Summary
ブタ研究の改良は、クリッカーを使用して標準化されたチェックリストと肯定的な強化トレーニングを導入することによって達成される。この作品は、動物に関連するサンプルの収集と毎日の雑用の実施を支援しています。
Abstract
3Rの取り組みの実施は重要です。実験用豚の寿命を磨くために、実験に動物を含める前の期間に焦点を当てた。開発中にチェックリストを改善しました。チェックリストを使用して、個々の豚の進行状況を文書化しました。これは、彼らが動物を社交し、動物のストレスや不安レベルを制限するために必要な行動に焦点を当てたままで、世話人を支援します。この段階では、豚は穏やかで、実験期間中のストレスをさらに制限するために追加のクリッカートレーニングを開始する準備が整います。豚は、セテーションや固定なしで基本的な結果対策を容易に収集することができます。
プロトコルは2つに分かれています。まず、豚が研究施設に到着すると始まる移行段階。お菓子を導入し、世話人に徐々に密接に接触することが最初のステップです。次いで、管理人は、頭と後ろに触れることができるように行動を導入し、例えば、耳を操作して血液サンプルまたは後方を取り、直腸温度を得る。動物管理人の関係に強力な基盤が確立され、これは迅速に到着後に豚が表現するストレスを最小限に抑えます。第二に、ポジティブな強化訓練は、ストレスを感じることなく、より複雑なタスクを実行する方法を動物に教えるために開始されます。クリッカーは二次補強剤として導入されます。
時間、構造、教育、徹底的なコミュニケーションは、このプロトコルの適用に成功するための最も重要な基準であると思われます。穏やかで準拠した豚を持つことに加えて、世話人は、彼らが個々の豚を与えることを許されている焦点を楽しむことを報告し、彼らの全体的な仕事の満足度を追加します。強力なコミットメントを持ち、各豚の移行の進捗状況と福祉に焦点を当てた世話人を持つことは、さらに部門のケア文化を強化します。
Introduction
ラッセルとバーチが1959年に議論した3R(交換、削減、改良)の原則は、実験目的での動物の使用に関する高い倫理基準のための今日の基盤を形成しています。前臨床実験動物研究を行う生物医学研究施設では、細分化の原則を遵守することが重要です。「洗練は、まだ使用しなければならない動物に適用される非人道的な手順の発生率または重症度の減少を意味する」1.
現代的な定義はさらに、洗練は「最新の生体技術を利用し、福祉が科学的成果に及ぼす影響の理解を深めることによって、動物福祉の研究を進めている」と述べています。これは、今日の改良イニシアチブが動物の福祉にとって重要であるだけでなく、科学的成果がこれらのイニシアチブの恩恵を受けるので、品質を研究することも重要であることを意味します。
検討すべき洗練された取り組みの1つは、実験動物の社会化と訓練です。彼らは、例えば、特定のタスクを実行するように訓練されてもよいです, スケールにステップまたは血液サンプルが描画されている間に冷静に動作します.いくつかの種は、他のものよりも訓練に自然に処分され、これは実験室の動物種を訓練するための伝統に影響を与える可能性があります。伝統的に、犬の訓練は狩猟で犬を使用するために、例えば、何世紀にもわたって行われてきました。これらの歴史的伝統は、最も確かに生物医学研究の設定で犬の訓練をより簡単にしました。非ヒト霊長類と共に、実験室犬の訓練がかなり長い間4、5のために議論され、行われてきた。
これらの種の両方に共通して、それらは「社会動物学的規模」で高くランク付けされている。このスケールは、人間社会における動物の場所と使用に応じて動物をランク付けします 6.高いランキングはまた、可能な限り人道的に動物を扱い、彼らのストレスや不安レベルを制限するための大きな公共の需要を運びます。げっ歯類は、犬や非ヒト霊長類とは対照的に、社会動物学的スケールの下端に配置される。彼らは同等の世間の注意とケアを受けていない。歴史的に、彼らはあまりよく治療されていません - おそらく生命を脅かす病気を広める能力のためにも。しかし、ここ数年の間にげっ歯類の訓練は前臨床研究の設定で実施され、関連する科学的利益のこれらのことは気付かれていない。ラットとマウスの両方が興味深く非常に簡単に訓練され、トレーニングはまた、彼らのストレス応答を制限し、したがって科学的な結果を強化します 7,8.
実験動物の環境で豚を社交的に訓練する方法についての報告は、私たちの知識不足9です。社会動物学的規模では、豚は犬とげっ歯類の間に置かれます。我々は、種を主に食料資源として認識しているが、それにもかかわらず、生物医学研究にもかなりの数の豚が使用されている。EUだけでも、2015-2017年には年間約75,000頭の豚が科学的な目的で使用されました。この数は、農場の豚とミニチュア豚の両方を包含します。3Rに準拠するための措置として訓練することによって、これらの動物の生活を洗練することにますます焦点が当てられている。農場の豚とミニチュア豚は、実際に11、12を訓練することができますが、社会化の面で彼らの出発点は異なります。ミニチュア豚は研究のために飼育され、初期の寿命の間に社会化されます。彼らは穏やかな気性を持つために飼育されています。養殖豚は消費のために飼育され、多くの場合、まったく社交的ではありません。デンマークの食肉生産のためのフィニッシャー豚は、通常、群れの階層でポジションを獲得するために競争しなければならない15〜25匹の豚の高密度グループに収容されています。彼らの気性はその能力を反映している。多くの場合、彼らはマックアウトの作業負荷を制限するために部分的にスレートされた床を持つ安定した施設に収容されています。体重増加を最適化するために、自動食品および水供給システムを介してアドリビタムを供給されます。したがって、農場労働者との接触は限られており、取り扱われるとストレスを感じるでしょう。これは、動物が研究施設に移管されるとき、特定の課題を提起する。ここでは、動物福祉、畜産、および3Rは重要な役割を果たす13,14.研究の観点から、個々の動物は、可能な限り最良の研究結果を得るために重要です。動物の福祉は、ストレス、不安、恐怖に関する動物間の変動を低くするためにも重要です。これらの理由から「群れ動物」から「個人」への移行に注意を払うことが重要です。到着すると、豚は新しい香り、新しい食べ物、動物の世話人との日々の接触、そしてしばしば新しいペンメイトと新しい環境に入ります。豚にとって、シフトは非常にストレスになり、数日の順応期間の重要性が実験室動物科学15で認められている。
順応期間を構成することで、構造化されたステップバイステップのチェックリストを使用して「移行フェーズ」と呼ばれるものを作成しました。チェックリストは、各豚が十分な世話人の接触を受けることを保証し、ストレスを受けずに検査とサンプル採取のための基本的な取り扱いを可能にすることを学びます。その後、各特定の研究プロジェクト16,17を対象としたポジティブ強化訓練を使用して豚を訓練するための継続的な作業を行うことができる。クリッカーは、目的のアクションが実行されたときに食品の報酬を通知するために使用されます。移行段階のステップと豚の追加のクリッカートレーニングを組み合わせることで、動物は研究施設にスムーズに落ち着きます。彼らは穏やかで扱いやすくなり、少しの努力で、例えば血液サンプル採取のためにじっと立つように教えることができます。このタイプの処理プロトコルを使用することにより、動物やスネアのセドレーションなどの昔ながらの技術が置き換えられます。すべての豚が十分に処理されていることを確認するために、チェックリストが記入されています。
動物は確かに肯定的な感情を感じるので、動物と一緒に働くときに焦点を当てることは、否定的な感情の除去だけにすべきではないことが広く受け入れられつつあります18.世話人とのトレーニングセッションは、肯定的な感情的な経験の一例です。それはお菓子や注意を受け取るように豚のために非常に楽しいです。施設での取り扱いストレスと恐怖関連の行動を減らすことの利点に加えて、動物を訓練することは動物に肯定的な感情的な経験を与える機会を提供します。肯定的な経験の追加は、実験に関連して実験動物が遭遇する否定的な経験の一部を打ち消す可能性があり、したがって、動物の福祉19、20をさらに増加させる。
豚は明らかにトレーニングセッションを楽しんでいますが、セッションは同時に世話人に個々の豚への絆を強化する機会を提供します。動物の世話人であること、動物の注射などの痛みを伴う行動を行うことは、仕事の一部です。しかし、動物を訓練し、これらの行動を肯定的な経験に変えることができることは、それ自体がやりがいがあります。それは、世話人のコミットメントを高め、ケアの部門の文化を強化する上で重要な役割を果たす21,22,23.
豚は、動物実験、住宅、畜産に関する国法を指す施設の動物福祉ポリシーに従って収容されました。プロトコルは、任意の年齢の引き出し豚に適用することができます。移行チェックリストの開発のために (図1)合計40メスの交配農場豚(デンマークのランドレース-ヨークシャー-デュロック)の重さ35-80キロを使用しました(表1)。豚は到着時間に依存するグループに割り当てられました。豚は2020年1月から9月の期間に研究安定施設に収容されました。すべての農場の豚は伝統的な種まき農場で飼育され、約15キロの重量を量るときに協力農場に移動します。生存研究に含まれる少なくとも2週間前に、豚は大学の研究安定施設に運ばれています。最初の2週間の間に、農場の豚から研究動物への移行が行われます。プロトコルは、非有害かつ肯定的な行動で構成され、したがって、順応期間の一部としてすぐに開始することができます。
豚は、固体コンクリートの床に3.4〜6.8 m2を測定するペンに一つずつ収容され、自動給水を介して水にアクセスできます。各豚のための給餌トラフがあり、隣接ペンへの分離の少なくとも1つのセクションは、スナット接触を可能にする。豚が外科的介入を受ける予定の場合、または機器を移植する予定の場合、ペンの仲間が傷を舐めたり噛んだり、インプラントを引き出したりしないように、単独で収容されます。寝具はわらで、動物はさらに干し草と異なる活動のおもちゃで濃縮されています ロープ、ボール、バケツ、プラスチック製のチュースティック(図2)。
動物は、養殖豚の国民健康監視プログラムに含まれる群れから来ており、生産環境で豚に影響を与える可能性のある7つの病原体24のスクリーニングを受けていることを意味します。予想外の研究結果による診断を保証する豚からのサンプルに加えて、FELASA勧告25、26に基づいて研究群に対して2年に一度のランダムチェックが行われます。このプロジェクトに使用される豚のいくつかは、豚の生殖および呼吸症候群の血清陽性であった。しかし、どの豚も感染に対応する臨床症状を示さなかった。ポリメラーゼ連鎖反応を用いて評価されたすべてのサンプルは陰性であり、ブタが健康な状態であることを裏付けた。
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Protocol
プロトコルを検証するために使用される豚は、動物実験評議会によって承認された研究の一部でした - デンマークのすべての動物実験を評価し、承認する国家政府機関。理事会は、IACUCと同様の倫理的レビューを行います。
1. 研究施設への到着
- まず、指定された領域で豚を洗い、徹底的な目視検査を行います。排他リストを使用して、傷、耳に刺された、膿瘍、不自由な豚などを除外するので、臨床的に健康に見える動物だけが施設に入ることができます。
- 洗浄後、豚を色マークに従ってグループに分類します。カラーマークは、どの豚がサプライヤーでペンメイトであったかを示します。豚は新しいペンメイトに導入されたときに階層を確立するために戦うので、これは重要です。彼らはすでにこの戦いをかなり制限することに精通している豚と一緒にグループでそれらをソート保ちます。
- 彼らは輸送後に非常にストレスを受けることができるので、到着日の残りの部分のために(彼らは午後に供給されている場合を除く)邪魔されずに豚を残します。
2. 第1部:移行フェーズ(推定時間4~6日)
注:豚は、移行段階で行われる活動中に自宅のペンにとどまります。私たちは、各御馳走セッションのために半分のリンゴを使用しています。個々の豚の進行状況は、遷移フェーズ進行チェックリスト (図 1 および 補足ファイル 1)でスコア付けされます。
- 到着後2日連続で、お菓子を紹介します。
- 投げは、豚が自分でお菓子を検索し、ペンのすぐ外に静かに立つことを可能にするために、一度に数個(半分のリンゴの合計)をペンに1日2回扱います。お菓子に精通することとは別に、目標は動物が管理人の存在と積極的に御馳走を関連付けすることです。
- 3日目と連続した日に「世話人による取り扱い」で豚に慣れ親しんで紹介します。給餌中にペンを入力します。
- 食べている間、豚から腕の長さで座って下ろします(図3)。落ち着いて豚に向かって手を伸ばして背中に触れます。タッチは成功としてカウントする 2 秒以上である必要があります。豚が食べ物から離れた場合は、ゆっくりと手を引き出します。
- 動物が食べ始めるのを待ち、もう一度行動を起こす。動物が再び食べ物から離れた場合は、触ろうとするのをやめますが、トラフの隣のペンの中にとどまります(セッションの合計で2〜3分)。
- 豚が食べている間に背中に触れることを受け入れたときに、取り扱い手順に進みます。今度は、頭と尾の両方の方向に背中の手を動かします。
- 豚がそれを受け入れる場合は、頭と耳をタッチします。いつでも、豚はアクションから離れてアクションを停止しますが、残りの時間(セッションの合計で2〜3分)ペンの中に残ります。耳は、耳の静脈内カテーテルからの血液サンプリングを可能にするので重要である。
- 2番目の重要な領域である尾部に触れることができるようにゆっくりと上昇します。立って動き回ることは豚にとってより恐ろしいので、このステップは独立して採点されます。豚が領域に触れ、尾を操作することを受け入れると、直腸温度を取ってほとんどの研究プロトコルをサポートすることができます。
- さらに、飼育人と動物の間の結合を強化するために、給餌時間とは別に2回のセッション中にペンに入ります。ペンの内側の隅に座りながら、2回のセッション(それぞれ2〜3分)の間に豚のお菓子(一度に1スライスずつ)を提供します。最初は、伸ばした腕からお菓子を与えるが、豚がその報酬を得るために近づく必要があるので、徐々に距離を減らす。
- 移行段階の最終段階は、身体の特定の領域で豚に触れることができ、そのために少数のお菓子のみを使用することです。2人目の世話人がペンの外に立ち、豚に1つか2つの御馳走を提供している間にペンを入力してください。穏やかで、説明したように触れることを許し、同時に地面に4つのひづめすべてを保つことができる(ペンのフェンスに飛び上がらない)豚に報酬を与えます。
3. 第2部:クリッカートレーニングの実施
注:移行フェーズに従って、動物はクリッカートレーニングを開始する準備ができています。トレーニングセッションが始まろうとしていることを豚が認識できるように、指定されたエリアでトレーニングを行うことをお勧めします。1 日を通していくつかの短いセッションは、1 つの長いセッションよりも優れています。
- ホームペンの外で指定されたトレーニングエリアに一度に1匹の豚を連れて行きます。使用される領域が豚に斬新である場合、最初のセッションは、豚あたり約5〜7分の探査中にいくつかのお菓子で訓練と厳密に探索なしでする必要があります。
- 豚の手の届かないところにお菓子を持って座ったり立ったりするクリッカーを紹介します。豚が興味を示すときにクリックし、すぐに御馳走を与えます。豚が興味を維持しながら、これを立て続けに行います。豚が興味を失った場合は、豚が再び接触するまでクリックアンドトリートを一時停止します。このセッションは 10 分以下にする必要があります。
- 豚はすぐにクリックを理解しますが、クリックと非常に強い治療の間の関連付けを行うことが重要です。クリックと処理の間の関連性を強くするには、この手順を連続して数回繰り返します。豚がクリックを一度クリックして、これをフォローせず、豚の行動を注意深く監視することで、クリックを御馳走に関連付けるかどうかをテストします。豚が熱心に御馳走を期待して周りを見回す場合は、いくつかの追加セッションを実行しない場合は、トレーニングが完了します。
- クリックが豚によって認識されたら、ターゲットスティックを導入します。ターゲットスティックは、一方の端にマークされた領域を持つスティックです。ターゲット端をスナッの高さに保持します。ある時点で、豚は好奇心からそれに触れます。豚がターゲットに触れ、御馳走を与える非常に秒をクリックします。
- すぐにターゲットを再び提示し、触れた場合は、もう一度クリックして御馳走を与えます。ターゲットに触れたことが報われると理解するまで、ターゲットトレーニングを続けます。ターゲットを徐々に遠くに移動して、ブタがターゲットに到達するためにさらに移動する必要があります。
- 豚が動き回ったときにターゲットに従うと、トレーニングエリアにオブジェクトを入れることで追加の課題を追加するので、豚は報酬を得るためにターゲットスティックタスクに集中する必要があります。
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Representative Results
プロトコルのパート1に記載されているように移行フェーズを適用することで、研究施設への農場豚の円滑な導入が可能になります。穏やかな豚を持つことは、毎日の雑用を容易にし、麻酔や固定なしで行われるマイナーな手順とサンプル採取を可能にします。
移行段階での豚の進捗状況を追うには、個々の豚が遷移の定義されたステップに達したときにマークするチェックリスト(チェックリスト1)が開発されました。豚は到着後2週間以内に研究プロジェクトに参加する予定で、総日数は移行の成功を示すために選ばれた尺度でした。
チェックリスト1に基づいて、20匹の豚の移行段階に従って、2週間以内に養豚から研究豚に豚を移行することが可能であることを確認しました(図4)。すべての豚は12日以内にリストを完了し、時間枠セットで十分であることを示しました。
チェックリスト 1 は、最初のエクスペリエンスに基づいて変更されました。新しい厳格なチェックリスト(チェックリスト2)が開発されました。さらに移行を改善し、標準化するために、主要な改訂は、毎日のセッションの数を増加させ、セッションごとに費やす時間を制限していました。2つのチェックリストを比較すると、チェックリスト2を使用して移行した豚は、移行の最初の日に同様の進行を持っていたのに対し、後のステップはより速く到達したことを示しています。チェックリスト 1 とチェックリスト 2 の使用の比較を 図 5に示します。
移行段階の完了後、動物は、外科的創傷の温度および検査を取るような基本的な結果措置を可能にする。豚(女性)が尾部に触れるように移行すると、尿サンプルは、外的な生殖器の周りにあるが、鼻の下に置かれたオストミーバッグを使用して収集することができる(図6)。
収集できるデータ結果のもう一つの例は、血液サンプルである。私たちの施設では、手術中にしばしば静脈カテーテルを耳静脈に入れています。回復後、カテーテルは、筋肉内注射の数を減らすために薬を投与するために使用することができ、プロジェクトをサポートするために複数の血液サンプルを採取し、豚の正常な生理学への復帰を評価する(図7)。
移行フェーズから移行するクリッカー トレーニングは、移行フェーズに基づいて構築され、処理中にさらなるメリットを得て、結果データを取得します。ターゲットスティックに従うように豚を訓練すると、例えば、体重を監視するスケール(図8)、または豚を手術やイメージング施設に輸送する必要がある場合は輸送クレート(図9)に豚を動かすために、世話人が豚を動かすことを可能にします。あるプロジェクトでは、薬が目に投与されている間、豚はじっと立つ訓練を受けました(図10)。
クリッカートレーニングを開始すると、各豚がユニークであり、トレーニングに異なる反応を示すことが明らかになります。トレーニング中、これは承認され、トレーニングセッションはこれに応じて収容されます。一部の豚は、同じタスクを学ぶために2〜3倍のトレーニングセッションを必要としますが、特定のタスクを特定の時点で学習して研究プロジェクトをサポートする必要がある場合は問題になる可能性があります。
| 動物データ | チェックリスト 1 (n=20) | 更新されたチェックリスト (n=20) |
| 種 | 家畜豚(スス・スクロパ・ドメスティックス) | 家畜豚(スス・スクロパ・ドメスティックス) |
| 繁殖 | (デンマークのランドレースxヨークシャー) x デュロック | (デンマークのランドレースxヨークシャー) x デュロック |
| 性 | 女性 | 女性 |
| 重量 | 35-80 kg (平均47,5 kg) | 40-80 kg (平均62,5 kg) |
| 年齢 | 10-22週間 | 10-22週間 |
表1:チェックリストの評価に使用される豚の基本的な特性
図1: 移行フェーズチェックリスト図のように、いくつかのアクティビティは同じ日に、異なる時間間隔で行われます。ステップ 3~ 5 は、1 日の間に指定された時点でステップ 1 から 2 および 6-7 が行われるのに対し、給餌中に行われます。各セッションは、チェックリストの上部に示されている時間に実行する必要がありますが、1 pig あたり実行に約 2 分しかかかりません。シェーディングされたボックスは、タスクが実行されないことを示します。完全なチェックリストは、補足ファイル 1 にあります。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図2: 部門で使用されるエンリッチメントの一部 は、この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図3:プロトコルのステップ2.2と2.3における管理人の位置を示す図。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図4:チェックリスト1を使用した移行フェーズのタイムラインこの図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図5: 移行フェーズの進行
チェックリスト 2 (○ ○) と比較したチェックリスト 1 ( ) を使用した遷移フェーズの進行を示す散布図。各プロットは、1つの豚の観測に対応しています。平均値と SD は誤差範囲で示されます。y 軸は日数です。x 軸では、ステップは次のように示されます。手からリンゴ。2;授乳中に豚に触れる。3;給餌中に後ろと尾をタッチします。4;お菓子を与えながら、後ろと尾をタッチします。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図6: 摂食中に外性器の周りに置かれたオストミーバッグを介した尿サンプル採取。豚は処置の間穏やかなままで、オストミーバッグの注意を払いません。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図7: 移行期後の給餌中の静脈内投与世話人は動物の近くに座って、薬を正しく注入することに集中することができる。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図8: ターゲットスティックを使用してスケールに踏み込む。豚は、肯定的な強化トレーニングのためにターゲットスティックに従うことを熱望しています。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図9: 輸送箱にターゲットスティックを続けて下図します。この手順は、例えば画像処理施設に豚を輸送する必要がある場合に有用である。 この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
図10:豚は、頭をホルダーに入れ、静かに立たせ、薬を薬を薬なしで目に与えられるように訓練した。薬が与えられた後、豚はホルダーの頭を休め、目視検査を行うことができます。この図の大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
補足ファイル 1.このファイルをダウンロードするには、ここをクリックしてください。完全な移行フェーズ進行チェックリストは、すぐに印刷します。着荷日フィールドの変更は、シートの日付に影響を与えます。
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Discussion
パート1、遷移フェーズチェックリスト、パート2を含むプロトコルの実装は、連続したクリッカートレーニングプログラムが成功を確認した。詳細なチェックリストの導入と使用は、研究施設への豚の導入を洗練する方法を提供してきました。構造化された移行段階はさらに、研究プロジェクトに含まれる前に豚を訓練するためのより良い基盤を作り出す。仕事に対する世話人のコミットメントが高まり、豚が経験する肯定的な感情が日々の行動に反映されていることに気づくのは肯定的な驚きでした。
新しい豚の到着と研究豚へのスムーズな移行は、長い間焦点の領域でしたが、変化を導入することは困難でした。作業の概要と利点を作成するために、チェックリストを使用して優先順位付けされた手順の有効性を監視することが決定されました。チェックリスト 1 では、移行に最も影響を与えると予想されるアクションに基づいて手順が実行されました。20匹の豚の移行は、チェックリスト1を使用して採点され、評価されました。次に、発生した問題を排除するためにリストを調整しました。これらは主に誤解や矛盾した報告に関連しています。重要なステップは、各ステップの解釈と、そのステップが関与するアクションでした。したがって、各ステップの説明は詳細に説明され、チェックリストはより直感的に修正されました。豚に触れたときの成功と失敗の区別を簡単にするために、1つのステップを取り除いた。ステップが実行されたかどうかを明確にするために、 
ピグがアクションを実行したか(+)、またはアクションの実行を拒否したかどうかを示すボックスに加えて、ステップが実行されたかどうかを示すチェックボックス( ) が追加されました (÷)。変更をサポートするために、チェックリスト2の使用を訓練するために追加の時間が割り当てられました。この議論は、各ステップについて議論し、成功基準に合意することを目的としてグループで行われました。実際の実行に関連して、重要な問題が提起されました。例えば、豚が世話人やお菓子に慣れている場合、彼らは非常に押し付けがましいことができます。最後の変更として、各セッションに費やされた時間が短縮される間、各豚とのセッション数が増加しました。
チェックリスト2を評価するために、20匹の豚が含まれていた。ステップ4のデータは、獣医師と世話人の間のミスコミュニケーションのために、3匹の豚のために欠落しており、コミュニケーションの必要性を強調しています。毎日使用される時間は同じであると推定されますが、豚は移行フェーズを少ない日数で完了します。ステップを実行する必要がある日中に特定の時間帯を定義した場合、いくつかの日次ルーチンの変更が必要でした。この手順を準備して実行するのに必要な合計時間と組み合わせて、実装の最大の制限事項となっています。チェックリストには、それぞれ 7 つのステップが含まれていますが、リストの変更により、図 3 の比較は 4 つの同等のステップに減らされます。移行段階で徹底的な構造を導入することで、意識が高まり、忙しい研究施設における洗練イニシアチブが優先事項となっています。
構造化されたチェックリストを実装することで、個々の豚間の変動の評価が可能になりました。一部の豚にとって、治療を理解するまでの日数は、世話人による触れ合いに関連するステップの完了に比べて多くの場合、より多いことに気づいたのは興味深いものでした。もう一つの興味深い観察は、触れられる意欲のかなり突然の変化でした。1つのセッションでは、豚は即座に後退し、わずか数時間後の次のセッションで豚は長期間(一度に1分以上)触れることを可能にします。
研究プロジェクトのために豚をさらに準備するために、移行段階に従って積極的な強化トレーニングを開始します。クリッカートレーニングプログラムをお勧めします。これは、動物の訓練に参加するシフトでいくつかの世話人を可能にします。クリッカーを使用すると、報酬信号が同じままであるため、世話人間のシフトが容易になります。クリッカートレーニングが開始されると、各豚がユニークであり、トレーニングに異なる応答が異なって明らかになります。しかし、数回のセッション内で、すべての動物はトレーニングセッションに参加し、世話人と過ごす時間を十分に楽しむことを熱望しています。豚のクリッカートレーニングは、力を使わずに実施する研究プロジェクトに関連する特定のタスクを可能にします。また、歩行分析など、一部のプロジェクトで見られる動物間の変動も減少します。また、豚が研究施設内で移動したり、体重を量ったときなど、毎日の雑用で大きな助けになる可能性があります。クリッカートレーニングの重要なステップは、クリッカーが導入されたときの豚と世話人の間の信頼のレベルです。豚は、近づく必要があるが、世話人の代わりにタスクに集中し続けるので、世話人を信頼する必要があります。もう一つの重要なステップは、治療の選択です。動物はそれを報酬として認識しなければなりません。時折、リンゴがおいしいと思わない豚に出くわし、リンゴを日付やプルーンなどと交換します。大きな豚と一緒に作業することによるリスクを考慮することが重要です, 彼らはトレーニングの設定で興奮しているときは特に.彼らは強力な一口を持っており、彼らは予期しないタイムポイントでお菓子に到達しようとしてジャンプアップすることができます。これらの危険に対抗するには、ターゲットスティックを使用してトレーナーから注意をそらし、お菓子をはっきりと手の届かないところに置き、短いセッションで働き、お菓子を使い果たさないようにすることを検討してください。
豚の集中的な移行とトレーニングで働くことは、世話人スタッフからの熱意をもたらしました。積極的な強化訓練の分野での教育が優先事項であり、世話人が研究プロジェクトへのより強いコミットメントを経験するという事実を生み出しました。研究者や獣医職員との対話で新しいプロジェクトの実践的な計画に世話人が関与することで、世話人は、トレーニングが研究結果 と 動物福祉をどのようにサポートできるかについて適格な提案を行うことができます。害を引き起こすことなく、各豚からのより多くのデータの収集は、3Rの基礎の一つです。移行とトレーニングに焦点を当てた毎週の会議は、個々の豚に焦点を当て、部門のケア文化を強化しました。彼らがトレーニングセッションを開始しようとしているときに豚を見ることはそれ自体がやりがいがあり、豚がセッションを楽しむことを示唆する以上の行動です。特定のプロジェクトのための豚の訓練を計画する際には、豚がトレーニングルーチンに慣れると興奮状態に入ることを覚えておいてください。これに対抗するアイデアが含まれます。可能であれば、サンプルを収集する場所をトレーニングしないでください。したがって、ホームペンで血液サンプルを行う予定がある場合は、どこか別の場所でトレーニングを行ってください。豚は毎日のルーチンを知っているので、可能であれば通常トレーニングが行われない時点でサンプルを採取する予定です。トレーニングがサンプルを収集する場所である必要がある場合は、トレーニングまたはデータ収集プロトコルを開始する前に、毎回一定の分数の地域を探索します。
移行フェーズに構造を置くことは、全体的にポジティブなイニシアチブでした。到着直後の豚のストレスの軽減と、ペンを傷つけるのではなく、世話人の会社を楽しむ豚を持つことへの迅速な移行は明らかです。私たちは、彼らが余分な仕事しか見なかった視点から、チェックリストを使用して豚を移行することの利点を見るところまで、スタッフのターンアラウンドを経験しました。このプロトコルは、膨大なアプリケーションの可能性を秘めており、研究豚を含むほぼすべてのセットアップで重要なツールとして適用することができます。私たちは今、農場の豚とミニブタの両方を移行するためにそれを使用し、例えば、心血管科学、神経科学と眼科に関連するプロジェクトでさらにクリッカートレーニングを実施することを目指しています。一般的な意識とケア文化が高まり、これらの新しい経験をさらに推進して、研究と動物福祉を継続的に融合させ、3Rを適用したいという願いと熱意があります。
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Disclosures
著者らは開示を持っていません。
Acknowledgments
ベアトリス・チェルニング・オレセン、カロリーヌ・ヤコブセン、ティネ・ビョルンホルト・グスタフセン、ヘレナ・セリーヌ・ケアー・バイエル、キラ・ソニヒセン・グラヘデは、チェックリストの設計と日々の作業への使用に多大な努力、フィードバック、支援を提供しています。医療イラストレーターのケン・クラグスフェルトは、図3を示す彼の専門的な助けのために認められています。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wrap, e-power, blå, 7,5cm | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | 203165B | Adhesive wrap used to wrap around the end of a stick to make a target stick. It is an advantage that it can be changed as it will get dirty quite quickly. |
| Apples | Varius | Uknown | Used as treats |
| Klikker (Clicker) | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | TX2289 | Clicker used in training |
References
- Burch, R. L., Russell, W. M. S. The principles of humane experimental technique. , (1959).
- The 3Rs. National Centre for the Replacement. , Available from: https://www.nc3rs.org.uk/the-3rs (2021).
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, (2017).
- Laule, G. E., Thurston, R. H., Alford, P. L., Bloomsmith, M. A. Training to reliably obtain blood and urine samples from a diabetic chimpanzee (Pan troglodytes). Zoo Biology. 15 (6), 587-591 (1996).
- Mills, D., Ledger, R. The effects of oral selegiline hydrochloride on learning and training in the dog: A psychobiological interpretation. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 25 (8), 1597-1613 (2001).
- Arluke, A., Sanders, C. R. Regarding Animals. , Temple University Press. (1996).
- Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).
- Leidinger, C. S., Kaiser, N., Baumgart, N., Baumgart, J. Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages. Journal of Visualized Experiments. (140), e58511 (2018).
- Sorensen, D. B. Never wrestle with a pig. Lab Animal. 44 (2), 159-161 (2010).
- 2019 report on the statistics on the use of animals for scientific purposes in the Member States of the European Union in 2015-2017. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020).
- Louise, L. C. Target training pigs within an isolation unit (a pilot study. Animal Technology and Welfare. 17 (1), 46-47 (2018).
- Ryden, A., et al. Nursing and training of pigs used in renal transplantation studies. Laboratory Animals. , (2019).
- Smith, A. C., Swindle, M. M.
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques, Third Edition. , CRC Press. Ch. 1 (2016).
- Obernier, J. A., Baldwin, R. L. Establishing an appropriate period of acclimatization following transportation of laboratory animals. ILAR Journal. 47 (4), 364-369 (2006).
- Kaiser, A. R., Johnson, A. K., Ross, J. W., Selsby, J. T., Stalder, K. J. Independent Study 490A: Positive Reinforcement Training Piglets to Stand in a Container and Follow a Human. Iowa State University Animal Industry Report. 11 (1), (2014).
- Sørensen, D. B., Dragsted, N., Glerup, P. Positive reinforcement training in large experimental animals. Altex. 28, 250 (2011).
- Lawrence, A. B., Vigors, B., Sandoe, P. What Is so Positive about Positive Animal Welfare?-A Critical Review of the Literature. Animals. 9 (10), (2019).
- Jirkof, P., Rudeck, J., Lewejohann, L. Assessing Affective State in Laboratory Rodents to Promote Animal Welfare-What Is the Progress in Applied Refinement Research. Animals. 9 (12), Basel. (2019).
- Herskin, M. S., Bundgaard, C. J., Ottesen, J. L., Sørensen, D. B., Marchant-Forde, J. N. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 13 173-186 (2020).
- Network, T.T.C.o.C. What is a Culture of Care. , Available from: https://norecopa.no/more-resources/culture-of-care (2020).
- Bertelsen, T. H. in . eds Dorte Bratbo Sørensen. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 2 15-29 (2020).
- Weichbrod, R. H., Thompson, G. A., Norton, J. N. Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2 edn. , CRC Press. (2017).
- SPF-DANARK. SPF status designations. SPF-DANARK. , (2021).
- Berset Convenor, F., et al. Federation of European Laboratory Animal Science Associations recommendations of best practices for the health management of ruminants and pigs used for scientific and educational purposes. Lab Animal. , (2020).
- Rehbinder, C., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of breeding colonies and experimental units of cats, dogs and pigs. Report of the Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA) Working Group on Animal Health. Lab Animal. 32 (1), 1-17 (1998).
