通过正向强化训练提升研究环境中沙鼠的福利

摘要

响片训练可作为实验室沙鼠的一种正向强化技术。该方法旨在通过正向强化来减轻动物应激，提高抓取效率，从而促进实验动物的福利。

摘要

通过最大限度减少应激并促进符合物种特性的操作方式来改善实验动物福利，是当今全球生物医学研究的核心目标之一。点击器训练是一种广为人知的正向强化训练方法，它利用“咔哒”声作为条件性强化信号，连接动物的期望行为与奖励，从而帮助动物更快地学习并降低应激水平。我们研究团队此前已证实，点击器训练可作为小鼠和大鼠的一种认知丰富化手段。在本研究中，我们成功将该训练方法应用于蒙古沙鼠（Meriones unguiculatus），并根据沙鼠物种特有的行为特征对训练方案进行了优化调整。一组共43只近交系沙鼠（27只雌性，16只雄性）接受了为期10天的标准化点击器训练，期间它们学会了主动接近并接触实验人员的手以获取食物奖励。训练结束后，动物接受了行为评估，包括开放场实验和标准化人-动物互动测试，以评估训练对探索行为及人-动物互动的影响。研究结果表明，点击器训练在沙鼠中实施迅速、高效且耐受性良好。经过训练的动物，尤其是雌性个体，表现出更频繁的主动接触实验人员手部的行为，并展现出更少的类焦虑行为。这些结果提示，针对物种特性优化的点击器训练方案有助于建立实验人员与动物之间的信任关系，最终减轻动物应激，提升动物福利以及实验结果的可靠性。

引言

在生物医学研究中优化动物使用以减少应激并改善动物福利，是一个被广泛认可的国际目标^1,2,3。2022年，欧盟委员会报告指出，在欧盟（Alures）使用的838,539只实验动物中，有3,440只为沙鼠⁴。在德国，2023年根据《动物福利法》（TierSchG）第7条第2款，约有146万只脊椎动物和头足类动物被用于动物实验⁵。若加上为科研目的而处死的动物，德国2023年使用的实验动物总数约为210万只⁶。这些数据凸显了沙鼠在生物医学研究中的重要性，也强调了持续改进动物福利相关实验方案的必要性。

实验动物的行为需求以及支持物种特异性福利的管理策略的重要性，已被广泛认为是伦理和科学实践的基本要素⁷。在饲养过程中，人与动物的互动通常仅限于将动物从脏笼转移到洁净笼这一基本操作，而未能在操作者与动物之间建立联系。这种缺乏社交互动的情况可能导致动物应激，进而对动物的行为和生理产生负面影响，最终影响实验结果⁸。不当的操作是科研数据变异性的公认来源之一⁹。例如，通过尾巴提起小鼠会增加其焦虑和应激水平，而使用转移隧道或开放式手掌法可促进动物主动接近，并减少类似焦虑的行为^10,11。由于操作对皮质类固醇水平等生理指标具有一致的影响，其甚至被用作小型哺乳动物研究中的标准化急性应激刺激¹²。这些研究结果凸显了短暂的人类互动所产生的显著影响，以及优化低应激操作技术的必要性¹³。

基于训练的优化方法因其在提升动物福利和研究质量方面的有效性而日益受到重视^10,14。在动物研究中，最有效的训练方法之一是响片训练，通常与食物奖励结合使用^15,16。在过去几十年中，已有34项关于响片训练的研究发表，反映出科学界对这一训练方法日益增长的兴趣¹⁷。研究表明，犬（47%）和马（30%）是最常接受训练的实验动物，其次是猫、牛、鱼、山羊和猴（各占3%）¹⁷。经过训练的动物可自愿参与实验操作，从而降低应激水平，并减少对物理约束的需求¹⁸。

正向强化方案也已应用于小型哺乳动物。近期研究报道了在兔子的饲养管理操作以及在沙鼠的行为学研究中成功实施训练^19,20。在我们之前的一些研究中发现，经过响片训练的小鼠与实验人员的接触增加，并且与压力相关的行为学指标（如排尿、排便、发声和漂浮行为）显著减少^21,22,23。这一结果与兽医学领域的研究发现一致，即通过正向强化技术对小型哺乳动物（如兔子、啮齿类动物和雪貂）进行训练，可降低其恐惧反应并改善抓取和操作的便利性²⁴。值得注意的是，我们还观察到训练表现存在性别特异性差异：在各次训练过程中，雌性小鼠表现出更强的动机和更高的反应频率。这表明在标准化条件下，雌性小鼠可能更倾向于参与自愿性训练任务²¹。

尽管前景良好，现有的沙鼠训练方法通常局限于特定的行为范式，且未设计用于日常饲养管理中的通用场景²⁵。目前尚未建立一种广泛适用、标准化的蒙古沙鼠（Meriones unguiculatus）训练方案，该方案应独立于任何特定实验设置。为弥补这一空白，本研究旨在开发并验证一种针对沙鼠物种特性的简易响片训练方案。该方案通过温和抓握和鼓励沙鼠主动与实验人员互动，以实现减轻应激反应的目标。我们假设，这种方法将改善动物福利，建立更一致的行为基线，并提高实验结果的可靠性。由于其操作简便且具有灵活性，该方案可轻松应用于多种实验室环境。

为了评估所提出训练方案的有效性和适用性，我们制定了以下具体且可检验的预测：
经过训练的沙鼠将在10天的训练期内稳定地表现出目标行为——自愿停留在实验者的手上。
与未经训练的对照组相比，经过训练的动物在标准化测试中会表现出更频繁的自愿与实验者互动行为。
经过训练的动物将表现出与焦虑样行为降低一致的行为学指标，具体表现为在开放旷场实验的中心区域停留的时间更长。
雌性沙鼠对训练的行为反应可能强于雄性，这可能反映了性别间在适应人类互动方面的差异。
这些预测指导了行为评估的设计，并为该训练方案的评价标准提供了依据。

方案

沙鼠的处理及实验操作均遵循欧洲、国家和机构关于动物护理的指南，并已获得当地主管部门许可证 G 21-1-100 的批准。该方案包括连续10天的训练（周一至周五），周末（周六和周日）休息。本方案可轻松调整以满足特定需求。所有所需材料均列于材料表中。

1. 动物准备

1. 从机构动物繁育中心获取所需数量的实验动物。将动物饲养在开放饲养系统中，维持12小时光照/12小时黑暗的循环条件。
2. 在5周龄时断奶幼仔。断奶后对动物进行耳标标记，并以每笼2-3只为单位按性别分组饲养。
3. 在4型笼具（590 × 380 × 200 mm；1.815 m²）中饲养和安置所有沙鼠²）。每个笼子配备至少三个隧道和咀嚼木以增加环境丰富度。提供食物和水 随意摄取 （参见 材料表).
4. 将动物随机分配至训练组（雌性：n=27；雄性：n=16）和未训练组（雌性：n=16；雄性：n=5），以尽量减少选择偏倚，并确保各处理组间基线条件具有可比性。根据方案第2.2步所述，在繁殖笼环境中使动物适应食物奖励及实验人员的手。训练开始时，动物（雌性和雄性）的年龄约为8周。

2. 动物适应性训练

注意：如果沙鼠未经过运输，适应时间可以缩短。图1展示了本方案的图示概览。对于本机构繁育的动物，若亲代动物已充分适应，且从幼崽能够自主活动开始每周至少进行一次手动适应操作，则幼年动物的适应期可显著缩短。该准备阶段旨在减少新奇恐惧，并建立对食物处理的正向关联，从而确保顺利过渡到基于响片的训练。

图1：外购与自繁动物的适应性与训练方案概览： 本图展示了用于外购沙鼠和自繁沙鼠的适应性与训练方案的时间线及关键操作步骤。该方案包括初步抓取、食物适应、响片引入和响片训练，具体实施根据动物来源及其前期暴露情况进行了相应调整。请点击此处查看此图的放大版本。

1. 第1周：外购动物的适应性驯化
   1. 动物到达后，将沙鼠按同性别每笼2-3只进行群养。将运输箱中的垫料和筑巢材料一同放入笼中，并添加少量熟悉的颗粒饲料，以帮助动物适应新环境。
   2. 每笼提供至少3-4个隧道（例如纸板管或塑料庇护所），并将垫料填充至约8-10 cm深度，以满足该物种典型的挖掘行为需求。
   3. 避免抓握沙鼠尾巴进行提举，因为这可能导致应激反应并增加尾部损伤风险²⁶。必要时应采用手捧式操作轻柔转移动物（见图2A）。
   4. 立即开始基于食物的适应性训练，将约5 g南瓜籽或葵花籽撒入垫料中（见材料表）。此举可促进挖掘行为，并使动物熟悉奖励机制。
   5. 次日，将一只手（内含约10粒奖励用种子）放入笼中持续2-3分钟。若动物未直接取食，可将约5 g种子撒入垫料中。
   6. 每日重复此操作一次，直至动物能从手中取食。该过程通常需要约一周时间。若提前成功，可进入响片训练阶段（见步骤3）。
   7. 在适应期间，通过在手中提供不同类型的种子并在2-3分钟后统计剩余数量，评估动物的食物偏好。
      注：仅以小份量提供食物作为奖励，以强化期望行为。确保食物奖励符合实验动物营养指南。虽然本方案使用南瓜籽和葵花籽，但也可使用其他符合设施卫生要求的适宜奖励物。 commercially available treats designed for laboratory animals are also acceptable.
2. 第1周：本机构繁育动物的适应性驯化
   1. 在繁殖笼内直接开始食物奖励的适应训练，方法是将约5 g南瓜籽或葵花籽放入垫料中，操作同步骤2.1.3所述。应在雌雄配对后、分娩前即开始此步骤，以便建立对奖励的熟悉度。
   2. 当繁殖个体能够稳定地从垫料中取食种子后，按照步骤2.1.4所述程序，由实验人员用手提供奖励。每日允许动物自由探索并自愿取食奖励，持续2-3分钟。
   3. 雌性分娩后，暂停手部接触的适应训练至少1周。在此期间，每周向笼内垫料中投放食物奖励1-5次，以维持动物对奖励的接触。
   4. 待幼鼠具备活动能力后（产后约第18-21天），恢复手部接触的适应训练。每次训练允许动物探索带奖励的手部2-3分钟。此举有助于后代早期熟悉训练环境。
   5. 在5周龄时断奶，并将幼鼠按同性别每笼2-3只进行群养。在转移当天，将食物奖励放入新笼的垫料中，继续适应训练。
   6. 断奶次日，重新引入上述手部投喂方式（见步骤2.1.4和2.1.5）。
   7. 每日重复此操作一次，直至动物能从手中取食。
   8. 当幼鼠能持续稳定地从手中取食奖励后，即可进入正式训练流程（见步骤3）。该过程通常需要约一周时间。若提前成功，可进入响片训练阶段（见步骤3）。

图 2：利用正向强化进行沙鼠的操作与适应训练。（A）杯状手法操作沙鼠：用双手以杯状姿势轻柔地将沙鼠捧起，以最大程度减少其应激反应。（B）训练开始阶段：实验人员将手置于笼底，掌心放置食物奖励。沙鼠取食奖励时，使用点击声标记该行为。（C）沙鼠自愿停留在实验人员的手掌上，表明训练成功。食物奖励明显地放置于掌心。请点击此处查看该图的放大版本。

3. 响片训练

注意：只有在沙鼠接受实验者手喂食物的情况下，才开始训练。如果沙鼠不接受，则需延长食物适应阶段的时间，超出步骤 2.1 或 2.2 中所述的持续时间。

1. 训练概述
   1. 每天为每只沙鼠进行一次训练，每次持续 4 分钟。直接在动物的居住笼中进行训练，以减少应激并维持熟悉的环境。无需移除所有丰富化物品，但需确保笼内至少保留一根管子或隧道，并且实验人员的手在笼底有足够的活动空间。
      注意：理想情况下，训练应在专用的安静房间内进行。若不可行，可在动物设施内使用隔音柜，前提是能有效降低环境噪音和干扰。
   2. 为防止听觉线索成为混杂变量，在训练过程中严格避免言语交流或发声。任何与动物的语音互动仅限于训练以外的时间进行。
   3. 将目标行为的重复（例如，沙鼠自愿坐在实验者手上）作为训练期间成功适应和学习的实际指标。当该行为在连续三天内每天至少出现 5 次时，可视为训练成功（见步骤 3.4.4）。
2. 训练准备
   1. 准备好所有所需材料：将葵花籽切成两半或将南瓜籽切成三份作为奖励。准备一个脚踏式点击器、一个使用颜色提示（无声音）的计时器应用程序，或其他任何静音计时器（数字或模拟），以及一个干净的备用笼子（见材料表）。
   2. 将居住笼移至安静、无干扰的区域进行训练，以尽量减少环境应激源。训练期间避免突然或大声的噪音，如说话、关门声或设备声响，因为沙鼠对听觉刺激极为敏感。
   3. 除保留一条隧道外，移除所有丰富化物品。确保剩余的隧道不会阻碍进入训练区域，并留有足够的空间容纳一只手。
   4. 将任何同笼动物转移到干净的备用笼中，同时转移少量原笼垫料和丰富化物品，以减轻分离期间的应激。
   5. 将脚踏点击器（一种用脚踩压时发出“咔哒”声的机械装置；见材料表）放置在桌子或训练台面下方。这使得训练者可以在不使用手的情况下标记目标行为，从而保证计时一致性，同时双手可自由与动物互动。
3. 训练第 1–5 天：点击器引入
   1. 启动计时器：在应用程序中点击“开始”或按下静音计时器上的按钮。
   2. 站在或坐在笼子前方。将五粒选定的种子放在掌心，并将手平放在笼子一角的基质上。
   3. 当沙鼠从手中取走种子的瞬间立即点击（图 2B）。如果连续取走多粒种子，则每次取走后都应点击一次。利用点击声将食物奖励与从手中进食的行为建立关联。
   4. 当动物完成目标行为 5 次或计时器归零（4 分钟后）时，结束训练。
   5. 从第 3 天开始，根据沙鼠的行为表现，逐步改为每次仅提供一粒种子。将手悬于笼底略上方，鼓励动物伸展身体或以前肢短暂接触手掌（图 2C）。这有助于逐步塑造目标行为，为下一阶段训练做准备（见步骤 3.4）。
4. 训练第 6–10 天
   注意：可选训练技巧：如果沙鼠不愿爬上手，可将任务分解为更小、有助于建立信心的步骤。首先强化触碰手部的行为，再期望其完全爬上手。使用这种行为塑造策略可降低应激，并支持需要更长时间适应抓握操作的个体。
   1. 每次仅提供一粒种子。将手略高于基质，鼓励沙鼠完全爬上手以获取奖励。此步骤延续前期行为塑造过程，标志着向最终目标行为的过渡。
   2. 当沙鼠能稳定地爬上手时，通过点击强化该行为。开始使用另一只手提供种子（见图 3）。保持训练用手悬于笼底上方，使沙鼠必须完全爬上手。可用一只手将种子夹在拇指与食指之间（图 3A），或用一只手将奖励置于另一只手的手掌上方，而沙鼠被鼓励爬上后者（图 3B）。
   3. 当沙鼠在单次训练中自愿坐在实验者手上 5 次，并能从手掌或第二只手中接受奖励时，视为训练成功。
   4. 训练最长持续 3 周（每周 5 天），或当目标行为在连续 3 天内稳定表现时即可结束。
      ​注意：尽管本方案规定了最长 3 周的结构化训练阶段，但如有需要（特别是训练结束与实验开始之间存在延迟时），可继续进行强化训练。持续的正向强化有助于维持已习得的行为，并确保行为表现的长期可靠性。我们建议在训练成功完成后每周进行一次强化。然而，为确保动物间的一致性和可比性，在转入实验任务前，应明确记录一个训练终点——即目标行为稳定且重复出现。

图 3：给予奖励时手部位置的示例。（A）用同一只手的拇指和食指夹住奖励物，同时动物坐在手掌上。（B）用一只手的食指和中指夹住奖励物，同时动物坐在另一只手的手掌上。请点击此处查看该图的放大版本。

4. 训练后进行行为学测试（第10天及以后）

1. 互动测试
   注意：因变量：主要因变量为测试第二分钟内动物与实验者手部自愿互动的持续时间。互动定义为直接的身体接触，例如嗅探、攀爬或以前肢触碰手部¹⁰。行为评分基于视频记录，可手动进行或使用行为分析软件完成。
   1. 将安装在三脚架上的摄像机置于进行互动测试的桌子上方。
   2. 若动物为群养，将动物转移至一个干净的次级笼具中，内含一把来自原笼的垫料。
   3. 将原笼中的所有管道或遮蔽物移除，并放入干净的笼具中。测试笼（即原笼）中仅保留垫料。将仅含垫料的原笼置于摄像机下方。
   4. 采用杯状手法轻柔地将测试动物放回原笼中。
   5. 开始录像。在笼前静止站立1分钟。1分钟后，将戴着手套的一只手伸入笼内前缘附近，持续1分钟。
   6. 在测试不同性别的动物之间需更换手套。
2. 旷场测试
   注意：因变量：测量指标包括总移动距离、在中心区域与边缘区域所花费的时间、进入中心区域的次数以及直立行为次数。这些指标反映了一般运动活性和类似焦虑的行为。中心区域停留时间增加通常被解释为焦虑水平降低。行为通过视频记录，并使用自动化追踪软件进行分析（参见材料表）。
   1. 将摄像机置于旷场装置（100 cm × 100 cm × 40 cm）上方。
   2. 开始视频录制，然后使用杯状手法轻柔地将动物放置于装置中央。记录7分钟内的行为表现。
   3. 测试结束后，将动物放回其原笼。每次测试后，使用70%乙醇清洁旷场箱体及箱壁。待乙醇完全挥发后，方可将下一只动物放入装置中。

5. 统计分析

1. 尽管在训练期间由于需要直接与动物互动，实验人员无法完全实施盲法，但行为数据的分析应以盲法方式进行，以减少观察者偏倚。
2. 对于互动实验和开放旷场实验，均需全程录像。因变量可通过训练有素的观察者手动采集（互动实验），或使用行为分析软件（见材料表）自动分析开放旷场实验录像中动物在中心区域停留的时间。
3. 在进行统计分析前，使用Shapiro-Wilk检验对所有数据进行正态性检验。采用稳健回归与异常值剔除法（Robust Regression and Outlier Removal, ROUT），以10%的错误发现率（Q值）识别并剔除异常值。为分析训练和性别对行为结果的影响，对互动实验采用双因素重复测量方差分析（two-way repeated measures ANOVA），对开放旷场实验中动物在中心区域停留时间的分析采用混合双因素方差分析（mixed two-way ANOVA）。
4. 将互动实验评分及在开放旷场中心区域累计停留时间作为主要因变量。事后比较采用Tukey的诚实显著性差异检验（Honest Significant Difference, HSD）。以< 0.05的p值为差异具有统计学意义。所有统计分析均使用统计软件完成（见材料表）。

结果

所有经过训练的沙鼠均在10天内学会了指定任务，证明了该物种可成功实施响片训练。图4展示了雌性（n=27）和雄性（n=16）沙鼠从第1天到第10天的训练成功率。对雄性和雌性沙鼠在训练第1天与第10天表现进行的重复测量方差分析显示，时间和性别之间无显著交互作用（F_{(1, 41)} = 0.003；p = 0.955），表明两性随时间改善的程度相似。观察到时间因素具有极显著效应（F_{(1, 41}) = 38.83，p < 0.0001），表明到第10天时，两种性别的沙鼠均完全符合训练方案要求。

训练后的长爪沙鼠在10天内完成指定任务的事实，验证了该物种中使用响片训练方法的有效性。这一成功率符合操作性条件反射的基本原理，其中响片作为次级强化物，能够在期望行为与初级奖励（葵花籽/南瓜籽）之间建立联系。响片在行为与奖励之间起到桥梁作用，使训练者能够以精确的时间点标记出期望行为发生的瞬间，从而帮助动物在行为与其积极后果之间建立起清晰而即时的关联。

行为测试在训练方案完成后进行，具体时间为第10天训练结束后。双因素混合方差分析（ANOVA）结果显示，经过训练的沙鼠与实验者手部的自发互动行为增加（图5A）。训练因素具有显著效应（F _{(1, 60)} = 22.89；p < 0.0001），训练组动物与实验者的接触频率更高。事后分析显示，雌性个体（p < 0.0001，n = 27）和雄性个体（p = 0.049，n = 16）在训练效果上均表现出显著差异。未观察到性别效应（F_{(1, 60)} = 0.621，p = 0.434），表明雄性和雌性沙鼠的整体表现相似。分析结果显示性别与训练之间无显著交互作用（F_{(1, 60)} = 0.078，p = 0.781）。

沙鼠主动互动行为的增加表明，通过正向强化的响片训练有效降低了其先天的恐惧反应。这有助于在抓取和实验操作过程中减少动物应激，从而改善动物福利并提高数据质量。

训练后的焦虑样行为评估采用旷场实验进行。图5B展示了在中心区域停留的累计时间。旷场实验中心区域的累计停留时间未观察到性别与训练之间的交互作用（F_{(1, 60)} = 0.101，p = 0.751）。此外，性别主效应不显著（F_{(1, 60)} = 0.001，p = 0.969）。训练的主效应极为显著（F_{(1, 60)} = 17.26，p < 0.0001；HSD Tukey检验：雌性p = 0.003，雄性p = 0.052），表明与未训练个体相比，训练过的沙鼠在中心区域停留的时间显著更长。这些结果反映了动物完成为期10天的训练后所测得的行为反应。

旷场实验（OFT）利用了啮齿类动物在探索新环境时产生的自然趋近-回避冲突²⁷。沙鼠在探索新环境时，可能会在探索的先天驱动力与回避潜在危险开阔区域的自然倾向之间进行权衡。因此，经过训练的沙鼠在引发焦虑的中央区域停留的时间更长，这一事实表明，响板训练增强了它们整体的探索行为意愿，这可能反映出其总体福利状况的改善。

图4：条件反射训练验证。 雄性和雌性受试动物在第1天与第10天的训练成功率比较：在训练方案的第1天和第10天，分别评估了雌性（白色柱，n = 27）和雄性（灰色柱，n = 16）长爪沙鼠的训练成功率。双因素重复测量方差分析显示训练天数具有显著的主效应（p < 0.0001）。采用Tukey HSD检验进行多重比较，结果显示雌性（p < 0.0001，n = 27）和雄性（p < 0.0001，n = 16）从第1天到第10天的训练成功率均显著提高。数据以均值 ± 标准差表示。请点击此处查看该图的高清版本。

图5：行为学评估。（A）交互测试：在完成为期10天的训练后，测量训练组（灰色柱）和未训练组（白色柱）雌性和雄性沙鼠与实验者手部的交互持续时间（单位：秒）。双因素混合方差分析显示训练具有显著的主效应（p < 0.05），且存在显著的交互效应（p < 0.05）。采用Tukey HSD检验进行事后分析表明，与未训练小鼠相比，训练组小鼠与实验者手部的交互时间显著更长（雌性：p < 0.0001；雄性：p = 0.0497）。数据以均值±标准差表示。训练组雌性：n = 27；未训练组雌性：n = 16；训练组雄性：n = 16；未训练组雄性：n = 5。（B）开放场测试：在完成训练方案后（即第10天训练结束后）进行测试，测量训练组（灰色柱）和未训练组（白色柱）雌性和雄性沙鼠在中心区域停留的累积时间（单位：秒）。采用双因素混合方差分析评估训练对中心区域探索行为的影响。通过Tukey HSD检验进行多重比较发现，与未训练雌性相比，训练组雌性在中心区域停留的时间显著更长（p = 0.003）。数据以均值±标准差表示。训练组雌性：n = 27；未训练组雌性：n = 16；训练组雄性：n = 16；未训练组雄性：n = 5。 请点击此处查看该图的放大版本。

讨论

研究结果表明，所提出的训练沙鼠适应实验环境中人类互动的方案具有显著效果。所有经过训练的动物均能在10天内完成预期任务，凸显了该方法的高效性。

该方案中的一个关键步骤是逐步使沙鼠适应实验人员的手部接触，确保沙鼠将人类互动与积极刺激联系起来。使用物种特异性奖励可进一步优化训练过程。通过调整训练时段的持续时间或更换奖励类型等改进措施，可针对沙鼠个体间的差异进一步定制该方案，并使其更符合特定实验的具体需求。

我们重点关注小鼠与蒙古沙鼠在行为和学习动态方面显著的物种特异性差异。在设计训练方案时，应充分考虑这些差异。例如，小鼠通常表现出更强的恐新性（neophobia）和应激敏感性，往往需要更长时间来适应新环境及与人类的互动²⁸。相比之下，沙鼠具有更高的探索驱动力和社会好奇心，这有助于其更快地投入训练任务²⁹。在本研究中，沙鼠能迅速接近实验者的双手，并在少于小鼠通常所需训练次数的会话中学会将点击器声音与奖励关联起来^21,22。然而，沙鼠个体间差异更为明显，尤其是在雄性中，这可能反映了性别特异性的应激或动机因素，而在小鼠模型中此类因素表现较弱。这些差异凸显了采用适应物种特性的训练策略的重要性，并提示沙鼠可能更适合采用时间较短、以奖励为核心、更强调自愿互动的训练方式，而小鼠则可能需要更渐进的脱敏过程和持续重复。理解这些行为与认知差异对于优化训练方案、提升其跨物种有效性至关重要。

蒙古沙鼠可以从非特异性或泛化式的点击器训练中显著获益，这种训练侧重于积极的人与动物互动以及基本的行为条件反射，而非针对某一特定实验设置的准备。此类泛化训练可提高动物对操作的耐受性，降低基础应激水平，并建立更为可预测的行为基线，这些因素在多种实验背景下均具有重要价值³⁰。非特异性训练有助于增强行为灵活性以及动物与实验人员之间稳定、主动的互动，使动物更能适应不同的环境、装置或测试范式^16,31,32。这一点在长期研究或多阶段实验中尤为有益，因为在这些研究中动物会经历多种不同的操作程序。在本研究中，尽管训练并未直接关联于某一项具体的测试方案，但沙鼠表现出与实验人员互动的改善以及应激相关行为的减少，这支持了通过正向强化实现一般性习惯化可提升实验动物整体适应能力及福利水平的观点。

除了与实验人员的互动增加外，经过训练的雌性动物在开放旷场实验的中心区域停留的时间也显著延长。这种行为模式通常被解释为啮齿类动物在面对新奇或轻度厌恶环境时，焦虑样行为有所减少³³。这些发现表明，响片训练可能有助于降低动物焦虑的行为学指标，从而增强其应对实验操作的能力。这进一步支持了更广泛的结论，即基于正向强化的适应性训练方案可提高实验沙鼠的抗应激能力及行为稳定性。除了减轻应激反应外，响片训练对实验结果还具有更广泛的影响³⁴。经过训练的沙鼠表现出更高的抓握耐受性，从而减少了可能干扰研究结果的应激诱导生理变异。在其他物种中也报道过类似发现，包括实验兔和小鼠，响片训练的动物表现出更频繁的与实验人员互动，以及更少的焦虑和抑郁相关行为，例如排尿、排便、发声和漂浮行为的减少^19,21。

这些结果凸显了响片训练在减少与压力相关反应的变异性方面，改善动物福利和提高行为数据一致性的潜力。需要明确的是，本方案的目的并非使动物将本质上具有厌恶性的操作（如采血）与响片等阳性刺激建立关联。相反，其目标是降低动物的基础应激水平，使其习惯与人类的互动，并促进其自愿参与中性或轻度挑战性的任务。尽管已有部分研究探索了使用阳性强化来帮助动物准备接受更具侵入性操作的可能性³⁵，但这需要精心设计的脱敏过程，超出了当前方案的范围。在与不适感相关的场景中误用响片信号，确实可能导致意外的负面关联。然而，若正确应用，阳性强化技术可通过增强操作的可预测性并赋予动物一定程度的控制权，帮助其应对潜在的厌恶性程序³⁶。尚需进一步研究以确定长爪沙鼠是否能够可靠地接受此类训练，正如在犬类和非人灵长类等其他物种中已成功实现的那样^37,38。

尽管该方法取得了成功，但仍存在局限性。一些沙鼠需要更长的适应期，表明其学习速度存在个体差异。此外，未训练的雄性沙鼠数量相对较少，限制了分析的统计效力，难以得出可靠的结论。增加该组的样本量可能会提高结果的可靠性和可解释性。后续研究应探讨应激反应和学习机制中可能存在的性别差异。

本研究的更广泛意义不仅限于减轻应激。将结构化的训练方案作为常规饲养管理的一部分加以实施，可能减少由应激引起的生理反应所导致的实验变异，从而提高实验结果的可靠性^39,40。这一点在神经科学或代谢研究等领域尤为重要，因为在这些领域中，应激是一个关键的混杂因素。准确报告并标准化训练流程对于避免意外的环境富集效应至关重要。

未来的研究应进一步探索不同的强化程序、训练流程的自动化，以及跨物种的长期效应。随着科学证据的不断积累，响片训练已成为一种有价值的优化策略，有助于提升数据质量和动物福利。在不同实验室之间标准化训练与操作流程，将有助于提高研究的可重复性，并推动人道且高效的实践方法在生物医学研究中的广泛应用。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
笼具	Zoonlab GmbH	3010006	590 x 380 x 200 mm；1.815 m²
摄像机	Sony	HDR-CX240E	数字高清摄像机录像机
饲料颗粒	Ssniff	V1644-000	货号 I-Clicker-Blau
脚踏式点击器		https://www.hundeschulen.com
GraphPad Prism	GraphPad Software, Inc	https://www.graphpad.com/features	Windows 版本 10
旷场实验箱	Noldus	MXO1S-M001	乳白色，100 x 100 x 40 cm
南瓜籽	REWE	8820911	REWE Bio
Pylon 查看器	Basler	https://www.baslerweb.com/de-de/software/pylon/
葵花籽	Seeberger	4744292
三脚架	Manfrotto	GT- mkbfra4gtxp bh	Befree GT
隧道	Plexx	14179	152 x 76 x 3 mm