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Methodenartikel

Verwendung von Clicker-Training und soziale Beobachtung beibringen Ratten Käfige freiwillig ändern

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DOI:

10.3791/58511

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25. Oktober 2018

 ,  ,  , 
1Translational Animal Research Center, University Medical Centre, Johannes Gutenberg-University Mainz

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll stellt eine Methode zur Änderung der Käfig für Ratten über Clicker-training. Ratten lernen das gewünschte Verhalten nicht nur durch direkte Ausbildung, sondern auch durch Beobachtungen lernen. Die Durchführung dieses Protokolls schnell und einfach könnte helfen, um Wohlbefinden und Hygiene in Nagetier-Einrichtungen zu verbessern.

Zusammenfassung

Käfig Reinigung ist ein Verfahren routinemäßig durchgeführten Tierhaltung und bekannt, um Stress in Laborratten auslösen. Wie Stress einen negativen Einfluss auf das Wohlbefinden haben und die Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinflussen kann, sollte die Höhe der Belastung von Labortieren erlebt minimiert und wenn möglich zu vermeiden. Darüber hinaus der direkte Kontakt zwischen der Ratte und Tier Hausmeister während der Käfig Änderung trägt Hygienerisiken und daher möglicherweise wirkt sich negativ auf das Wohlbefinden der Ratten und die Qualität der Forschung.

Unser Protokoll soll den routinemäßig durchgeführten Käfig ändern Verfahren zu verbessern. Aus diesem Grund präsentieren wir eine machbare Protokoll, die Ratten über Clicker-training und Beobachtung, freiwillig zu einem sauberen Käfig ändern lernen kann. Dieses Training hilft, um Stress durch körperliche Störungen zu reduzieren und Handhabung verbunden mit dem Käfig ändert und gleichzeitig ermöglicht eine Reduktion im direkten Kontakt zwischen Tieren und tierischen Hausmeister nach der Ausbildungsphase abgeschlossen ist.

Die Umsetzung des Clickertrainings an Ratten ist schnell und einfach. Ratten sind im allgemeinen Interesse an der Ausbildung und effizientes Lernen das gewünschte Verhalten, das wechselnden Käfige durch ein Rohr mit sich bringt. Auch ohne Training lernen die Ratten, führen Sie das gewünschte Verhalten durch Beobachtung, da 80 % der Beobachtungen lernen-Gruppe erfolgreich Käfige bei der Prüfung geändert. Die Ausbildung weiter hilft, ein Vertrauensverhältnis zwischen Trainer und Tier zu etablieren. Wie Hygiene und Wohlbefinden sowohl im Tierversuch sehr wichtig sind, könnte dieses Protokoll auch helfen, um qualitativ hochwertige Forschung zu verbessern.

Einleitung

Routineverfahren können dazu führen, dass Stress im Labor Tiere1,2,3,4. Es hat sich gezeigt, dass Käfig ändern Herz-Kreislauf-Parameter und allgemeine Aktivität in Ratten4,5,6erhöht. Solche Stressreaktionen können zumindest teilweise aufgrund der körperlichen Störung und Umgang mit Käfig ändern Verfahren anstatt den neuen ungewohnten Umfeld2,4zugeordnet sein. Von besonderer Bedeutung ist die negative Wirkung von Stress auf das Wohlbefinden des angesehenen Tier7. Darüber hinaus induziert Stress Veränderungen im Verhalten und in andere Körper-Parameter, einschließlich das vegetative Nervensystem, das neuroendokrine System und das Immunsystem. Daher, Stress wird oft als eine mögliche Quelle für unerwartete Abweichungen über Tierversuche und in qualitativ hochwertigen Forschung an Tieren7,8so weit wie möglich vermieden werden. Eine Möglichkeit zur Verringerung der Belastung bei Versuchstieren ist durch Training. Ausbildung Tiere können in der Regel ein sehr hilfreiches Werkzeug für Labor Tiermanagement werden und in der Tat durch die EU-Richtlinie 2010/63/EU9gefordert. Ausbildung dient auch als eine Form der Bereicherung und hilft, Tiere für Experimente vorzubereiten; so trägt Training zur Erhaltung und Verbesserung des Wohlbefindens im Labor Einstellungen10,11,12. Eine mögliche Trainingsmethode ist positive Verstärkung Ausbildung (PRT). PRT ist eine Form der operanten Konditionierung, wo eine Belohnung (z. B. eine Belohnung), mit einem gewünschten Verhalten13verbunden ist. Diese Form des Trainings ist in Labor-Einstellungen für nicht-menschliche Primaten bereits allgemein verwendet, um Stress abzubauen und Wohlbefinden zu steigern und hat an Popularität gewann in verschiedenen anderen Tierarten10,13, 14,15,16. Ausbildung von freiwilligen Bewegung wird auch häufig verwendet, für die Verfeinerung der Tierhaltung Management17,18,19. PRT ist nicht nur ein hilfreiches Werkzeug für die Zusammenarbeit bei der Arbeit mit Tieren; Ebenso ist es im Allgemeinen vorteilhaft für die Tiere wohl, unabhängig davon, ob das Verhalten geschulte direkt gebrauchte20. Die positive Verstärkung Ausbildung Protokoll beschrieben hier zielt darauf ab, jede Form von Stress bei routinemäßig durchgeführten Käfig Änderungen zu vermeiden, indem der Ratte die Möglichkeit, freiwillig an dem Verfahren teilnehmen.

Neben den möglichen Stress für die Tiere bieten Arbeitsprozesse in Tierhaltungen immer Fallstricke für die Aufrechterhaltung des Hygienestatus, zumal der direkte Kontakt zwischen Labortieren und Tierpfleger das Risiko der Hygiene trägt Kontamination. In Tierhaltungen Nagetiere spezialisiert bietet die Übertragung von den Tieren aus schmutziges in saubere Käfige eine regelmäßige und hohe Arbeitsbelastung. Dieses Verfahren umfasst in der Regel direkten Kontakt zwischen Tieren und Menschen und stellt somit einen hygienische Risikofaktor durch die mögliche Übertragung von Krankheitserregern auf die menschliche Haut21abgerechnet. Neben der Übertragung von anderen tierischen Vektoren stören apathogen und pathogene Organismen Tierhaltungen am häufigsten über Menschen22,23. Reduzierte Wohlbefinden, auch subklinische Infektionen können eine Ursache für nonreproducible experimentelle Ergebnisse sein, und dies sollte klar sein, wie reduzierte Gesundheit zugeordnet ist vermieden24,25. Auf diesem Konto ermöglicht die Ausbildung Tiere zu freiwilligen Änderung Käfige weiter die Wärmeleitung der Käfig Änderung nach dem Training mit kaum direkten Kontakt zwischen Tieren und tierischen Hausmeister, wodurch ein hygienisches Risiko während der Durchführung experimentelle Verfahren.

Unser Protokoll für Training Ratten Käfige freiwillig ändern kann ein hilfreiches Werkzeug für Labor-Ratte-Management, wie es das Training als eine Form der kognitiven Anreicherung mit Leistung von Routinearbeiten verbindet. Dementsprechend ist unser Protokoll eine tiergerechte Verfahren, die hilft, um das Wohlbefinden von Ratten in tierischen Laboreinrichtungen zu erhöhen. Als die Käfig-Änderung nach der Trainingsphase mit kaum direkten Kontakt zwischen Tieren und tierischen Hausmeister durchgeführt werden kann könnte es zusätzlich helfen, Hygiene auf einem hohen Niveau zu erhalten und somit Tierversuche weiter zu verbessern.

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Protokoll

Der Umgang mit der Ratten und der experimentellen Verfahren wurden durchgeführt in Übereinstimmung mit europäischen, nationalen und institutionellen Richtlinien für die Pflege der Tiere.

(1) Akklimatisierung und Gewöhnung

Hinweis: Wenn Ratten nicht transportiert wurden, können die Akklimatisation und Gewöhnung verkürzt werden. Nicht-invasive Identifizierung färben Sie die Rute mit hautfreundlichem Marker.

  1. Woche 1: Akklimatisation
    Hinweis: Zwei Sitzungen sollte während der ersten Woche, ein am Tag der Ankunft und eine zweite 2 Tage nach Ankunft durchgeführt werden.
    1. Am Tag der Ankunft von den Ratten:
      1. Die Ratten in Paaren von zwei zu ihrer neuen Heimat Käfig zu übertragen. Übertragen der alten Verschachtelung und Bettwäsche-Material sowie einige ihrer bekannten Essen Pellets, die Gewöhnung an die neue Umgebung zu erleichtern.
      2. Zu vermeiden, heben die Ratte seinen Schwanz. Wenn möglich, setzen Sie eine Hand unter dem Bauch oder um die Brust und die andere Hand unterstützt die Hinterbeine der Ratten, sie anzuheben (Abbildung 1)26.
    2. Zwei Tage nach dem Tag der Ankunft:
    3. Öffnen Sie die Heimat Käfig der Ratten und legte eine Hand in den Käfig. Lassen Sie die Ratten beschnuppern und erkunden Sie die Hand. Wenn die Ratten versuchen, aus dem Käfig, behindern sie durch leichtes Drücken sie zurück in den Käfig. Fahren Sie mit diesem Verfahren für die nächsten vier Minuten.
    4. Wenn die Ratten fürchten sich und Sie nicht fangen, ihre Umgebung zu erkunden, wiederholen Sie den Vorgang einmal pro Tag, bis die Ratten zu starten, um zu erkunden. In diesem Fall könnte eine Gewöhnung an den Clicker erforderlich sein.
      Hinweis: Ratten erkunden neue Dinge mit allen Sinnen, so dass sie nach einiger Zeit die gleichen Experimentator erkennen werden, als vertraut zu sein. Es kann vorkommen, dass die Ratte mündliche Erkundungen der Hände hat, aber es nicht in eine invasive Art und Weise sollte. Wenn diese Situation auftritt, muss die Hand langsam genommen werden entfernt, um sicherzustellen, dass die Handschuhe nicht zerstört werden.
    5. Fügen Sie kleine Stücke von der beabsichtigten Belohnung zu Hause Käfig.
      Hinweis: Die Belohnung muss gemäß den Anforderungen für die Tierernährung Labor sein. In diesem Protokoll weißer Schokolade dient (gehalten am Ende einer Spritze), aber andere Lebensmittel, wie z. B. trockene Früchte, frisches Obst oder Getreide, ist möglich. Verlangen die Tierstation Hygieneanforderungen Sonderkonditionen, gibt es verschiedene Anbieter für Leckereien für Versuchstiere. Die gesündeste Option ist vorzuziehen, aber eine Mischung aus Fett und hohe zuckerreiche kann geben den Tieren eine höhere Motivation zur Teilnahme.
  2. 2. Woche: Gewöhnung an die Wissenschaftler und die Belohnung
    1. Fahren Sie mit der Behausung an der Hand und die Belohnung in der Vorwoche begonnen. Beschränken Sie die Interaktionszeit sich zwei Minuten pro Tag.
    2. In Fällen, wo die Ratte sehr ängstlich ist, kann die Gewöhnung an den Clicker erforderlich sein.
      1. Um dieses Verhalten zu bewerten, klicken Sie auf alle fünf Sekunden nach der Sitzung am 1. Tag. Wenn die Ratte mit einem Angst-bezogene Verhalten reagiert, muss der Clicker gewöhnt.
      2. Gewöhnung an den Clicker finden Sie fünf Mal während die Ratte verbraucht die Belohnung, die nach der Session in den Käfig gesetzt wird. Die Gewöhnung an den Clicker ist abgeschlossen, sobald die Ratte nicht mehr jede Angst-Verhalten zeigt.
  3. 3. Woche: Gewöhnung an intensiven Umgang mit
    1. An ein bis drei Tagen beginnen mit heben oder streicheln die Ratte für einige Sekunden und langsam die Zeit (max. zwei Minuten pro Ratte) verlängern. Wenn die Ratte aversiven Anzeichen wie Einfrieren, ausweichen oder versteckt zu stoppen.
    2. Tage vier und fünf, am Ende auf des Handling im kitzeln, wie beschrieben in Cloutier Et al. (2012). 27
      Hinweis: Indikatoren für eine erfolgreiche Gewöhnung sind, z. B. die Ratte nimmt die Belohnung, wenn es von hand angeboten wird oder die Ratten, die immer in der Nähe der Hand erforschen, oder es zu berühren.

2. Clicker-Training

Hinweis: Eine Trainingseinheit dauert vier Minuten und besteht aus Intervallen von 30 Sekunden Training, gefolgt von 15 Sekunden Pause. Entfernen Sie alle zusätzlichen Materialien während der Pause. Die Beobachter-Ratte ist frei zu tun was es will, und es ist erlaubt, sich beteiligen und die Belohnung zu konsumieren, sondern konzentriert sich ausschließlich auf die andere Ratte. Alle Ratten wurden am ersten Tag und Tag fünf gekitzelt. Für den Trainingserfolg ist es entscheidend, dass der Experimentator auf die Tiere Verhalten achtet und sich in einer ruhigen Art und Weise verhält. Die Ausbildung ist stark abhängig von der Experimentator Fähigkeiten des Timings und Beobachtungsgabe. Keine verbale Rückmeldung erfolgt in der Ausbildung und verbaler Kommunikation mit den Tieren auftreten nur außerhalb der Sitzungen. Ein Indikator für das Erlernen des gewünschten Verhaltens ist die Wiederholung des Verhaltens.

  1. Vorbereitung
    1. Bereiten Sie das benötigte Material, wie z. B. die Belohnung, die Clicker/Target Stick-Kombination, einen Timer, einen sauberen Käfig, das Metallrohr und andere spezifische Schulungsunterlagen.
    2. Den Hause Käfig an einen ruhigen Ort zu übertragen.
    3. Entfernen Sie alle Elemente aus dem Käfig. Nur die zwei Ratten (ausgebildete und Beobachter) und die Einstreu im Käfig bleiben sollte.
  2. Trainingstag 1: Herstellen einer Verbindung zwischen der primären und sekundären Verstärker
    1. Legen Sie einen kurzen Tunnel in der Heimat Käfig, vorzugsweise einer Ratte vertraut ist.
    2. Warten Sie, bis die Ratte im Tunnel sitzt und dann füttern Sie die Ratte mit der Belohnung.
      Hinweis: Wenn die Ratte nicht unter den Umständen der Ausbildungssituation eingezogen wird, die Gewöhnung Phase muss erweitert oder angepasst werden.
    3. Sobald die Ratte Interesse an der Belohnung zeigt und steht in den Startlöchern, knabbert an der Belohnung, klicken Sie auf und dann lassen Sie die Ratte auf die Belohnung füttern. Um sicherzustellen, dass die Kopplung der beiden verstärkt ist erfolgreich, wiederholen klicken und dann für 15 Sekunden zu belohnen. Tun Sie dies mindestens zweimal während dieser ersten Trainingseinheit.
    4. Wenn die Ratte teilgenommen haben, prüfen Sie nach Anzeichen für die Schaffung einer Verbindung zwischen dem primären und dem sekundären Verstärker. Das Hauptkriterium für diese Einteilung ist die Schätzung der Belohnung, die von der Ratte durch schnüffeln, auf der Suche rund um und in die Hand, die die Belohnung präsentiert oder auf seine Hinterbeine heben, um die Belohnung (Abbildung 2) suchen angezeigt wird. In diesem Fall weiter mit dem nächsten Teil; Ansonsten wiederholen Sie "Training Day 1"
  3. Trainingstage 2-5: durch einen kurzen Tunnel
    Hinweis: Eine Trainingseinheit besteht aus abwechselnden Phasen von 30 Sekunden der Ausbildung und 15 Sekunden Pause für vier Minuten.
    1. Legen Sie einen kurzen Tunnel aus dem gleichen Material wie die von den ersten verwendet/Original-Tunnel, der die zwei Käfige im Hause Käfig verknüpft.
    2. Die Stoppuhr starten und sofort mit den ersten 30 Sekunden der Ausbildung beginnen.
      1. Präsentieren Sie zum ersten Mal, das die Ratte den Tunnel betritt, die Belohnung am Ende des Tunnels. Sobald die Ratte den Tunnel betritt, klicken Sie auf und lassen Sie die Ratte, die Belohnung zu essen.
      2. Nehmen Sie die Belohnung Weg und warten Sie, bis die Ratte einmal mehr Interesse für den Tunnel zeigt. Klicken Sie, sobald die Ratte den Tunnel betritt und präsentieren Sie die Belohnung am Ende des Tunnels (Abbildung 3).
      3. Fügen Sie nach 30 Sekunden Training eine 15 zweite Pause (entfernen Sie den Tunnel).
    3. Wiederholen Sie die 30 Sekunden des Trainings mit einem anschließenden 15 Sekunden für vier Minuten Pause.
    4. Wenn die Ratte mehr als vier Mal pro Minute, Stopp klicken und gerechte Belohnung mit der primären Verstärker dem gewünschten Verhalten zeigt.
    5. Nach vier Minuten stoppen.
  4. Trainingswoche 2: berührt ein Target-Sticks
    1. Die Stoppuhr starten und sofort mit den ersten 30 Sekunden der Ausbildung beginnen. Hinzufügen einer Pause alle 15 Sekunden und dann weiter mit dem Training.
    2. Legen Sie den Globus des Target Sticks in der Nähe der Ratte.
    3. Sobald die Ratte Interesse an der ganzen Welt zeigt, klicken Sie auf und belohnen Sie die Ratte. Wiederholen Sie dies mehrmals.
    4. Wenn die Ratte Interesse an der ganzen Welt mehr als vier Mal pro Minute zeigt, ist das nächste Verhalten zu verstärken "den Globus mit der Nase berühren".
    5. Wenn die Ratte dieses Verhalten für mehr als vier Mal pro Minute wiederholt wird, zu stoppen klicken und gerechte Belohnung mit der primären Verstärker.
    6. Nach vier Minuten stoppen.
  5. Training 3 (fünf Tage) und Woche 4 (drei Tage): Ändern des Käfigs durch einen Tunnel
    Hinweis: Hier wird nur auf der Durchreise des Tunnels in Richtung der sauberen Käfig noch verstärkt. Das Training in Woche 4 wurde an drei Trainingstagen verkürzt. Dieses Mal ist bereits ausreichend für Trainingserfolg und bietet die Möglichkeit für einen weiteren Tag zur Auswertung oder Datenerfassung für weitere Experimente.
    1. Bauen Sie eine Verbindung zwischen dem Hause Käfig und einen neuen sauberen Käfig durch einen Tunnel durch eine längere Version des Tunnels bereits vertraut, die Ratte einfügen.
    2. Am ersten Tag kein Training durchführen, und die Ratten den Tunnel inspizieren lassen. Es gibt eine gute Chance, die sie selbst übertragen wird, es auf eigene Faust.
    3. Am zweiten Tag geben Sie die Ratte zwei Minuten durch den Tunnel allein aus dem schmutzigen auf der sauberen Seite übertragen. Wenn die Ratte frei durch den Tunnel übertragen werden, überspringen Sie Schritt 2.5.8.
    4. Ansonsten starten Sie die ersten 30 Sekunden Trainingseinheit (Wechsel zwischen 30 Sekunden des Trainings und eine 15 zweite Pause) für vier Minuten.
    5. Klicken Sie auf, und belohnen Sie die Ratte zu, sobald es Interesse an den Tunnel zeigt.
    6. Weiter zu klicken und die Einfahrt in den Tunnel zu belohnen.
    7. Fahren Sie mit Klick und Belohnung wenn die Ratte tiefer in den Tunnel geht.
    8. Weiter in einer ähnlichen Weise, bis die Ratte den gesamten Tunnel durchzieht. Sobald die Ratte beginnt heraus spähen am Ende des Tunnels in den sauberen Käfig, präsentieren Sie die Welt des Target Sticks, Klick und Belohnung für den Globus berührt.
    9. Schließlich führen Sie die Ratte um den Tunnel zu verlassen. Verwenden Sie für diesen Prozess den Globus des Target Sticks. Stellen Sie die Welt vor dem Tunnel und klicken Sie auf und belohnen Sie die Ratte zu, sobald es in den neuen Käfig Schritte und die ganzen Welt berührt.
    10. Übertragen Sie die Ratte zurück zu den "schmutzigen" Heimat Käfig. Legen Sie eine Hand unter dem Bauch oder um die Brust und die andere Hand unterstützt die Hinterbeine der Ratten (Abbildung 1) heben. Die Welt des Target Sticks in der Mitte des Käfigs sauber zu präsentieren. Klick und Belohnung als Ratte läuft durch den Tunnel und berührt den Target Stick (Abbildung 4).
    11. Wenn die Ratte das Verhalten für mehr als vier Mal pro Minute wiederholt wird, zu stoppen klicken und gerechte Belohnung mit der primären Verstärker.
    12. Nach vier Minuten stoppen.

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Ergebnisse

Das Training wurde auf einer Kohorte von zehn weiblichen Lister mit Kapuze (LD) Ratten durchgeführt. Zehn untrainierte aber sanft behandelte Frau LD Ratten dienten als Kontrollgruppe. Schonende Behandlung bedeutet, dass die Ratten waren nur durch ihren Körper gehoben und an der Unterseite der Rute nicht aufgehoben. Um das Lernen durch Beobachtung zu bewerten, haben wir eine weitere Gruppe von 10 weiblichen LD-Ratten, die waren nicht ausgebildet, sondern waren Käfig-Kollegen der ausgebilde...

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Diskussion

Das oben beschriebene Protokoll eignet sich eine erweiterte Anwendung unserer zuvor beschriebenen Clicker Training Protokoll für Labor-Mäuse-10. Die Umsetzung erfordert nur wenige Minuten pro Tag über insgesamt sieben Wochen, einschließlich der Akklimatisation, Gewöhnung und Clicker-training. Auf Machbarkeit beschränkte sich dieses Protokoll auf Wochentage mit Sitzungen von ca. zehn Minuten pro Paar von Ratten. Das Protokoll kann zeitaufwendig herzustellen in große Ratte Kolonien erscheinen, aber ...

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Danksagungen

Die Autoren sind Thomas Wacker für seine technische Unterstützung sehr dankbar. Wir danken Dr. Mirjam Roth weiter für ihre freundliche Unterstützung.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Target Stick mit ClickerTrixie2282
Metallrohr (Alu Flexrohr nw 100)Rotheignerim Baumarkt erhältlich
Weiße Schokolade / weiße Schokolade cremeFirma spielt keine Rolle, bevorzugt Bio-Qualität
Prism Version 6.0 für MacGraphPad Software

Referenzen

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