日常的な飼育手順を改善するための実験用ウサギのトレーニング
Summary
ウサギの日常的な飼育手順の積極的な強化を含むトレーニングプロトコルが開発され、ウサギが毎週の一般検査で訓練された行動を確実に示したため、成功することが証明されました。輸送ボックスでウサギを拾うことは、従来の取り扱い技術よりも嫌悪感が少なかった。
Abstract
実験動物に対する非嫌悪的な取り扱いと訓練技術は、実験的および日常的な飼育手順を容易にし、動物福祉と科学的品質の両方を向上させるために必要です。クリッカートレーニングは、ウサギの持ち上げ(床から持ち上げる)/拘束(人間の腕に抱きかかえる)に関連するストレスの多い日常的な飼育手順を改善するためのトレーニングプロトコルを開発するために利用されました。13匹のメスのニュージーランドシロウサギが3週間にわたって訓練されました。すべてのウサギは、ターゲットスティックをたどり、体重計に飛び乗って輸送ボックスに入り、前足をトレーナーの手に乗せながら後ずさりするという、あらかじめ定義された目標行動を学習しました。さらに、10匹の動物が床から座っているトレーナーの膝の上に飛び降り、トレーナーがトレーナーの膝の上に座ったまま前足を表面から持ち上げることを可能にしました。一部の個人では、プロトコルを追加の暫定的なステップで適合させる必要がありました。トレーニングの終わりに、ウサギは、短いトレーニング休憩と長いトレーニング休憩の後でも、期待される目標行動を確実に示しました。いくつかの例外を除いて、トレーナー以外の身近な人がウサギから目標行動を引き出すことができましたが(一般化)、一般化にはさらにセッションが必要でした。自発的アプローチ試験では、ウサギは1回目の 試行ではトレーナーとの対話を好みましたが、2回目の 試行ではトレーナーと同程度の時間を不慣れな人と過ごしました。行動観察は、首筋でウサギを拘束して腕に持ち上げるのではなく、プロトコルに記載されているように、輸送ボックスでウサギを拾う方が嫌悪感が少ないことを示唆しました。全体として、トレーニングプロトコルは実行可能であり、実験動物施設での改良戦略として役立つ可能性があります。動物福祉のために、可能な限りトレーニングプロトコルを適用する必要があります。
Introduction
2015年から2019年の間に、欧州連合(およびノルウェー)で4,900万匹以上の動物が科学目的で使用されました。そのうち1,745,037匹(3.5%)がウサギでした1。ウサギは主に、規制研究(品質管理、毒性、薬理学を含むその他の安全性試験など)や生物学的物質(血液由来製品など)の日常的な生産に使用されます2。動物実験を動物を使わない方法に置き換える努力がなされているが、これらの目的のいくつかには依然として動物の使用が必要である。動物実験を置き換えることができないときはいつでも、動物の数を減らし、実験条件と住居および飼育条件を改良して、苦痛を最小限に抑えることが重要です。ラッセルとバーチは、1959年にこの戦略を3R原則(置き換え、削減、改良)と表現し、 2010年には、科学的目的で使用される実験動物の保護に関する指令2010/63/EUに実施された4。3R5の「シンデレラ」と呼ばれることもある洗練の役割は、ますます重要性を増しています。置換と削減は、動物実験に完全に取って代わるという指令の最終目標に向けた長期的な戦略ですが、改良は動物福祉の即時の改善を可能にし5、その結果、科学的品質を向上させる可能性があります6。改良の重要な部分は、指令2010/63 / EUの付属書IIIで指摘されているように、動物の取り扱いと訓練です。指令は、動物施設が種、手順、およびプロジェクトに適応した実験動物の慣れおよび訓練プログラムを設計する必要があると規定しています4。ETS No. 123の付録Aは、実験動物の職員が「動物と話し、取り扱い、訓練、グルーミングする」ことに時間を費やしていることを示唆しています7。
取り扱い手順の中には、特にウサギなどの陸生の獲物動物にストレスを与えるものがあります。例としては、健康診断や実験手順のために、追い詰められたり、拘束されたり(人間につかまれたり、人間の腕に抱かれたり、装置で動けなくなったり)、持ち上げられたり(床から持ち上げられたり)することが挙げられます8。ペットのウサギに焦点を当てた調査では、57〜61%のウサギが持ち上げられたときに苦労し、9,10、恐怖に関連する攻撃性(つまり、噛む)を示すものさえあったことが明らかになりました11。これは、穏やかな取り扱いとトレーニング技術の必要性を強調しています。マウスなどの他の小型哺乳類では、穏やかな取り扱い技術が不安を軽減することがすでに実証されています12。さらに、トレーニングと組み合わせた穏やかな取り扱いは、マウスのストレス、不安、およびうつ病様行動を軽減します13。アカゲザルとチンパンジーでは、ストレスに関連する生理学的測定は、以前に手順について訓練された場合、あまり影響を受けなかった14,15。動物が自発的に訓練に参加することを選択できれば、積極的に状況に関与し、状況をコントロールすることができ、動物の福祉が向上し、より堅牢で信頼性の高い科学的データにも貢献する可能性があると考えられる16。
多くの動物の訓練手順は、オペラント条件付けの原則、特に正の強化と整形の使用に依存しています17,18,19。オペラント条件付けは、動物が行動を誘発することを必要とし、それはその後、増加または減少することができる20。オペラント条件付けを説明するために使用される4つの一般的な偶発性があります:正と負の強化、および正と負の罰21,22。ウサギでは、人が動物に近づいて(望ましくない刺激を)動物を特定の場所から遠ざけたり、特定の場所に向かって移動させたりすると、正の罰が用いられる23。診察台でウサギを扱う文脈では、負の強化の例は、ウサギが静止しているときにウサギの体にかかる圧力(望ましくない刺激)の除去です。否定的な罰の例は、ウサギが苦労し始めたときに食べ物の報酬(望ましい刺激)を撤回することです。動物の訓練では、積極的/否定的な罰も負の強化も推奨されません。罰は、犬25に示されているような苦痛などの負の感情的影響24を引き起こす。代わりに、動物を訓練する際には、正の強化が選択されるべきである 25,26。正の強化訓練(PRT)とは、動物が望ましい行動を示した後に望ましい刺激(例えば、食物報酬)が与えられることを意味し、動物が将来再び望ましい行動を示す可能性を高める27。PRTは、多くの場合、条件付け強化子の適用を伴います。条件付け強化子(二次強化子)は、通常、音などの中性刺激であり、動物はそれを無条件強化子(一次強化子、例えば食物報酬)と関連付けることを学習する28。動物が所望の行動を示した後、条件付け強化子が直ちに提示され、続いて食物報酬26の提示が続く。PRTの周知の例は、クリッカー訓練であり、ここで、クリッカーは、第2強化子26としてクリックを生成するために使用される。
トレーニングは、トレーニングプロトコルを設計することによって達成される予測可能なパターンに従う必要があります。トレーニングプロトコルは、各ステップが客観的な基準によって定義され、簡単に達成されるべきであるのに対し、目標行動を段階的に達成する方法(すなわち、行動形成)を記述している26。トレーニングが特定のプロトコルに従っている場合、実験動物のスタッフが動物のトレーニングと交互に行う可能性があります。注意すべき重要なことは、職員は、学習と訓練の技術を正しく適用するために、それらの原則を知る必要があるということです26。動物の訓練には、多くの場合、行動形成が組み込まれています。手作業による行動形成は、1940年代初頭にスキナーと同僚によって初めて意図的に使用されました29。対照的に、以前の研究では、スキナーはむしろ「逐次近似のプログラムを実装するために物理的環境に小さな変更を加える」ことに焦点を当てていました29。サイエンティフィック・アメリカン誌に掲載された記事で、彼は、行動を強化すると、その行動が繰り返される可能性が高くなり、「彫刻家が粘土の塊を形作るのとほぼ同じように、動物の行動を形作ることが可能になる」と説明しました。それ以来、飼育下の動物にとって形成の重要性が増しています29,30,31,32。シェーピングプロトコルを再現し、改善するためには、体系的かつ客観的な方法でプロトコルを評価することが極めて重要である33,34,35,36。
Pfaller-Sadovskyらが最近発表した系統的レビューとメタアナリシスでは、条件付け強化は馬と犬で最も頻繁に研究されているが、猫、牛、魚、山羊、およびヒト以外の霊長類も調査されたことがわかった37。実験動物科学では、PRTはヒト以外の霊長類38,39,40およびイヌ41,42に広く使用されている。さらに、ブタ43、ヤギ44、さらにはマウス13およびラット45、46、47などの小型哺乳動物でさえ、実験室設定においてクリッカーを使用して首尾よく訓練された。著者らの知る限り、実験用ウサギへのPRTの導入はめったに報告されていません48。数十年前に発表された既存の査読付き文献は時代遅れであり、現代の倫理的研究の基準を満たしていません。PRT49を使用してウサギをうまく訓練できることを示唆する査読されていない情報はほとんどありませんが、実験動物施設に収容されているウサギの適切な訓練プロトコルに関する知識が不足しているようです。根本的な理由はさまざまです。たとえば、使用されるトレーニング手法が研究論文に詳細に記載されていない場合や、規制研究用にデータが生成されているため、公開されていない場合があります。さらに、ウサギは、マウスやラットなどの他の種が研究でより頻繁に使用されるため、改良研究の主な焦点ではない可能性があります。ウサギはストレスや不快感を非常にうまく隠すことができるため、扱い時のネガティブな感情状態は認識されないままになることがよくあります。ウサギの大きさにより、人間はこれらの動物を処置のために拘束することができるが、ヒト以外の霊長類などの他の種は、重傷を負うことなく同様の介入のために手で保持することはできない50。しかし、これらの事実は、実験用ウサギのPRTプロトコルの開発または共有を妨げるべきではありません。
PRTの潜在的な利点に関して、実験用ウサギに適したトレーニングプロトコルに関する知識のギャップを埋めるための最初の試みが行われました。取り扱い、健康診断、体重測定などの日常的な手順を容易にするために、トレーニングプロトコルが開発され、雌のニュージーランドシロウサギの実現可能性が評価されました。トレーニングプロトコルに記載されている代替処理技術が従来の処理技術よりも嫌悪感が少ないかどうか、およびトレーニングプロトコルが改良手段として役立つかどうかを評価するために比較が行われました。 図1 は、本研究のタイムスケジュールを示しています。
動物の飼育
13匹の雌のニュージーランドシロウサギを商業的な供給源から入手しました(約7週齢で動物施設に到着しました)。動物には、FELASA勧告51に記載されているすべてのウイルス性、細菌性、および寄生虫性の病原体がありませんでした。防護服と装備(手袋、マスク、ヘアネット)は、現在の議定書のステップを実施する際に着用されました。6匹のグループと7匹の動物を、それぞれ2.8m×2.8mの床囲い(床置き)に一緒に収容しました。床は細かく薄片状の木製の寝具で覆われていました(オートクレーブ処理)。また、寝具の上には巣材や紙羊毛が散らばっていました。それぞれ2つの開口部(37cm×60cm、高さ30cm)とプラスチック製のトンネル(長さ58cm、直径16cm)を備えた3つのプラスチックの家が避難所として機能しました。さらに、ボールを動かすと落ちる木製のかじりブロック、干し草や柳のボール、餌のペレットが入ったスナックボールなどの濃縮アイテムが提供されました。ウサギは、水道水、ペレット状の餌、オートクレーブ処理された干し草、わらを自由に利用できました。食品とエンリッチメントアイテムの詳細については、 資料表に記載されています。動物室は木曜日に掃除されました。
ウサギは、標準条件(室温と相対湿度を平均±標準偏差:20.3 ± 0.4 °Cおよび50 ± 5%)で、12:12時間の明暗サイクル(追加の日光入射を伴う人工光)で維持しました。ウサギを周囲の騒音に慣れさせるために、明期の開始の30分前に約8時間ラジオをオンにしました。
Protocol
Representative Results
Discussion
トレーニングプロトコルは、実験室のウサギの取り扱い、健康検査、計量などの日常的な手順を改善するために開発されました。その実現可能性は、13匹の雌のニュージーランドシロウサギを用いたこの探索的研究で評価された。トレーニングプロトコルは、ウサギのトレーニングを成功させるために確実に適用できます。ほとんどのウサギは、3週間のトレーニング期間内にトレーニングプロトコルで定義された目標行動を学習し、1週間のトレーニング休憩後にそれらを記憶し、トレーナー以外の人に一般化することができました。個々の動物のニーズを満たすために、プロトコルへの適応を行う必要はほとんどありませんでした。本研究の主な発見は、訓練プロトコルに記載されているウサギを拾うための洗練された取り扱い技術が、従来の取り扱い技術よりも嫌悪感が少ないということでした。興味深いことに、訓練されたウサギは、自発的なアプローチテストで、慣れ親しんだトレーナーだけでなく、なじみのない人に対しても探索的な行動を示しました。
対象の意味
この目標は、現在の訓練プロトコルの基礎として機能しました。ターゲットを導入すると、動物は自分の行動が環境に影響を与え、結果を生み出すことを学びました。ウサギ#4が示すように、ターゲットを導入することで人間と動物の間に信頼関係が築かれ、ターゲットスティックをトレーニングアリーナに追いかけるまでに7回のトレーニングセッションが必要でしたが、次の目標行動をすぐに学習しました(つまり、1〜3回のトレーニングセッション内)。このウサギ#4は、ターゲットの導入中にトレーナーの信頼を得たようで、他の目標行動のトレーニングが容易になりました。しかし、このウサギはまだ他の人への信頼を欠いており、一般化セッションで目標行動のほとんどを示すことを望んでいませんでした。
一部のプロトコルセクションでは、ターゲットがエンドポイントとして定義されていないことに注意してください。代わりに、たとえば、動物はさまざまなホップ数でターゲットを追うか、さまざまな秒数だけ体重計にとどまらなければなりませんでした。トレーニングにおけるウサギの注意力とモチベーションを高め、維持するために、可変報酬パターンが選択されました。
信号
ウサギがステップ5.1を正常に実行した後、その後のすべてのトレーニングセッションで、トレーナーはターゲットをウサギの鼻の近くに配置して、トレーニングトライアルが開始されたことをウサギに知らせました。ウサギが鼻/口でターゲットに触れた場合、トレーニングに参加する意思が考慮され、トレーニングが開始されました。
本プロトコルは、さらなる信号を含んでおらず、例えば、体重計、輸送ボックス、または手は信号とは見なされなかった。代わりに、ターゲットを使用して、動物をトレーニングアリーナ、体重計、輸送ボックス、空中(飼育)、またはトレーナーの膝に導きました。つまり、ゴール行動の「重さを量る」「輸送箱に入る」「後ずさりする」「膝の上に飛び乗る」は「的を追う」という修正だったことになります。その理由は、訓練プロトコルの要件であり、動物訓練の専門家ではない動物施設のスタッフが実施し、日常業務に簡単に統合できる必要があるからです。したがって、プロトコルは効率的であり、目標の動作を迅速に達成する必要があります。
しかし、ウサギの前に置かれた手(ステップ8.3)、体重計、または輸送ボックスも、前足の合図とターゲットの両方になる可能性を秘めています。したがって、現在のプロトコルを超えて、ターゲットスティックの使用を必要としないさらなるステップを定義することが可能である可能性がある。たとえば、ウサギが体重計を見るとすぐに、体重計はウサギに4本の足すべてでその上に飛び乗るように信号を送ります。
プロトコルの適応
遺伝的にほぼ同一の実験動物の表現型は非常に似ていることが予想されるかもしれないが、行動には「時間の経過とともに、状況を超えて一貫しており、性格と呼ばれる個体間の違い」55があり、例えば、ある動物はかなり恥ずかしがり屋で、他の動物は大胆である56。恥ずかしがり屋で探索力の少ない動物は、プロトコルの定義された目標行動を学習するのに時間がかかる場合があります(例:ウサギ#4)。標準的な訓練プロトコルが大多数に適しているとしても、訓練は個々の動物のニーズを考慮し、必要に応じてそれに適応する必要があります26。したがって、プロトコルのトレーニングステップを学習できないウサギに対して、追加の小さな中間ステップを定義する必要があります。追加の中間トレーニングステップは、次のステップにうまく進むのに役立つはずです。特に、トレーニング計画は理論的に作成され、実際にテストされるため、特定の目標行動をトレーニングするには、追加のトレーニングステップが必要であることが明らかになる場合があります。
現在の訓練プロトコルに関して、個々の動物が次の訓練ステップを継続できなかったため、代表的な結果のセクションで詳細に説明したように、「ターゲットを追う」、「輸送ボックスに入る」、「飼育する」、「膝に飛び乗る」という目標行動について、いくつかの中間トレーニングステップを追加する必要がありました。興味深いことに、暫定的なステップ8.2+と9.3+は、ほとんどのウサギに要求され、その重要性が強調されました。そのため、これらの手順は、トレーニング プロトコルへのメモとして追加されました。
あるいは、定義されたステップ8.2+に対して、トレーナーは手のひらを上に向けて床に手を置き、ウサギに片方の前足、最終的には両方の前足で手を踏ませることもできます。さらに、ウサギは、ステップ9.3+の前に追加の中間ステップを必要とすることが考えられ、例えば、最初にウサギは片方の後足を置き、その後、両方の後足をトレーナーの膝の上に置きます。ウサギがステップ9.5〜9.9で触れることを受け入れない場合、さまざまな体の部分に触れる時間を徐々に増やすことができます。さらに、当初は人差し指と中指だけで、羽毛のように軽い圧力で動物を撫でることができた。次に、触れるために使用される指の数と圧力をいくつかのステップで増やすことができます。
ハンドリング技術の洗練
取り扱いは、特に恥ずかしがり屋の性格特性を持つウサギでは、非常に嫌悪的であると想定できます。ウサギは陸生の獲物動物であり、健康診断や実験のために持ち上げられたり(床から持ち上げられたり)、拘束されたり(人間の腕に抱かれたり)すると、不安や苦痛を引き起こす可能性があります。取り扱い方法を改良するための1つのオプションがトレーニングプロトコルに導入されました:首筋でウサギを拘束し、ウサギをもう一方の腕に持ち上げる代わりに、ウサギをターゲットスティックで箱に導き、箱に入れて診察台に運ぶことができます50。57、ウサギが箱からテーブルにそっと移されます。あるいは、箱の上部を取り外すか、ターゲットスティックを箱から出すようにウサギを誘導することもできます。
ウサギを従来の取り扱い技術または輸送ボックスのいずれかを使用してピックアップした後に行われた行動観察により、従来の取り扱い技術は、代替技術よりもストレスおよび不安に関連する行動と関連していることが明らかになりました。この結論は、従来の取り扱い技術を適用した場合、検査台での餌の報酬を拒否する動物の数が多く、シェルターに隠れる時間が長くなることから導き出されました。興味深いことに、ハンドリング技術はトレーナーとの相互作用の時間に影響を与えず、ハンドリングプロセスが人間と動物の関係を損なわなかった可能性があることを示しました。しかしながら、練習機のほかに、輸送ボックスは「取り扱い装置」としても機能した(すなわち、従来技術の取り扱い装置は練習機であり、代替技術の取り扱い装置は練習機と輸送ボックスの両方であった)。したがって、輸送ボックスとの相互作用の時間も分析されました。ウサギは輸送箱で拾われたばかりでしたが、従来の方法で拾われるときよりも、箱や箱の中での相互作用に多くの時間を費やしました。これは、輸送ボックスがプラスの影響と関連している可能性があることを示唆しています。両方の「取り扱い装置」との相互作用に費やされた時間(すなわち、箱とトレーナーとの相互作用に費やされた時間の合計)を比較すると、箱の取り扱い技術は「取り扱い装置」との相互作用時間を増加させた、すなわち、この技術は、扱われることを見越して「取り扱い装置」に対するウサギの行動反応に明らかなプラスの効果をもたらした。同様の発見が実験用マウスでも行われ、穏やかな取り扱い技術と訓練がストレスと不安を軽減することを実証した:トンネルを使用して拾い上げられた動物またはカップ状の手は、尾部を扱ったマウスよりも自発的に「取り扱い装置」と相互作用する時間が長く、不安に関連する行動が少なかった12。トレーニングはこの効果を強化するように見えました。Leidingerらは、穏やかな柄の(トンネル/カップ)マウスは、PRTを使用して訓練された場合、未訓練のマウスと比較して、首筋で拘束された場合の排尿、排便、および発声が少なく、モリス水迷路テストで浮遊行動が少ないことを実証しました13。
日常業務のためのプロトコルの実現可能性 – トレーニング期間、保持、および一般化
目標行動を学習するために必要なトレーニングセッションの数は、個々の動物と目標行動に依存し、上記のプロトコルのセクション3からセクション9までの異なるステップ数で構成されていました。
目標行動の学習に成功した動物の数と、個々の動物のプロトコルに行わなければならなかった適応の数に応じて、トレーニングステップの難易度はさまざまでした。「ターゲットを追う」行動はウサギの最初の訓練経験であったため、上記のように、一部の動物は他の目標行動よりもこの行動を訓練するのに時間がかかりました。現在のプロトコルに従って、すべての動物に「体重を量る」訓練を施すことができましたが、2匹の動物が「輸送ボックスに入る」ことと、ほとんどすべてのウサギが「飼育」と「膝に飛び乗る」ために、追加の暫定的な手順が必要でした。これは、異なる目標行動を実行するために必要であった動物とトレーナーの間の身体的接触の程度によって説明できるかもしれない。「計量」と「輸送ボックスへの侵入」は、動物と人間の物理的な接触を伴わなかった。「飼育」(8.3)の最終ステップと「膝の上でジャンプする」ステップ9.2-9.4では、ウサギがトレーナーと物理的に接触する必要がありました。さらに、トレーナーは「膝の上でジャンプする」のステップ9.5〜9.9でウサギの肩、背中、尻、耳、または足に触れ、動物とトレーナーの間の身体的接触の程度を高めました。触れられることを受け入れることは、他のウサギよりも難しいウサギもいました。上述したように、これらの目標行動のトレーニングプロトコルを適応させ、暫定的なステップを追加することは有益でした。
しかし、3匹のウサギは、「膝の上でジャンプする」という目標行動を完了するために、追加のトレーニングセッションを必要としました(#4、#7、#10)。これらの動物がトレーナーの膝に飛び乗るのを妨げた身体障害は除外できます。さらに、ウサギは家に飛び乗ることができ、これらの高さはトレーナーの膝よりも高かった。
これら3匹のウサギのうち2匹(#4と#10)は、慣れセッションでトレーナーと餌の報酬に慣れるのに時間がかかり、他の目標行動の最終段階に到達するためにより多くのトレーニングセッションが必要であることが顕著でした。これはウサギ#7にも当てはまり、4回目の慣れセッション以降のグループ内の戦いのために尾に怪我をしました。そのため、ウサギ#7をピックアップして診察台に移し、治療し、15日間毎日検査した結果、人間に対する警戒心が強まったのかもしれません。一方では、トレーニングのパフォーマンスは、たとえば、健康状態の障害、ストレスレベルの上昇、または他の介入による人間と動物の関係の乱れによって影響を受ける可能性があることに注意することが重要です。一方、これらの観察は、トレーナーと食物報酬にとって慣れの重要性を示しました。一部の動物は、トレーナーの存在に慣れ、トレーナーからの餌の報酬を受け入れるのに時間がかかる場合があります。追加の慣れセッションが行われていたら、ウサギ#4と#10はトレーニングセッションでより良いパフォーマンスを発揮した可能性があります。ウサギを人間に慣れさせることの関連性は、すでに文献で報告されています。この研究で使用されたウサギが購入された商業ブリーダーは、最近、ストレス関連の行動を減らし、攻撃性を排除した定期的なふれあいセッションを導入しました58。以前の研究では、若いウサギを撫でたり扱ったりすることで、不安関連の行動を減らし、体重増加を増加させ、死亡率を低下させることが実証されました59。
ウサギがさまざまな目標行動を学習した後も、個々の例外を除いて、2回の短い(1週間)と長い(約7.5〜9.5週間)のトレーニング休憩の後でも、それらを表示することができました。これらの観察結果は、一般的な検査が行われ、部屋/ペンが掃除されるときに、ウサギに訓練された目標行動を週に一度実行するように依頼するだけで十分であることを示している可能性があります。
日常生活のためのプロトコルの実現可能性のためには、ウサギが訓練された目標行動をトレーナー以外の人に一般化することも重要です。休暇や病気の場合、他の人が動物の訓練と世話を続けなければなりません。ウサギの大多数(13匹中12匹)は、動物の世話をする人に「体重を量る」、「輸送ボックスに入る」、「飼育する」という目標行動を一般化しましたが、場合によっては、ウサギが望ましい行動を示すために複数回のトレーニングセッションが必要でした。「計量」が最もよく一般化されているように見えました。続いて「輸送ボックスに入る」と「飼育」が続きます。しかし、「膝の上でジャンプする」ことは、他の人に一般化するのがより難しいように見えました。動物が望ましい行動を示すのに時間がかかり(9.9.)、以前に最終ステップ9.9を学習した2匹のウサギは、おそらく必要な身体的接触が多かったため、この目標行動を示すことができませんでした(上記参照)。1匹のウサギ(#4)は、目標行動の「体重を量る」「輸送箱に入る」「飼育する」のステップを一切示さず、動物の飼育者との交流には興味がなかった。ウサギ#4は、慣れセッションでトレーナーと餌の報酬に慣れるのに時間がかかる動物の1つでした。これは、一部の個体にとって、動物の世話人がウサギと一緒に時間を過ごし、ウサギからの食物報酬を受け入れるように慣れさせ、肯定的な絆を築く追加のセッションが有益であることを示している可能性があります23。ウサギは、ラット60について実証されたように、異なる人物を区別することができるかもしれない。トレーナーおよび動物の世話人とのセッションにおけるウサギのパフォーマンスに影響を与える可能性のあるさらなる要因は、トレーニングセッション中にトレーナーが動物に与えた無意識の信号、例えば、ターゲットスティックまたは報酬ボウルの位置、体の位置または動きである可能性があります。トレーナーがこれらの信号に気づいていない場合、それらは文書化されず、他の人はこれらの信号を模倣しません。
さらに、ターゲットスティックの取り扱いや報酬の提示のルーチンなど、動物と一緒に働く人のトレーニングスキルは、動物の行動に影響を与える可能性があります。学習原理と動物のコミュニケーションに関する知識に加えて、動物をうまく訓練し、目標行動を取り戻すには、実践的な経験が必要である61 。熟練者と未熟練者を含む一般化セッションは比較されていないため、「トレーニングスキル」という要因の関連性は決定できません。しかし、著者らの知る限り、実験動物スタッフの大部分は動物訓練の訓練を受けていないため、一般化セッションが実施された条件(すなわち、クリッカー訓練の経験がほとんどない動物の飼育者が関与する)は、実験動物施設における現実的な環境を表していた。
プロトコルの代表的なデータは、動物施設に、さまざまな目標行動のトレーニングに関連する作業負荷のアイデアを提供します。このデータは、動物施設がプロトコル(の一部)を実施する際に独自の作業スケジュールを作成するのに役立つ可能性があります。個々の動物と目標の行動に応じて、一般化プロセスのために追加の時間を確保する必要があります。ただし、オスのウサギや他のウサギの品種を扱う場合は、期間が異なる場合があります。動物施設では、適切な時間が存在するかどうか、動物訓練の時間を確保するために何を変更する必要があるかについて議論する必要があります。
動物の訓練に必要な時間に加えて、訓練には熟練したトレーナーが必要であり、動物の訓練方法をスタッフに教えることにも時間がかかる可能性があることを考慮する必要があります。実験動物職員、すなわち、動物の世話人、獣医師、研究者の教育において、訓練が必須とされれば、施設での動物訓練の実施が容易になり、時間も短縮されるであろう。指令2010/63/EUの附属書IIIによると、「施設は、動物に適した慣れと訓練プログラム、プロジェクトの手順と期間を設定しなければならない」、つまり動物の訓練は法律で義務付けられています。ドイツでは、動物実験免許を申請する際に、このようなプログラムを提出する必要があります。そのためには、動物実験を計画し、実験動物を扱う人は、動物訓練に熟練していることが必要です。しかし、少なくともドイツでは、動物の訓練は、研究および診療所の分野における動物飼育者の訓練スケジュールの一部ではありません62,63,64。さらに、教育訓練の枠組みに関するEUの勧告65では明示的に言及されていません。したがって、これらの規制でトレーニングが実施されていない限り、積極的な強化トレーニングに焦点を当てた継続的な専門能力開発には、より注意を払う必要があります。実験動物の担当者は、一貫性と予測可能性を確保するために、学習と訓練の技術の原則、必要な基準、トレーナー間の手順の伝達、記録管理、および望ましい方法で参加していない動物への対応方法を学ぶ必要があります。
人間と動物の相互作用
トレーニングセッション中の集中的な人間と動物の相互作用時間は、個々のウサギとトレーナーとの関係を強化するための最適な設定を提供します26,66。人間と動物の良好な関係は、畜産や実験の場でのストレスレベルを下げることができるため、動物の幸福に有益である67。現在のトレーニングプロトコルでは、トレーナーはウサギのエージェンシーを考慮し、ウサギは自発的にトレーニングに参加する(または参加しない)ことを決定できます。動物に主体性を与えることは、彼らの幸福にとって有益であり16、したがって、実験だけでなく、住居や畜産においても追求されるべきである。さまざまな行動機関レベルがあります68。PRTへの参加は、行動主導のエージェンシーのレベル、すなわち「現在の成果を達成するために積極的に行動する(例えば、食料を調達する)」ことに起因している可能性がある68。
トレーナーとなじみのない人に対するウサギの自発的なアプローチを分析すると、集中的な人間と動物の相互作用が観察されました。その結果、第 1試験(#12)の1匹のウサギを除いて、すべてのウサギがトレーナーと見知らぬ人の両方と相互作用することが明らかになりました。彼らは第1回の 試行でトレーナーと対話することに明確な好みを示し、何人かは4本の足すべてをトレーナーの膝に飛び乗ったので、トレーナーを認識しているように見えました。見知らぬ人に対しては見せなかった行動。ウサギは、1回目の 試行では、なじみのない人よりもトレーナーとの対話に多くの時間を費やしましたが、2回目の 試行では相互作用時間に違いはなくなりました。この観察の理由は、ウサギが1回目の 試行でトレーナーから餌の報酬を受け取ることを期待していたことと、自発的なアプローチテストで餌の報酬が不足していたため、2回目の 試行でトレーナーとより多くの時間を過ごさなかったことが考えられます。それにもかかわらず、これらのデータは、訓練されたウサギがなじみのない人の存在にすぐに慣れ、恥ずかしがり屋で交流できないウサギがいなかったことを強調しました。対照的に、彼らは非常に探索的で、見知らぬ人に興味を持っていました。しかし、訓練を受けていない対照群は調査されていないため、ウサギの自発的接近行動に対する訓練の効果は不明である。
1回目の試行におけるウサギ#12の行動を説明する仮説は、この個体は1回目の試行でまだなじみのない人の存在に慣れなければならず、2回目の試行ではトレーナー(70秒)と見知らぬ人(9秒)の両方との交流に関心があったというものです。ウサギは異なる性格特性を持っており、それはなじみのない人の周りの快適さのレベルに影響を与え、ひいては接近までの待ち時間または人との相互作用時間に影響を与える可能性があります69,70。
制限
トレーニングに参加しているウサギだけでなく、囲い/部屋にいるすべてのウサギは、トレーニングセッション中にクリック音(つまり、条件付け強化子)を聞くことができ、餌の報酬(つまり、自然/無条件強化子)が提示されないため、その強化効果が弱まる可能性があることを認識しています。トレーニングアリーナの外にいるウサギが訓練された行動を示し、クリック音を聞いたが、餌が提示されない場合(このシナリオが数回発生する)、訓練された行動が消滅する可能性があります。この現象は絶滅64,71と呼ばれる。しかし、本プロトコルのゴール行動はすべてトレーナーが提示する目標に依存するため、トレーニング環境で絶滅する可能性は低いです。
訓練場の壁が透明で、訓練場が囲いの中にあるため、ウサギは訓練中にお互いを見たり、聞いたり、匂いを嗅いだりすることができ、これは明らかに福祉上の利点です。さらに、ウサギはトレーニングセッション中にグループメンバーを観察し、お互いから学んだ可能性があります。ラットでは、個体がPRT45によって訓練されているケージの仲間を観察することによって目標行動を実行することを学習したことが以前に示されました。この事実は、長所と短所の両方と見なすことができます。動物同士の学習の進歩は、お互いを観察できると早くなるかもしれません。ただし、個々の動物のデータは、グループメンバーの成績に影響される場合があり、個々の動物の訓練のみに起因するものではありません。したがって、グループメンバーやシングルハウスのウサギと接触せずに動物を訓練すると、さらに時間がかかる可能性があります。
個人の行動観察(自発的アプローチテストおよび異なる処理技術を適用した後)は、新しい環境とグループからの分離によって引き起こされるストレスと気晴らしを避けるために、慣れ親しんだ社会環境とグループで実施されました。しかし、不利な点は、観察セッション中にウサギがお互いの行動に影響を与えた可能性があることです。
取り扱い技術の効果は、動物を扱う人としてのトレーナーを含む7匹の動物でのみ調査されました。著者らは、他のハンドラーで調査結果を再現し、取り扱い手法の違いをさらに調べるために、先験的なサンプルサイズの計算を含む追跡調査を計画しています。
訓練、取り扱い、自主接近試験に関わった人間は全員女性でした。雄が関与した場合、ウサギの訓練性能や行動が異なるかどうかは調査されなかった。
現在のトレーニングプロトコルは、ウサギでトレーニングできるものについて読者にアイデアを与えるはずですが、実験用ウサギでトレーニングするのに有益なすべての潜在的な目標行動を含むわけではありません。たとえば、一般的な要件に関するプロトコルのセクションで提案されているようにウサギをマーキングすることも、PRTを使用してトレーニングする価値があります。
上でさらに指摘したように、適切な報酬の選択は簡単ではありません。衛生上の制限により、一部の実験動物施設では、新鮮なハーブを餌として使用することは許可されていないため、ヒマワリの種や穀物ベースの採餌用おやつなど、適切でない餌の報酬を使用する必要があります。食品報酬の決定に関しては、現在の実験室慣行のいくつかの規則や規制は、動物の健康と効果的な訓練に有害であるため、ケースバイケースで再検討する必要があるかもしれません。また、食べ物の報酬の代わりに、トレーナーやエンリッチメントアイテムとの穏やかなタッチや相互作用などを使用することも可能かもしれません。ただし、トレーナーは、ウサギが本当に好む場合にのみ報酬であるため、報酬は動物に報酬を与えることであることを個々の動物ごとに確認する必要があります。特に触れることは、すべてのウサギがやりがいを感じるとは限らない。
結論
要約すると、本研究は、実験用ウサギに適したトレーニングプロトコルに関する知識のギャップを埋めるための最初のステップでした。雌のニュージーランドシロウサギは、PRTを使用して日常的な飼育手順を訓練し、学習した目標行動を他の人に一般化することができますが、一般化プロセスのために追加の時間を確保する必要があります。物理的な接触のない目標行動は、人間との物理的な接触を必要とする行動よりも習得しやすいようでした。動物が目標行動の訓練を無事に終えた後は、一般的な検査と囲いの掃除の文脈で、週に一度、動物を回収するだけで十分です。すべてのウサギに一般的に適用されると考えられているトレーニングプロトコルは便利ですが、トレーナーは、場合によっては動物のニーズに適合させる必要があることに注意する必要があります。取り扱い技術に関する結果は、ウサギを首筋で拘束して腕に持ち上げるのではなく、輸送ボックスでウサギを拾い上げる方が嫌悪感が少ないことを示唆しました。全体として、現在のプロトコルは、ウサギの慣れと訓練プロセスの実行可能な指示を提供し、実験動物施設での改良として役立つ可能性があります。
動物は、労働力、時間、またはお金の節約のために苦しんではなりません(少なくともドイツの動物福祉法72に従って)。すべての動物をできるだけ穏やかな方法で世話し、扱うことが重要です。訓練されていない動物は、訓練された動物よりも実験的および日常的な飼育手順によって引き起こされる不安や苦痛に苦しんでいるため13、トレーニングは、彼らが否定的な感情状態を経験するのを効果的に防ぐための簡単な改良手段です。
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、ウサギの世話をしてくれた動物の世話をしてくれた動物たちと、彼らの思いやりのある献身的な仕事に感謝しています。原稿を校正してくれたKai Diederichに感謝します。
Materials
| 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. |
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