The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice.
Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous research determined a profound impact of gentle handling protocols on the well-being of laboratory mice. By introducing clicker training to the keeping of mice, not only do we promote the amicable treatment of mice, but we also enable them to experience cognitive enrichment. Clicker training is a form of positive reinforcement training using a conditioned secondary reinforcer, the “click” sound of a clicker, which serves as a time bridge between the strengthened behavior and an upcoming reward. The effective implementation of the clicker training protocol with a cohort of 12 BALB/c inbred mice of each sex proved to be uncomplicated. The mice learned rather quickly when challenged with tasks of the clicker training protocol, and almost all trained mice overcame the challenges they were given (100% of female mice and 83% of male mice). This study has identified that clicker training for mice strongly correlates with reduced fear in the mice during human-mice interactions, as shown by reduced anxiety-related behaviors (e.g., defecation, vocalization, and urination) and fewer depression-like behaviors (e.g., floating). By developing a reliable protocol that can be easily integrated into the daily routine of the keeping of laboratory mice, the lifetime experience of welfare in the mice can be improved substantially.
פיתוח אסטרטגיות עידון חדשים עבור עכברי מעבדה הוא משימה מאתגרת שתורמת ההגשמה של 3Rs (החלפה, הפחתה, ועידון) של מדע מעבדת חית 1. שיפורים בתחום חידוד נוסף יכול לתרום לרווחתם של מיליוני בעלי חיים המשמשים למטרות ניסויים. לכן, מחקר אינטנסיבי נדרש בתחום. זוהי גם מטרה מוגדרת בהנחיה 2010/63 של האיחוד האירופי. הדירקטיבה 2010/63 / איחוד אירופאי מציין כי ניסיון החיים של חיות מעבדה צריך להיות משופר וכי "מפעליים יכונן תוכניות הרגלה והכשרה מתאימות לבעלי החיים, נהלים אורך הפרויקט" (סעיף 3.7) 2.
חיות מעבדה יכולות לחוות הרבה מצבים מלחיצים בזמן שהם מוחזקים וגדלו לניסויים. בדרך כלל, את האינטראקציה בין העבודהעכברי atory ואת האחראים מוגבלים למדי. לכן, יחסי אמון לא יכולים להתפתח. זה יכול לעורר חרדה מוגברת ומתח כתגובת טיפול, אשר יש השלכות שליליות על ההתנהגות והפיסיולוגיה, ולכן, את הרווחת, של בעלי החיים 3, 4, 5, 6. יתר על כן, בצע נהלי מעבדה שיגרתי כמו טיפול כללי, איפוק, ודם או דגימת רקמות יכולה לגרום לתגובות של מצוקה נפשית, אשר יכול להיבדק על ידי מדידת פרמטרים שונים, כגון הורמוני לחץ או התנהגות 7, 8. הוכח כי תוכניות טיפול יכולות להקטין את החרדה ביעילות כלפי החוקר במכרסמי מעבדה 9, 10, 11. תוכניות טיפול ולכן יכול לשפר את החיות "תנאים יכולים לתרום באופן משמעותי למען בעלי חי 5.
מטרת מחקר זה היא להציג את אימון חיזוקים חיוביים עבור עכברים כתוכנית טיפול ספציפי. אימון חיזוקים חיוביים היא צורה של התניה אופרנטית שנותן החוקר אמצעי לעצב התנהגות בעלי חיים. כאשר החיה מבצעת התנהגות רצויה, הוא ואחריו גירוי חיובי (כאן, פרסי מזון). הכוונה היא כי בעל החיים המקשר את הפרס על התנהגות בהתאמה. אימון Clicker הוא סוג של אימון חיזוקים חיובי באמצעות חיזוק משני מותנה, "לחץ" קול קליקר, הוכח לחזק התנהגות ספציפית 12.
באופן ספציפי יותר, את הצליל לחץ משמש "גשר זמן" בין ההתנהגות ואת הפרס הקרוב 13. המאמן לוחץ בדיוק כאשר החיה מבצעת את הרצויהתנהגות, ללא עת לעכב 14, ולאחר מכן מציגה את גמול מזון. זה מחזק את ההתנהגות המתוגמלת, שתועלה עם בתדירות גבוהה יותר. אימון Clicker נעשה שימוש נרחב עם חיות מחמד ואת עשה את דרכה לתוך מדע בחיות מעבדה, שם יושם בהצלחה עם פרימטים לא אנושיים 13, 15, 16. כמו עכברים ללמוד די מהר כאשר קרא תיגר עם פרדיגמות התניה אופרנטית, כניסתה של חיזוק השני לא צריך למתוח יתר על המדה היכולות הקוגניטיביות שלהם 5, 17, 18, 19.
על ידי החדרת אימון קליקר על ניהול עכברים, אנו מאפשרים עכברים לחוות העשרת קוגניטיבית. העיצוב של העשרה קוגניטיבית חייב לאפשר העכברים להשתמש במיומנויות הקוגניטיביות שלהם כדי solvבעיות דואר ולהשיג שליטה על הסביבה שלהם 20, 21. מספר מחקרים עם מינים שונים להוכיח את ההשפעה החיובית של העשרה קוגניטיבית על רווחתם של בעלי חיים בשבי 22, 23, 24. שיפור היכולת של בעלי החיים כדי להתמודד עם אתגרים סביבתיים בהצלחה תורמת שלהם לרווחתה 25, 26.
בנוסף, אם החיות לחוות רמות נמוכות של מתח במהלך חייהם, הם נוטים פחות לפתח אסטרטגיות התמודדות מזיקות כאשר התעמתו עם גורמי דחק המתרחשים במחקר ביו. לפיכך, יישום עקבי של העשרת קוגניטיבי יכול לתרום המגון של 'פנוטיפים נושאים. זה יתרום עיקרון 3R של הפחתה, כפי שהוא יכול להפחית את מספר המקצועות הנדרשים27 כדי לעמוד בדרישות סטטיסטיות.
על ידי פיתוח פרוטוקול אמין כי ניתן לשלב בקלות לתוך שגרת היומיום של שמירה על עכברי מעבדה, אנו יכולים לשפר את חוויית החיים שלהם באופן משמעותי רווחה.
היישום האפקטיבי של פרוטוקול אימון קליקר עם קבוצה של 12 עכברי BALB / c המולדים של כל מין התברר מסובך. מחקרים קודמים אשרו את היעילות של אימון קליקר עם כמה מינים, ואנחנו מורחבים זה לעכברים. כמו עכברים הם יונקים שפותחה הנמוך ביותר בקרב חיות מעבדה, היכולות שלהם הם זלזלו לעתים ק?…
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by the Translational Animal Research Center of the University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz. The authors are most grateful to Thomas Wacker for his technical support.
Lid for open housing | Tecniplast | GM500LID117 | |
SealSAfe Plus top for open housing | Tecniplast | GM500400SU | |
Type II long, filter top cages | Tecniplast | GM500PFSPC | |
Aspen bedding material | Lab & Vet Service GmbH | H0234-300 | Environmental enrichment |
Red polycarbonate Mouse House | Tecniplast | ACRE011 | Environmental enrichment |
Tissue papers | Tork, SCA Hygiene Products GmbH | 290179 | Environmental enrichment |
Food – ssniff M-H Extrudat | ssniff | V1126-000 | ad libitum |
Target Stick with Clicker | Trixie | 2282 | |
PVC Tube (Tunnels) | Thyssen Krupp | RTPVCU04003005 | |
White Chocolate/ white chocolate cream | Company doesn't matter, preferable organic quality | ||
Forceps | FineScienceTools | e.g. 11150-10 | Or any other tool to fixate chocolate |
Prism Version 6.0 for Windows | GraphPad Software |