La introducción de adiestramiento con clicker como un enriquecimiento cognitivo para el Laboratorio de ratones
6 de marzo de 2017
El desarrollo de nuevas estrategias de refinamiento para ratones de laboratorio es una tarea desafiante que contribuye al cumplimiento del principio de las 3R. Este protocolo introduce el entrenamiento con clicker como un programa de enriquecimiento cognitivo para ratones de laboratorio.
El objetivo general de este estudio es establecer un programa de entrenamiento basado en refuerzo positivo para ratones como un método específico de manipulación. Este método puede responder preguntas clave en el campo emergente de las estrategias de refinamiento para ratones de laboratorio, como la forma de reducir los niveles de estrés durante el mantenimiento y la realización de experimentos. La principal ventaja de esta técnica es que puede adaptarse a diversas finalidades y que puede contribuir a mejorar el bienestar de los ratones de laboratorio.
La primera vez que tuvimos la idea de este método fue cuando pensamos en alternativas ergonómicas para trasladar ratones entre jaulas sin tocarlos. La demostración visual de este método es fundamental, ya que la técnica es difícil de aprender porque el momento y la manipulación general de los ratones son esenciales. Antes de comenzar el experimento, traslade la jaula de alojamiento a un ambiente tranquilo.
Luego retire todos los objetos de la jaula de alojamiento para utilizarla como área de entrenamiento. A continuación, transfiera a los compañeros de jaula fuera de la jaula de alojamiento, dejando solo un ratón de entrenamiento. Para comenzar el entrenamiento, configure el temporizador en cinco minutos y presione inicio.
Agregue el túnel para ratón a la jaula principal cerca de una pared. Luego espere hasta que el ratón inspeccione el túnel. Tan pronto como el ratón entre en el túnel, haga clic y presente la recompensa al final del túnel.
Mientras el ratón permanece sentado y se alimenta de la recompensa en el túnel, haga clic de forma precaria durante 15 segundos. En cuanto el ratón abandone el túnel, repita la sesión nuevamente. En los días dos al cinco, configure el temporizador a cinco minutos.
Pulse el botón de inicio y agregue el túnel para ratón a la jaula principal. Tan pronto como el ratón ingrese al túnel, haga clic y presente la recompensa al final del túnel. Repita esto durante los siguientes 30 segundos y luego haga una pausa de 15 segundos para retirar el túnel de la jaula.
Luego, agregue nuevamente el túnel y haga clic inmediatamente cuando el ratón vuelva a entrar en el túnel. Presente la recompensa al final del túnel y permita que el ratón la roa durante hasta un segundo. Luego, retire la recompensa.
Finalmente, tan pronto como el ratón comience a volver a entrar en el túnel por sí mismo, presente la recompensa frente al extremo del túnel. Durante la segunda semana, comience configurando el temporizador en cinco minutos. Presione inicio y coloque el globo en el extremo del palo objetivo dentro de la jaula.
Apenas el ratón toque el globo con su nariz, haga clic y presente la recompensa junto al globo. Después de que el ratón haya asociado la acción realizada con la recompensa, cambie la posición del globo durante la sesión de entrenamiento. Recompense al ratón después de que toque el globo con su nariz en la nueva posición.
A continuación, coloque el globo en la jaula y poco antes de que el ratón toque el globo, cambie lentamente y con cuidado la posición del globo un centímetro. Haga clic y recompense si el ratón ha recorrido la distancia y toca el globo. Extienda gradualmente la distancia que el ratón debe recorrer y repita este procedimiento hasta que el ratón siga de forma confiable.
En la semana tres, comience colocando una mano dentro de la jaula de entrenamiento mientras sostiene con la otra mano la combinación del puntero con el dispositivo de clic. Sostenga también la recompensa. Configure el temporizador en cinco minutos. Presione inicio y coloque la esfera en el extremo del puntero junto a la mano.
En cuanto el ratón muestre interés por la esfera, haga clic y presente la recompensa junto a la esfera. Finalmente, coloque la esfera sobre la palma de la mano. Luego haga clic y recompense mientras el ratón esté sentado sobre la palma de la mano.
Después del entrenamiento con clicker, la gran mayoría de los ratones entrenados, todos los ratones hembra y el 83 por ciento de los ratones macho, siguieron el palo objetivo. Los ratones hembra mostraron una mayor motivación para el entrenamiento en general, manifestando el comportamiento respectivo con mayor frecuencia durante las sesiones de entrenamiento. Los ratones entrenados mostraron una frecuencia significativamente menor de comportamientos relacionados con la ansiedad que los ratones no entrenados.
Además, el comportamiento de flotación relacionado con la depresión durante el laberinto acuático de Morris se redujo significativamente en el grupo entrenado. Una vez dominada, esta técnica puede completarse en tres a cinco minutos por ratón al día, si se realiza adecuadamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar manipular a los ratones de manera suave, tranquila y segura.
Tras seguir este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como enseñar a los ratones a cruzar un puente para trasladarse de forma independiente a otra jaula, con el fin de mejorar las condiciones de salud e higiene en las instalaciones animales. Después de su desarrollo, el entrenamiento con clicker contribuye al refinamiento, ya que puede considerarse una forma de enriquecimiento cognitivo. Tras ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo implementar el entrenamiento por refuerzo positivo para ratones en instalaciones de animales de laboratorio.
Vea la transcripción completa y acceda a miles de videos científicos
Descripción general
Este estudio presenta el entrenamiento con clicker como un programa de enriquecimiento cognitivo para ratones de laboratorio, diseñado para mejorar su bienestar y reducir el estrés durante el manejo y los experimentos.
Componentes Clave del Estudio
Área de la Ciencia
- Neurociencia
- Comportamiento animal
- Bienestar de los animales de laboratorio
Antecedentes
- Las estrategias de refinamiento para ratones de laboratorio son esenciales para prácticas de investigación éticas.
- El entrenamiento mediante refuerzo positivo puede mejorar las técnicas de manejo de animales.
- Reducir el estrés en entornos de laboratorio es crucial para obtener resultados experimentales confiables.
- Las demostraciones visuales son importantes para enseñar métodos efectivos de manejo.
Objetivo del estudio
- Establecer un programa de entrenamiento por refuerzo positivo para ratones.
- Explorar métodos que reduzcan el estrés durante el manejo.
- Mejorar el bienestar general de los ratones de laboratorio.
Métodos Utilizados
- Implementación del entrenamiento con clicker como herramienta de enriquecimiento cognitivo.
- Traslado de los ratones a un ambiente tranquilo antes del entrenamiento.
- Demostraciones visuales para facilitar el aprendizaje de la técnica.
- Modificación del método de entrenamiento para diversos fines.
Resultados Principales
- La capacitación con clicker puede reducir eficazmente los niveles de estrés en ratones de laboratorio.
- El método es adaptable a diferentes escenarios de manipulación.
- Técnicas de manipulación mejoradas conducen a mejores resultados experimentales.
- Los recursos visuales mejoran el proceso de aprendizaje para los investigadores.
Conclusiones
- El entrenamiento mediante refuerzo positivo es una estrategia de refinamiento viable.
- Es posible mejorar el bienestar animal mediante programas estructurados de entrenamiento.
- Se necesita más investigación para optimizar las técnicas de entrenamiento.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Las estrategias de refinamiento, como el entrenamiento con clicker, abordan una necesidad crítica de reducir el estrés y mejorar el bienestar en ratones de laboratorio, afectando directamente la fiabilidad de los datos conductuales y fisiológicos en la investigación preclínica. Al integrar protocolos de enriquecimiento cognitivo, los equipos de I+D de biotecnología y farmacéutica pueden mejorar el bienestar animal, minimizar variables de confusión y apoyar resultados más reproducibles en estudios de descubrimiento e investigación traslacional. Este enfoque se alinea con las normas regulatorias y éticas en evolución, fortaleciendo la base para la validación robusta de dianas y estudios mecanicistas.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite una fenotipificación conductual más precisa al reducir la variabilidad inducida por el estrés.
- Apoya la validación funcional de dianas mediante una mayor cooperación del animal y una reducción de los artefactos por ansiedad.
- Facilita la desactivación de mecanismos de riesgo al minimizar las interferencias derivadas de comportamientos relacionados con el estrés.
Desarrollo de ensayos y cribado
- Prepara ratones para un manejo estandarizado, favoreciendo ensayos conductuales y fisiológicos reproducibles.
- Mejora la fiabilidad del ensayo al reducir comportamientos similares a la ansiedad y la depresión que podrían sesgar los resultados.
- Permite respuestas animales consistentes, mejorando el rendimiento del cribado y la comparabilidad de los datos.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Alinea el bienestar animal con el desarrollo de biomarcadores traslacionales al reducir los parámetros relacionados con el estrés.
- Facilita la continuidad desde el descubrimiento inicial hasta la validación preclínica mediante la estandarización de la experiencia animal.
- Reduce el riesgo de resultados falsos positivos/negativos en modelos conductuales, favoreciendo un avance ajustado al riesgo.
Integración de la Línea de Producción y Flujo de Trabajo
El entrenamiento con clicker puede integrarse desde las primeras etapas de descubrimiento hasta la investigación preclínica, apoyando la comprobación de hipótesis, el desarrollo de ensayos y los estudios traslacionales.
- Biología del Descubrimiento: Reduce el estrés como variable confundente, mejorando las pruebas de hipótesis y el análisis de vías.
- Tamizaje: Estandariza el manejo de animales, permitiendo resultados conductuales reproducibles y cuantitativos.
- Análisis: Proporciona reducciones medibles en comportamientos similares a la ansiedad y la depresión para comparaciones estadísticas robustas.
- Investigación Traducional: Mejora la concordancia con puntos finales relevantes para humanos al minimizar los artefactos inducidos por el estrés.
- Reutilización Empresarial: Ofrece un protocolo escalable y de fácil implementación, adaptable entre instalaciones y estudios.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en los estudios conductuales.
- Valor operativo: Estandariza el manejo de animales, mejorando la reproducibilidad y escalabilidad entre equipos.
- Valor estratégico: Permite tomar mejores decisiones de avance o interrupción al minimizar el ruido biológico y mejorar la calidad de los datos.
- Impacto en la cartera: Apoya la priorización ajustada al riesgo al reducir el riesgo biológico en fases avanzadas y mejorar la fiabilidad del modelo.
Consideraciones de Implementación
- Requiere capacitación en técnicas de refuerzo positivo y manipulación suave.
- Se necesita una instrumentación mínima más allá del equipo estándar de las instalaciones para animales y dispositivos de clic.
- La estandarización entre equipos es esencial para la reproducibilidad entre estudios y sitios.
- El protocolo puede adaptarse a diferentes cepas de ratones y modelos conductuales.
- La inversión de tiempo por animal es baja, pero se requiere una aplicación constante para obtener el máximo beneficio.
