должны были следовать за целью в течение переменного количества прыжков или оставаться на весах в течение переменного количества секунд. Для повышения и поддержания внимания и мотивации кроликов на дрессировке была выбрана переменная схема поощрения.
Сигналы
После того, как кролики успешно выполнили шаг 5.1, во всех последующих тренировочных занятиях тренер помещал мишень на близком расстоянии от носа кролика, чтобы подать сигнал кролику о начале тренировочного испытания. Если кролик касался цели носом/ртом, то учитывалась готовность участвовать в тренировке и начиналась тренировка.
Настоящие протоколы не включали никаких дополнительных сигналов, например, весы, транспортировочный ящик или рука не считались сигналами. Вместо этого мишень использовалась для того, чтобы вывести животное на тренировочную арену, на весы, в транспортировочный ящик, в воздух (встать на дыбы) или на колени к дрессировщику. Это означает, что поведение цели «взвешивание», «вход в транспортный ящик», «вставание на дыбы» и «прыжок на коленях» были модификациями «следования за целью». Причиной этого послужили требования к протоколу дрессировки: он должен быть выполнимым персоналом зоологических учреждений, которые могут не быть экспертами в дрессировке животных, и легко интегрироваться в повседневную работу. Поэтому протоколы должны быть эффективными и быстро достигать целевого поведения.
Однако рука, которая находится перед кроликом (шаг 8.3), весы или транспортировочный ящик также могут стать как сигналом, так и мишенью для лап. Таким образом, можно определить дальнейшие шаги, выходящие за рамки настоящих протоколов и не требующие использования целевого стика. Например, как только кролик видит весы, весы сигнализируют кроликам прыгать на нее всеми четырьмя лапами.
Адаптация протоколов
Хотя можно ожидать, что фенотип почти генетически идентичных лабораторных животных очень похож, существуют поведенческие «различия между индивидуумами, которые последовательны во времени и в разных ситуациях [и] называются личностью»55, например, некоторые животные довольно застенчивы, а другие дерзкие56. Застенчивым, менее исследовательским животным может потребоваться больше времени, чтобы изучить целевое поведение протокола (например, кролик #4). Даже если стандартные протоколы дрессировки могут подходить для большинства, дрессировка должна учитывать потребности отдельного животного и адаптироваться к ним,когда это необходимо. Таким образом, дополнительные более мелкие промежуточные шаги должны быть определены для тех кроликов, которые не смогли выучить тренировочный шаг протокола. Дополнительные промежуточные этапы обучения должны помочь им успешно перейти к следующему этапу. Особенно потому, что планы обучения разрабатываются в теории, а затем проверяются на практике, может стать очевидным, что для тренировки определенного целевого поведения требуются дополнительные шаги по обучению.
Что касается настоящих протоколов дрессировки, то некоторые промежуточные шаги дрессировки должны были быть добавлены для целевого поведения «следование за целью», «вход в транспортную коробку», «встает на дыбы» и «прыжок на коленях», как подробно описано в разделе, посвященном репрезентативным результатам, поскольку отдельные животные не смогли продолжить следующий этап дрессировки. Интересно, что промежуточные шаги 8.2+ и 9.3+ требовались большинству кроликов, подчеркивая их важность. Поэтому эти шаги были добавлены в качестве примечания к протоколам обучения.
В качестве альтернативы, к определенному шагу 8.2+, дрессировщик может положить руку на пол ладонью вверх и позволить кролику наступить на руку одной, а затем обеими передними лапами. Более того, можно предположить, что кролику требуются дополнительные промежуточные шаги перед шагом 9.3+, например, сначала кролик кладет одну заднюю лапу, а затем обе задние лапы на колени дрессировщика. Если кролик не соглашается на прикосновения на этапах 9.5-9.9, продолжительность прикосновения к различным частям тела может быть постепенно увеличена. Более того, первоначально только указательный и средний пальцы можно было использовать для поглаживания животных с легким нажимом перьев. Затем количество пальцев, используемых для прикосновения, и давление могут быть увеличены в несколько этапов.
Совершенствование техники обработки
Можно предположить, что обращение вызывает сильное отвращение, особенно у кроликов с застенчивой чертой характера. Кролики являются наземными животными-добычей, и поднятие (т.е. поднятие с пола) или удержание (т.е. удержание на руках человека) для проверки состояния здоровья и экспериментальной процедуры может вызвать беспокойство и дистресс. В протоколы дрессировки был введен один из вариантов совершенствования методов обращения: вместо того, чтобы удерживать кролика за загривок и поднимать кролика на другую руку, кролика можно вести с помощью целевой палки в ящик и нести в ящике к столу для осмотра, как предлагалось ранее50, 57, где кролика аккуратно переносят из коробки на стол. В качестве альтернативы можно снять верхнюю часть коробки или направить кролика с помощью мишени из коробки.
Поведенческие наблюдения, проведенные после того, как кролики были подобраны с использованием либо традиционной техники обращения, либо транспортировочного ящика, показали, что традиционная техника обработки была связана с более стрессовым и тревожным поведением, чем альтернативная техника. Этот вывод был сделан на основании большого количества животных, отказывающихся от пищи на смотровом столе, и увеличения продолжительности укрытия в приютах при применении традиционной техники обращения. Интересно, что техника обращения не повлияла на время взаимодействия с дрессировщиком, что указывает на то, что процесс обращения, возможно, не нарушил отношения между человеком и животным. Однако, помимо тренажера, транспортировочный ящик также служил в качестве «погрузочно-разгрузочного устройства» (т.е. погрузочно-разгрузочным устройством традиционной техники был тренажер, а погрузочно-разгрузочными устройствами альтернативной техники были и тренажер, и транспортировочный ящик). Поэтому анализировалось и время взаимодействия с транспортировочным ящиком. Хотя кроликов только что подобрали с помощью транспортного ящика, они провели больше времени, взаимодействуя с ящиком или в ящике, чем при появлении обычной техникой. Это говорит о том, что транспортировочный ящик может быть связан с положительным эффектом. При сравнении длительности, затраченной на взаимодействие с обоими «манипуляторами» (т.е. сумма времени, затраченного на взаимодействие с коробкой и дрессировщиком), техника обращения с коробкой увеличила продолжительность взаимодействия с «манипуляторами», т.е. эта техника оказала явное положительное влияние на поведенческую реакцию кроликов на «манипуляторы» в ожидании того, что их возьмут на руки. Аналогичные результаты были сделаны на лабораторных мышах, демонстрируя, что мягкие методы обращения и тренировки снижают стресс и беспокойство: животные, которых брали с помощью туннеля или сложенных в чашечку рук, проводили больше времени, добровольно взаимодействуя с «устройством для обработки», и проявляли меньше поведения, связанного с беспокойством, чем мыши с хвостом. Тренировки, по-видимому, усиливали этот эффект. Leidinger et al. продемонстрировали, что мыши с мягким обращением (туннель/чашка) демонстрировали меньшее мочеиспускание, дефекацию и вокализацию, когда их сдерживали загривком, и меньшее плавающее поведение в тесте Морриса на водный лабиринт, когда они были обучены с использованием PRT, по сравнению с необученными мышами13.
Целесообразность протоколов для ежедневной работы – продолжительность обучения, удержание и обобщение
Количество сеансов дрессировки, необходимых для обучения целевому поведению, зависело от конкретного животного и целевого поведения, которое включало различное количество шагов, начиная с раздела 3 и раздела 9 протокола, представленного выше.
В зависимости от количества животных, которым удалось обучиться целевому поведению, и количества адаптаций, которые необходимо было внести в протоколы для отдельных животных, этапы обучения имели разный уровень сложности. Поведение «следование за целью» было первым опытом обучения кроликов, и, следовательно, некоторым животным потребовалось больше времени, чтобы обучиться этому поведению, чем другому целевому поведению, как обсуждалось выше. В то время как все животные могли быть обучены «взвешиванию» в соответствии с настоящим протоколом, требовались дополнительные промежуточные шаги для «входа в транспортировочный ящик» двух животных и для «выращивания», а также «прыжков на коленях» почти всех кроликов. Это можно объяснить степенью физического контакта между животным и дрессировщиком, который был необходим для выполнения различных целевых действий. «Взвешивание» и «вход в транспортный ящик» не предполагали физического контакта между животным и человеком. Заключительный этап «выращивания» (8.3) и шаги 9.2-9.4 «прыжки на коленях» требовали, чтобы кролики вступали в физический контакт с дрессировщиком. Кроме того, дрессировщик касался плеча, спины, крупа, ушей или лап кролика на этапах 9.5-9.9 «прыжка на коленях», увеличивая степень физического контакта между животным и дрессировщиком. Некоторым кроликам было сложнее принять прикосновения, чем другим. Как обсуждалось выше, было полезно адаптировать протоколы обучения этому целевому поведению и добавить промежуточные шаги.
Тем не менее, трем кроликам потребовались дополнительные тренировки, чтобы выполнить целевое поведение «прыжок на колени» (#4, #7, #10). Физические нарушения, которые не позволяли этим животным запрыгивать на колени дрессировщика, можно было исключить. Более того, кролики могли запрыгивать на свои домики, высота которых была выше, чем колени дрессировщика.
Было заметно, что двум из этих трех кроликов (#4 и #10) потребовалось больше времени, чтобы привыкнуть к дрессировщику, а также к пищевому вознаграждению во время сеансов привыкания, и частично потребовалось больше тренировок, чтобы достичь последнего шага другого целевого поведения. Это также было верно для кролика #7, у которого была травма хвоста из-за драк в группе с четвертого сеанса привыкания. Поэтому кролика #7 подобрали, перенесли на смотровой стол, лечили и осматривали ежедневно в течение 15 дней, что, возможно, привело к повышенной осторожности по отношению к людям. С одной стороны, важно отметить, что на эффективность дрессировки может повлиять, например, ухудшение состояния здоровья, повышенный уровень стресса или нарушение отношений между человеком и животным из-за других вмешательств. С другой стороны, эти наблюдения продемонстрировали важность привыкания для тренера и пищевого вознаграждения. Некоторым животным может потребоваться больше времени, чтобы ознакомиться с присутствием дрессировщика и принять вознаграждение за еду от дрессировщика. Если бы были проведены дополнительные сеансы привыкания, кролики #4 и #10, возможно, показали бы лучшие результаты в тренировочных сессиях. Об актуальности приучения кроликов к человеку уже сообщалось в литературе. Коммерческий заводчик, у которого были приобретены кролики, используемые в этом исследовании, недавно ввел регулярные сеансы контактирования, которые снизили поведение, связанное со стрессом, и устранили агрессию. В более раннем исследовании было продемонстрировано, что поглаживание и обращение с молодыми кроликами уменьшают поведение, связанное с беспокойством, увеличивают их прибавку в весе и снижаютуровень смертности.
После того, как кролики научились различным целевым поведениям, они все еще были в состоянии демонстрировать их после двух коротких (одна неделя) и длинных (примерно 7,5-9,5 недель) перерывов в обучении, за исключением отдельных исключений. Эти наблюдения могут указывать на то, что достаточно просить кроликов выполнять обученное целевое поведение один раз в неделю, когда проводится общий осмотр и уборка комнаты/загона.
Для осуществимости протокола для повседневной трудовой жизни также важно, чтобы кролики обобщали тренированное целевое поведение на других людей, а не на дрессировщика. В случае отпуска или болезни другой человек должен продолжить обучение и уход за животными. Большинство кроликов (двенадцать из тринадцати) обобщали целевое поведение «взвешивание», «вход в транспортировочный ящик» и «выращивание» на смотрителя животного, хотя в некоторых случаях кроликам требовалось более одной тренировки, чтобы показать желаемое поведение. «Взвешивание», казалось, лучше всего обобщало; затем следуют «вход в транспортный ящик» и «выращивание». Однако «прыжки на коленях» оказалось труднее обобщить на другого человека. Животным потребовалось больше времени, чтобы продемонстрировать желаемое поведение (9,9), и два кролика, которые ранее выучили последний шаг 9,9, не смогли продемонстрировать это целевое поведение, возможно, из-за более высокого физического контакта (см. выше). Один кролик (#2) не показал никаких шагов целевого поведения «взвешивание», «вход в транспортный ящик» и «выращивание» и не был заинтересован во взаимодействии с смотрителем животного. Кролик #4 был одним из животных, которым потребовалось больше времени, чтобы привыкнуть к дрессировщику и вознаграждению за еду во время сеансов привыкания. Это может указывать на то, что для некоторых особейдополнительные сеансы, на которых смотрители животных проводят время с кроликами, приучают их принимать от них вознаграждение за пищу и создают положительную связь. Кролики могут различать разных людей, как показано на примере крыс60. Другими факторами, которые могут повлиять на производительность кроликов во время занятий с дрессировщиком и смотрителем животного, могут быть бессознательные сигналы, которые дрессировщик подавал животным во время тренировок, например, положение целевой палки или миски для наград, положение тела или движение. Если дрессировщик не знает об этих сигналах, они не будут задокументированы, и другие люди не будут имитировать эти сигналы.
Кроме того, навыки дрессировки людей, работающих с животными, включая рутину обращения с целевой палкой и презентацию вознаграждения, могут влиять на поведение животных. Помимо знания принципов обучения и общения с животными, для успешной дрессировки животногои восстановления целевого поведения необходим практический опыт. Поскольку сеансы обобщения с участием квалифицированного и неквалифицированного человека не сравнивались, релевантность фактора «обучение навыкам» не может быть определена. Однако, насколько известно авторам, большая часть персонала лабораторных животных не обучена дрессировке животных, и, таким образом, условия, в которых проводились сеансы обобщения (т.е. с участием смотрителя животных, имеющего лишь небольшой опыт обучения с помощью кликера), представляли собой реалистичную обстановку в помещениях для лабораторных животных.
Репрезентативные данные протоколов дают животным представление о рабочей нагрузке, связанной с обучением различным видам целевого поведения. Эти данные могут помочь животноводческим учреждениям создавать свои собственные графики работы при реализации (части) протокола. В зависимости от индивидуального животного и целевого поведения, некоторое дополнительное время должно быть зарезервировано для процесса обобщения. Однако продолжительность времени может варьироваться при работе с кроликами-самцами или другой породой кроликов. В помещениях для животных следует обсудить вопрос о том, существует ли подходящее время и что необходимо изменить, чтобы оставить время для дрессировки животных.
Помимо времени, необходимого для дрессировки животных, необходимо учитывать, что для обучения нужны квалифицированные дрессировщики, а обучение персонала дрессировке животных также может занять много времени. Если бы обучение было обязательной частью обучения персонала лабораторных животных, т.е. лиц, ухаживающих за животными, ветеринаров и исследователей, проведение обучения животных в учреждениях было бы облегчено и занимало бы меньше времени. Согласно Приложению III к Директиве 2010/63/ЕС, «учреждения должны разработать программы приучения и дрессировки, подходящие для животных, процедур и продолжительности проекта», т.е. дрессировка животных требуется по закону. В Германии такие программы должны быть представлены при подаче заявления на получение лицензии на испытания на животных. Для этого необходимо, чтобы лица, планирующие эксперименты на животных и работающие с лабораторными животными, обладали навыками дрессировки животных. Однако, по крайней мере, в Германии дрессировка животных не является частью графика обучения лиц, ухаживающих за животными, в области исследований и клиники 62,63,64. Кроме того, он прямо не упоминается в рекомендациях ЕС по системе образования и профессиональной подготовки65. Поэтому, пока обучение не было реализовано в этих правилах, постоянное профессиональное развитие, сосредоточенное на обучении с положительным подкреплением, требует большего внимания. Персонал лабораторных животных должен изучить принципы обучения и методов дрессировки, необходимые критерии, передачу процедур между дрессировщиками, ведение записей и то, как реагировать на животных, которые не участвуют желаемым образом, чтобы обеспечить последовательность и предсказуемость.
Взаимодействие человека и животного
Интенсивное взаимодействие человека и животного во время тренировок обеспечивает оптимальные условия для укрепления отношений между отдельными кроликами и дрессировщиком26,66. Позитивные отношения между человеком и животным полезны для благополучия животных, поскольку они могут снизить уровень стресса в условиях содержания и экспериментов. В настоящих протоколах обучения дрессировщик учитывает свободу действий кроликов, и они могут принять решение об участии (или неучастии) в дрессировке на добровольной основе. Предоставление животным свободы действий полезно для их благополучия 16 и поэтому должно проводиться в экспериментах, а также в содержании и животноводстве. Существуют различные уровни поведенческой агентности68; участие в ГВП может быть связано с уровнем субъектности, ориентированной на действие, т.е. «активным поведением для достижения текущих результатов [например, закупкой продуктов питания]»68.
При анализе произвольного приближения кроликов к дрессировщику и незнакомому человеку можно было наблюдать интенсивное взаимодействие человека с животным. Результаты показали, что все кролики, за исключением одного животного в1-м испытании (#12), взаимодействовали как с дрессировщиком, так и с незнакомым человеком. Они, казалось, узнали тренера, так как они показали явное предпочтение взаимодействию с тренером в1-м испытании, и некоторые из них прыгнули всеми четырьмя лапами на колени тренера; поведение, которое не проявлялось по отношению к незнакомому человеку. Хотя кролики проводили больше времени, взаимодействуя с дрессировщиком, чем незнакомый человек в1-м испытании, время взаимодействия больше не отличалось во2-м испытании. Причиной этого наблюдения может быть то, что кролики ожидали получить пищевое вознаграждение от дрессировщика в1-м испытании, и из-за отсутствия пищевого вознаграждения в тесте добровольного подхода они больше не проводили больше времени с дрессировщиком во2-м испытании. Эти данные, тем не менее, подчеркивали, что дрессированные кролики быстро привыкли к присутствию незнакомого человека и никто из них не был слишком застенчивым для взаимодействия. Напротив, они были очень исследовательными и заинтересованными в незнакомом человеке. Однако, поскольку необученная контрольная группа не исследовалась, влияние тренировки на поведение кроликов при произвольном приближении неясно.
Гипотеза, объясняющая поведение кролика #12 в1-м испытании, заключается в том, что этот человек все еще должен был привыкнуть к присутствию незнакомого человека в1-м испытании и был более заинтересован во взаимодействии как с дрессировщиком (70 секунд), так и с незнакомым человеком (9 секунд) во2-м испытании. Кролики имеют различные черты характера, которые могут влиять на уровень комфорта рядом с незнакомыми людьми и, в свою очередь, на латентность приближения или продолжительность времени взаимодействия с человеком69,70.
Ограничения
Мы знаем, что все кролики в загоне/комнате, а не только тот, кто участвует в дрессировке, могут слышать щелчок (т.е. условное поощрение) во время тренировки, и его подкрепляющий эффект может быть ослаблен, поскольку пищевое вознаграждение (т.е. естественное/безусловное поощрение) не представлено. Если кролик за пределами тренировочной арены демонстрирует дрессированное поведение и слышит щелчок, но при этом не подается еда (а такой сценарий повторяется несколько раз), дрессированное поведение может быть подавлено. Это явление называют вымиранием64,71. Однако, поскольку все целевое поведение в настоящих протоколах зависит от цели, представленной тренером, вымирание вряд ли произойдет в наших тренировочных условиях.
Поскольку стены тренировочной арены были прозрачными, а тренировочная арена располагалась в загоне, кролики могли видеть, слышать и нюхать друг друга во время тренировки, что является явным преимуществом, связанным с благополучием. Более того, кролики, возможно, наблюдали за членами своей группы во время тренировок и учились друг у друга. Ранее было показано, что у крыс особи научились выполнять целевое поведение, наблюдая за тем, как их сосед по клетке обучается PRT45. Этот факт можно рассматривать как преимущество, так и недостаток. Прогресс обучения животных может быть быстрее, когда они могут наблюдать друг за другом. Однако на данные отдельных животных может влиять производительность членов группы, и они не могут быть отнесены исключительно к дрессировке отдельного животного. Таким образом, дрессировка животных без какого-либо контакта с членами их группы или кроликами в одном доме может занять больше времени.
Поведенческие наблюдения за индивидуумами (в тесте добровольного подхода и после применения различных техник обращения) проводились в их знакомой социальной среде и группе, чтобы избежать стресса и отвлечения, вызванных новой средой и отделением от их группы, что, в свою очередь, повлияло бы на поведенческие наблюдения. Недостатком, однако, является то, что кролики могли влиять на поведение друг друга во время сеансов наблюдения.
Эффекты методов обращения были исследованы только на семи животных с участием дрессировщика в качестве человека, работающего с животными. Авторы планируют провести последующее исследование, включающее априорный расчет размера выборки, чтобы воспроизвести результаты с другими хендлерами и дополнительно изучить различия между методами обработки.
Все люди, участвующие в обучении, обращении и тесте на добровольный подход, были женщинами. Не было исследовано, будут ли дрессировочные показатели кроликов или их поведение изменяться, если в них участвуют мужчины.
Настоящие протоколы дрессировки должны дать читателю представление о том, чему можно обучить кроликов, но не включают в себя все потенциальные целевые модели поведения, которые было бы полезно обучить лабораторному кролику. Например, маркировка кролика, как предложено в разделе протокола об общих требованиях, также стоит обучить с помощью PRT.
Как указывалось выше, выбор правильного вознаграждения не является тривиальным. Из-за гигиенических ограничений использование свежих трав в качестве пищи не допускается в некоторых помещениях для лабораторных животных, и, следовательно, необходимо использовать менее подходящие пищевые награды, такие как семена подсолнечника или лакомства на основе зерна. Что касается решения о продовольственном вознаграждении, некоторые правила и положения текущей лабораторной практики наносят ущерб благополучию животных и эффективной дрессировке и, следовательно, могут нуждаться в пересмотре в каждом конкретном случае. Также можно использовать альтернативы пищевым наградам, например, нежные прикосновения или взаимодействие с тренером или предметы обогащения. Тем не менее, дрессировщик должен убедиться в том, что для каждого отдельного животного альтернативой является вознаграждение животного, потому что вознаграждение является вознаграждением только в том случае, если кролик действительно любит его. Особенно прикосновения могут быть восприняты не всеми кроликами как награда.
Выводы
Таким образом, настоящее исследование было первым шагом к заполнению пробела в знаниях о подходящих протоколах обучения лабораторных кроликов. Самки новозеландских белых кроликов могут быть обучены рутинным процедурам содержания с использованием PRT и обобщить целевое поведение, изученное другим людям, хотя дополнительное время должно быть зарезервировано для процесса обобщения. Целевое поведение без физического контакта, по-видимому, легче освоить, чем поведение, требующее физического контакта с людьми. После того, как животные успешно завершили обучение целевому поведению, достаточно было забирать их один раз в неделю в контексте общего осмотра и чистки загона. Протоколы дрессировки, которые обычно применяются ко всем кроликам, удобны, но дрессировщик должен знать, что в некоторых случаях они должны быть адаптированы к потребностям животного. Результаты по технике обращения показали, что поднятие кроликов с помощью транспортировочного ящика вместо того, чтобы удерживать их за загривок и поднимать на руке, было менее отвратительным. В целом, настоящие протоколы предоставляют выполнимые инструкции для процесса привыкания и обучения кроликов и могут служить усовершенствованием в лабораторных условиях.
Животные не должны страдать из-за экономии труда, времени или денег (по крайней мере, в соответствии с Законом о защите животныхNo 72). Важно ухаживать за всеми животными и обращаться со всеми животными максимально бережно. Поскольку необученные животные в большей степени страдают от беспокойства и стресса, вызванных экспериментальными и рутинными процедурами содержания, чем их дрессированные собратья13, дрессировка является простой мерой совершенствования, позволяющей эффективно предотвращать их негативные аффективные состояния.
The authors have nothing to disclose.
Авторы благодарят тех, кто ухаживает за животными, за заботу о кроликах и их сострадательную и самоотверженную работу. Спасибо Каю Дидериху за корректуру рукописи.
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. | |
Finger Clicker | ASCO | https://ascoshop.de/products/fingerclicker | |
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. | |
Lignocel block | Lignocel J. Rettenmaier &Söhne GmbH + Co KG, Rosenberg, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
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" |
New Zealand White rabbits | Charles River Laboratories France | ||
Plattformwaage DE 35K5DL | KERN & SOHN GmbH, Balingen-Frommern, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
Premium scientific bedding (fine & flake) | SAFE, Augy, France | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
Rainbow Foraging Bits | Bio-Serv, Flemington, USA | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
Snackball für Kaninchen – 7 cm | TRIXIE Heimtierbedarf GmbH & Co. KG, Tarp, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
Target stick with integrated clicker | TRIXIE Heimtierbedarf GmbH & Co. KG, Tarp, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
Trixi Transportbox Capri Open Top | TRIXIE Heimtierbedarf GmbH & Co. KG, Tarp, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. | |
Weiden-Heuball | JR FARM GmbH, Holzheim-Pessenburgheim, Germany | The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies. |