Verwendung von Clicker-Training und soziale Beobachtung beibringen Ratten Käfige freiwillig ändern
25. Oktober 2018
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.
Diese Methode kann helfen, schlüsselhafte Fragen im aufkommenden Gebiet der Umweltstrategien für Labornagetiere zu beantworten, wie z. B. die Stressreduzierung bei routinemäßigen Haltungsverfahren. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass sie dazu beitragen kann, den Routineprozess des Käfigwechsels zu verbessern und auf diese Weise das Wohlbefinden von Laborratten zu verbessern. Im Allgemeinen könnten Personen, die neu in der Methode sind, Schwierigkeiten haben, weil der Zeitpunkt der Belohnung und der gesamter Umgang mit den Ratten von entscheidender Bedeutung sind.
Bringen Sie zunächst den heimischen Käfig zum Trainingsbereich, der ein ruhiger Ort mit begrenzten Ablenkungen sein sollte. Stellen Sie sicher, dass alle erforderlichen Materialien, wie die Belohnung, der Clicker, der Zielstick, ein Timer, das Metallrohr, ein sauberer Käfig und andere spezifische Trainingsmaterialien zur Verfügung stehen. Beobachten Sie die Ratten kritisch auf Anzeichen von Beschwerden während des gesamten Verfahrens.
Entfernen Sie als Nächstes alle Elemente aus dem Hauskäfig. Nur die ausgebildete Ratte und die Beobachterratte und das Einstreumaterial sollten im Käfig verbleiben. Legen Sie einen kurzen Tunnel in den Heimischen Käfig, vorzugsweise einen aus einem Material, das die Ratte kennt.
Warten Sie, bis die Ratte im Tunnel sitzt und geben Sie der Ratte dann die Belohnung. Sobald die Ratte Interesse zeigt und im Begriff ist, an der Belohnung zu knabbern, klicken Sie und lassen Sie die Ratte dann von der Belohnung füttern. Um sicherzustellen, dass die Paarung der beiden Verstärkungen erfolgreich ist, wiederholen Sie das Klicken und belohnen Sie sich dann für 15 Sekunden.
Wenn die Ratte unter den Umständen der Ausbildungssituation nicht füttert, muss die Gewöhnungsphase verlängert oder angepasst werden. Wenn die Ratte nicht teilgenommen hat, überprüfen Sie, ob es Anzeichen für eine Verbindung zwischen dem primären und dem sekundären Verstärkungsmittel gibt, indem Sie den Klick ohne Belohnung verwalten. Zeichen einer Verbindung sind die Ratte, die nach der Belohnung schnüffelt, sich nach der Belohnung umschaut oder an ihre Vorderbeine hebt, um nach der Belohnung zu suchen.
Wenn dies der Fall ist, fahren Sie mit dem nächsten Teil fort, andernfalls wiederholen Sie den ersten Trainingstag. Für die nächste Phase des Trainings, stellen Sie einen kurzen Tunnel aus dem gleichen Material wie der Tunnel verwendet werden, um die beiden Käfige zu verbinden. Starten Sie den Timer und beginnen Sie sofort mit den ersten 30 Sekunden des Trainings.
Das erste Mal, wenn die Ratte Interesse am Tunnel zeigt, präsentieren Sie die Belohnung am Ende des Tunnels. Sobald die Ratte den Tunnel betritt, klicken Sie und lassen Sie die Ratte die Belohnung essen. Nehmen Sie die Belohnung für das Essen weg und warten Sie, bis die Ratte wieder Interesse am Tunnel zeigt.
Klicken Sie, sobald die Ratte den Tunnel betritt und präsentieren Sie die Belohnung am Ende des Tunnels. Nach 30 Sekunden Training den Tunnel für eine 15-Sekunden-Pause zu entfernen. Wiederholen Sie die 30 Sekunden Training mit der anschließenden 15-Sekunden-Pause für vier Minuten.
Wenn die Ratte das gewünschte Verhalten mehr als viermal pro Minute anzeigt, hören Sie auf zu klicken und belohnen Sie einfach mit dem primären Verstärkung. Starten Sie den Timer und beginnen Sie sofort mit den ersten 30 Sekunden des Trainings, indem Sie den Globus des Zielsticks in der Nähe der Ratte platzieren. Sobald die Ratte Interesse an der Welt zeigt, klicken und belohnen Sie die Ratte.
Wiederholen Sie dies mehrmals. Fügen Sie alle 15 Sekunden eine Pause hinzu und fahren Sie dann mit dem Training fort. Wenn die Ratte mehr als viermal pro Minute Interesse an der Welt zeigt, ist das nächste Zuverstärken den Globus mit der Nase zu berühren.
Wenn die Ratte dieses Verhalten mehr als viermal pro Minute wiederholt, hören Sie auf zu klicken und belohnen Sie einfach mit dem primären Verstärkung. Hier wird nur der Tunnel in Richtung des sauberen Käfigs verstärkt. Bauen Sie die Verbindung zwischen dem Heimkäfig und einem neuen sauberen Käfig durch einen Tunnel, indem Sie eine längere Version des Tunnels einfügen, die der Ratte bereits vertraut ist.
Führen Sie am ersten Tag kein Training durch und lassen Sie die Ratten einfach den Tunnel inspizieren. Es besteht eine gute Chance, dass sie den Tunnel auf eigene Faust passieren. Geben Sie der Ratte am zweiten Tag zwei Minuten, um den Tunnel von der schmutzigen auf die saubere Seite zu übertragen.
Wenn sich die Ratte nicht durch den Tunnel bewegt, beginnen Sie die erste 30-Sekunden-Schulung, indem Sie auf die Ratte klicken und sie belohnen, sobald sie Interesse am Tunnel zeigt. Als nächstes klicken und belohnen Sie den Eingang der Ratte in den Tunnel und klicken sie und belohnen Sie sie, wenn die Ratte tiefer in den Tunnel geht. Fahren Sie in ähnlicher Weise weiter, bis die Ratte durch den ganzen Tunnel läuft.
Sobald die Ratte vom Ende des Tunnels in den sauberen Käfig guckt, präsentieren Sie den Globus des Zielsticks, klicken Sie und belohnen Sie sich für das Berühren des Globus. Führen Sie schließlich die Ratte an, den Tunnel zu verlassen. Präsentieren Sie den Globus vor dem Tunnel und klicken und belohnen Sie die Ratte, sobald sie in den neuen Käfig tritt und den Globus berührt.
Legen Sie eine Hand unter den Bauch oder um die Brust und stützen Sie die Hinterbeine der Ratte, um sie aus dem sauberen Käfig zu heben und wieder in den schmutzigen Käfig zu legen. Dann präsentieren Sie die Kugel des Zielstabs in der Mitte des sauberen Käfigs. Klicken und belohnen Sie sich, während die Ratte durch den Tunnel läuft und den Zielstab berührt.
Wenn die Ratte das Verhalten mehr als viermal pro Minute wiederholt, hören Sie auf zu klicken und belohnen Sie einfach mit dem primären Verstärkung. 10 weibliche Lister Kapuzenratten wurden durch Clicker-Training trainiert, den Käfig über ein Metallrohr zu wechseln. Die Ausbildung wurde in drei Kategorien bewertet.
Keine Beteiligung, exploratives Verhalten und gezieltes Verhalten. Alle Ratten erwarben das trainierte Verhalten nach fünf Tagen Training. Nach vier Wochen Beobachtung wurden Käfigkameraden von ausgebildeten Ratten auf freiwilliges Käfigwechselverhalten untersucht.
Insgesamt wechselten 80 % der Beobachtungsgruppe die Käfige über das Metallrohr. Nach vier Wochen Training wurden alle Ratten zurückgehalten und Vokalisationen, Defäkation und Wasserlassen wurden aufgezeichnet und summiert, um eine angstbezogene Verhaltensbewertung für jede Ratte zu berechnen. Die ungeschulte Gruppe zeigte eine erhöhte angstbezogene Verhaltensbewertung im Vergleich zu den trainierten und beobachtenden Lerngruppen.
Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, die Ratten auf Anzeichen von Unbehagen zu beobachten und dass alle Interaktionen tierfreundlich sein müssen. Nach diesem Verfahren können Experimente in anderen wissenschaftlichen Bereichen wie Verhaltensverhalten, Neurowissenschaften oder Immunologie mit dem Vorteil glücklicher, unbelasteter Tiere durchgeführt werden.
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Übersicht
Dieses Protokoll stellt eine Methode zum Käfigwechsel bei Ratten mithilfe des Clicker-Trainings vor, wobei sowohl das direkte Training als auch das Lernen durch Beobachtung betont werden. Dieses schnelle und einfache Protokoll zielt darauf ab, das Wohlbefinden und die Hygiene von Laborrodentien zu verbessern.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Verhaltensbiologie
- Tierschutz in der Labortierhaltung
Hintergrund
- Routinemäßige Tierpflegeverfahren können Stress bei Laborrodentien verursachen.
- Die Verbesserung der Käfigwechselprozesse kann das Tierwohl erhöhen.
- Clicker-Training ist eine Methode, die positive Verstärkung nutzt.
- Beobachtendes Lernen kann den Trainingsprozess erleichtern.
Zweck der Studie
- Entwicklung einer Methode zur Verringerung von Stress während des Käfigwechsels.
- Verbesserung des Wohlbefindens von Laborratten durch effektives Training.
- Bereitstellung eines Protokolls, das sich einfach in Nagetierhaltungen umsetzen lässt.
Verwendete Methoden
- Klicker-Training zur Verhaltensmodifikation.
- Verwendung von Belohnungen zur Verstärkung gewünschten Verhaltens.
- Beobachtung der Ratten auf Anzeichen von Unbehagen während des Trainings.
- Vorbereitung eines ruhigen Trainingsbereichs mit den notwendigen Materialien.
Hauptergebnisse
- Die Methode verbessert die Effizienz von Käfigwechseln.
- Ratten zeigen während des Umgangs und der Käfigwechsel weniger Stress.
- Die Ausbildung kann effektiv mit minimalem Unbehagen durchgeführt werden.
- Das beobachtende Lernen spielt eine bedeutende Rolle im Trainingsprozess.
Schlussfolgerungen
- Dieses Protokoll kann das Wohlbefinden von Laborratten verbessern.
- Das Klickertraining ist eine geeignete Methode, um die routinemäßige Tierhaltung zu verbessern.
- Die Anwendung dieser Methode kann zu einer besseren Hygiene in Nageranlagen führen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Dieses Protokoll befasst sich mit einer zentralen Herausforderung in der präklinischen Forschung: der Minimierung von Stress durch routinemäßige Tierhaltungsmaßnahmen, die die Datenreproduzierbarkeit und das Wohlergehen der Tiere beeinträchtigen können. Indem freiwillige Käfigwechsel mithilfe von Clicker-Training und Lernen durch Beobachtung ermöglicht werden, trägt die Methode dazu bei, störende Variablen, die mit Stress durch Handhabung verbunden sind, in Verhaltens- und Neurowissenschaftsstudien zu reduzieren und somit eine mechanistische Entlastung zu ermöglichen. Der Ansatz verbessert die translationale Kohärenz, indem er verfeinerte, reproduzierbare Tiermodelle fördert, die den 3R-Grundsätzen entsprechen und den prädiktiven Wert präklinischer Ergebnisse erhöhen.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen unter stressarmen Bedingungen und erhöht die Zuverlässigkeit der Zielvalidierung, indem verhaltensbedingte Störungen durch Handhabung reduziert werden.
- Operativer Wert: Unterstützt die funktionelle Zielvalidierung durch freiwillige Kooperation und verringert die Variabilität in Phänotypisierungsassays.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bereitet validierte biologische Systeme für nachgeschaltete Arbeitsabläufe vor, indem tiergestützte Interaktionen zwischen Tier und Trainer etabliert werden, die die Konsistenz von Assays verbessern.
- Operationaler Wert: Verbessert die Standardisierung und Reproduzierbarkeit von Assays, indem stressbedingte Variabilität in Verhaltensauslesungen minimiert wird.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Unterstützt krankheitsrelevante Systeme, indem natürliche Verhaltensweisen erhalten bleiben und stressbedingte Artefakte in Langzeitstudien reduziert werden.
- Operationaler Wert: Fördert die Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung, indem wiederholte, schonende Handhabung für chronische Applikationen oder bildgebende Studien ermöglicht wird.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode fügt sich in den Entdeckungsprozess von der frühen Hypothesenprüfung bis hin zur Optimierung von Wirkstoffkandidaten ein, insbesondere in der Neurowissenschaft und Immunologie, wo stresssensitive Endpunkte von entscheidender Bedeutung sind.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung und Klärung von Signalwegen, indem mechanische Störungen während Verhaltensassays verringert werden.
- Screening: Ermöglicht die Versuchsbereitschaft durch reproduzierbare, freiwillige Käfigwechsel, die die Umweltbedingungen standardisieren.
- Analytik: Erleichtert quantitative Messungen von angstbezogenen Verhaltensweisen, indem sie eine Grundlage mit reduziertem Stress in trainierten Kohorten bietet.
- Translationale Forschung: Schafft Anschluss an die präklinische Kontinuität, indem wiederholtes, nicht-invasives Handling für chronische Studiendesigns ermöglicht wird.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft eine wiederverwendbare Fähigkeit zur Verbesserung der Tierhaltung über verschiedene Nagetierstämme und Studientypen hinweg.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Vorhersagegenauigkeit durch Verringerung mechanistischer Unschärfen, die durch stressbedingte Verhaltensänderungen verursacht werden.
- Operativer Wert: Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit der Haltungsmethoden über verschiedene Einrichtungen hinweg.
- Strategischer Wert: Bessere Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch von Projekten durch Verringerung biologischer Risiken im fortgeschrittenen Stadium, die auf variabler Tierwohlfahrt beruhen.
- Portfolio-Wirkung: Risikoadjustierte Priorisierung aufgrund verbesserter Datenqualität und geringerer Ausschussraten durch stressbedingte Störfaktoren.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in der Verhaltensforschung an Nagetieren und in Techniken der positiven Verstärkung.
- Benötigt grundlegende Ausrüstung wie Klicker, Zielschienen, Zeitmesser und Transfertunnel.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise über mehrere Teams hinweg zwischen Tierpflege- und Forschungspersonal voraus, um eine konsistente Anwendung des Trainings sicherzustellen.
- Erfordert Anpassungen je nach Modellsystem, insbesondere bei Stämmen mit unterschiedlich ausgeprägter Neophobie oder Lerngeschwindigkeit.
- Ist durch den Zeitaufwand in den anfänglichen Trainingsphasen begrenzt, wobei das Lernen durch Beobachtung den Aufwand pro Tier verringert.
Biopharma-Häufige Fragen
Chapters in this video
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Title
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Training Day 1: Establishing a Connection Between the Primary and Secondary Reinforcer
2:37
Training days 2 to 5: Passing Through a Short Tunnel
3:45
Training Week 2: Touching a Target Stick
4:29
Training Week 3 (Four Days) and Training Week 4 (Three days): Changing the Cage Through a Tunnel
6:27
Results: Learning Latency in Clicker-Trained or Observationally-Trained Rats
7:28
Conclusion
