Améliorer le bien-être des gerbilles grâce à la formation par renforcement positif dans les environnements de recherche

Résumé

L’entraînement au clicker sert de technique de renforcement positif pour les gerbilles de laboratoire. Cette méthode vise à réduire le stress et à améliorer l’efficacité de la manipulation grâce au renforcement positif, contribuant ainsi au bien-être des animaux de laboratoire.

Résumé

L’amélioration du bien-être des animaux de laboratoire en minimisant le stress et en favorisant une manipulation adaptée à l’espèce est un objectif central de la recherche biomédicale contemporaine dans le monde entier. Le clicker, une forme largement reconnue de renforcement positif, utilise un clic comme renforçateur conditionné pour faire le lien entre le comportement souhaité et la récompense, permettant aux animaux d’apprendre plus rapidement et avec moins de stress. Notre groupe de recherche a déjà démontré que l’entraînement au clicker fonctionne comme une forme d’enrichissement cognitif chez les souris et les rats. Dans la présente étude, nous avons réussi à adapter cette approche d’entraînement pour les gerbilles de Mongolie (Meriones unguiculatus), en adaptant le protocole aux caractéristiques comportementales spécifiques à l’espèce des gerbilles. Une cohorte de 43 gerbilles consanguines (27 femelles et 16 mâles) a subi un protocole d’entraînement standardisé de 10 jours, au cours duquel elles ont appris à s’approcher volontairement et à interagir avec la main de l’expérimentateur en échange d’une récompense alimentaire. Après la période d’entraînement, les animaux ont été soumis à des évaluations comportementales, y compris un test en plein champ et un test d’interaction humaine standardisé, afin d’évaluer les effets de l’entraînement sur le comportement exploratoire et l’interaction homme-animal. Nos résultats démontrent que la mise en œuvre de l’entraînement au clicker chez les gerbilles est rapide, efficace et bien tolérée. Les animaux dressés, en particulier les femelles, ont montré une interaction volontaire accrue avec la main de l’expérimentateur et une réduction des comportements anxieux. Ces résultats suggèrent que les protocoles d’entraînement au clicker adaptés à l’espèce peuvent faciliter le développement de la confiance entre l’expérimentateur et l’animal, réduisant ainsi le stress et améliorant à la fois le bien-être animal et la fiabilité des résultats expérimentaux.

Introduction

Affiner l’utilisation des animaux dans la recherche biomédicale afin de réduire le stress et d’améliorer le bien-être est un objectif international largement reconnu ^1,2,3. En 2022, la Commission européenne a indiqué que sur les 838 539 animaux utilisés dans l’Union européenne (Alures), 3 440 étaient des gerbilles⁴. En Allemagne, environ 1,46 million de vertébrés et de céphalopodes ont été utilisés dans des expériences sur des animaux en 2023 en vertu de l’article 7 (2) de la loi sur le bien-être des animaux (TierSchG)⁵. Si l’on ajoute les animaux tués à des fins scientifiques, le nombre total d’animaux de laboratoire utilisés en Allemagne en 2023 a atteint environ 2,1 millions⁶. Ces chiffres soulignent la pertinence de l’utilisation des gerbilles dans la recherche biomédicale, soulignant la nécessité d’une amélioration continue des protocoles de bien-être animal.

Les besoins comportementaux des animaux de laboratoire et l’importance des stratégies de gestion qui soutiennent le bien-être spécifique à l’espèce ont été largement reconnus comme essentiels à la pratique éthique et scientifique⁷. Les interactions homme-animal dans l’élevage se limitent souvent à la tâche essentielle de transférer les animaux des cages sales aux cages propres, sans favoriser un lien entre le manipulateur et l’animal. Ce manque d’interaction sociale peut entraîner du stress, ce qui affecte négativement le comportement et la physiologie des animaux, influençant finalement les résultats expérimentaux⁸. Une mauvaise manipulation est une source bien connue de variabilité dans les données de recherche⁹. Par exemple, soulever les souris par la queue augmente l’anxiété et le stress, tandis que les méthodes en tunnel ou à main ouverte favorisent une approche volontaire et réduisent les comportements anxiogènes^10,11. La manipulation est même utilisée comme facteur de stress aigu standardisé dans les études sur les petits mammifères en raison de ses effets constants sur les marqueurs physiologiques tels que les niveaux de glucocorticoïdes¹². Ces résultats mettent en évidence l’impact substantiel de brèves interactions humaines et la nécessité de techniques de manipulation raffinées et peu stressantes¹³.

Le perfectionnement basé sur la formation est de plus en plus reconnu comme une méthode efficace pour améliorer à la fois le bien-être des animaux et la qualité de la recherche^10,14. L’une des méthodes de dressage les plus efficaces utilisées dans la recherche animale est le clicker, qui est souvent associé à des récompenses alimentaires^15,16. Au cours des dernières décennies, 34 études sur l’entraînement au clicker ont été publiées, ce qui reflète l’intérêt scientifique croissant pour cette approche de l’entraînement¹⁷. Des études montrent que les chiens (47 %) et les chevaux (30 %) sont les animaux de laboratoire les plus couramment dressés, suivis des chats, des bovins, des poissons, des chèvres et des singes (3 % chacun)¹⁷. Les animaux dressés peuvent participer volontairement aux procédures, ce qui réduit le stress et minimise le besoin de contention physique¹⁸.

Des protocoles de renforcement positif ont également été appliqués aux petits mammifères. Des études récentes font état d’une formation réussie chez les lapins pour les procédures d’élevage et les gerbilles pour la recherche comportementale^19,20. Dans certains travaux antérieurs, nous avons montré que les souris entraînées au clicker présentaient un contact accru avec les expérimentateurs et moins d’indicateurs comportementaux associés au stress, tels que la miction, la défécation, la vocalisation et le comportement flottant 21,22,23. Cela est cohérent avec les résultats du domaine vétérinaire, où il a été démontré que l’entraînement de petits mammifères - tels que les lapins, les rongeurs et les furets - réduit les réponses de peur et facilite la manipulation grâce à des techniques de renforcement positif²⁴. Notamment, nous avons également observé une différence spécifique au sexe dans les performances d’entraînement : les souris femelles ont montré une plus grande motivation et une fréquence de réponse plus élevée que les mâles lors des séances d’entraînement. Cela suggère que les souris femelles peuvent s’engager plus facilement dans des tâches d’entraînement volontaires dans des conditions standardisées²¹.

Bien que prometteuses, les approches de dressage existantes pour les gerbilles sont généralement liées à des paradigmes comportementaux spécifiques et ne sont pas conçues pour une utilisation générale dans les routines d’élevage quotidiennes²⁵. Un protocole standardisé largement applicable pour les gerbilles de Mongolie (Meriones unguiculatus) - indépendant d’un dispositif expérimental particulier - n’a pas encore été établi. Pour combler cette lacune, la présente étude visait à développer et à valider un protocole d’entraînement simple au clicker adapté aux caractéristiques spécifiques de l’espèce des gerbilles. Le protocole se concentre sur la réduction du stress grâce à une manipulation douce et à un engagement volontaire avec l’expérimentateur. Nous émettons l’hypothèse que cette approche améliorera le bien-être animal, établira des bases de référence comportementales plus cohérentes et augmentera la fiabilité des résultats expérimentaux. En raison de sa simplicité et de sa flexibilité, il peut être facilement mis en œuvre dans un large éventail de contextes de laboratoire.

Pour évaluer l’efficacité et l’applicabilité du protocole d’entraînement proposé, nous avons formulé les prédictions spécifiques et vérifiables suivantes :
Les gerbilles entraînées exécuteraient de manière fiable le comportement cible - en s’asseyant volontairement sur la main de l’expérimentateur - dans une période d’entraînement de 10 jours.
Les animaux dressés présenteraient une interaction volontaire accrue avec l’expérimentateur dans un test standardisé, par rapport aux témoins non entraînés.
Les animaux entraînés présenteraient des indicateurs comportementaux compatibles avec une réduction du comportement anxiogène, en particulier en passant plus de temps dans la zone centrale d’un test en plein champ.
Les gerbilles femelles pourraient présenter des réponses comportementales plus fortes à l’entraînement que les mâles, ce qui pourrait refléter les différences entre les sexes dans l’adaptation à l’interaction humaine.
Ces prédictions ont guidé la conception des évaluations comportementales et éclairé les critères d’évaluation du protocole.

Protocole

La manipulation des gerbilles et les procédures expérimentales ont été menées conformément aux directives européennes, nationales et institutionnelles en matière de soins aux animaux. Approuvé par la licence des autorités locales G 21-1-100. Le protocole comprend 10 jours d’entraînement (du lundi au vendredi), avec des pauses les week-ends (samedi et dimanche). Le protocole peut être facilement adapté pour répondre à des besoins spécifiques. Tous les matériaux nécessaires sont répertoriés dans la table des matériaux.

1. Préparation des animaux

1. Obtenir le nombre requis d’animaux de l’établissement d’élevage de l’établissement. Maintenir les animaux sous un cycle lumière/obscurité de 12 heures dans un système de logement ouvert.
2. Sevrage de la progéniture à l’âge de 5 semaines. Étiquetez les animaux à l’oreille après le sevrage et placez-les en groupes de même sexe de 2 à 3 individus par cage.
3. Arrière et logement de toutes les gerbilles dans des cages de type 4 (590 x 380 x 200 mm ; 1.815 m²). Équipez chaque cage d’au moins trois tunnels et mâchez du bois pour l’enrichir. Fournir de la nourriture et de l’eau à volonté (voir la table des matières).
4. Répartissez au hasard les animaux dans des groupes entraînés (femelles : n = 27 ; mâles : n = 16) et non entraînés (femelles : n = 16 ; mâles : n = 5) afin de minimiser le biais de sélection et d’assurer des conditions de base comparables entre les traitements. Habituez les animaux à la fois à la récompense alimentaire et à la main de l’expérimentateur dans l’environnement de la cage d’élevage, comme indiqué à l’étape 2.2. du Protocole. Au début de l’entraînement, les animaux (femelles et mâles) étaient âgés d’environ 8 semaines.

2. L’accoutumance des animaux

REMARQUE : Si les gerbilles n’ont pas été transportées, le temps d’habituation peut être réduit. La figure 1 illustre la vue d’ensemble graphique du protocole. Chez les animaux élevés en maison, la période d’habituation des juvéniles peut être considérablement raccourcie si les animaux parents sont bien habitués et que l’habituation manuelle se poursuit au moins une fois par semaine à partir du moment où les chiots deviennent mobiles. Cette phase préparatoire est conçue pour réduire la néophobie et établir une association positive avec la manipulation des aliments, assurant ainsi une transition en douceur vers une formation basée sur le clicker.

Figure 1 : Aperçu du protocole d’habituation et de dressage pour les animaux d’origine externe et d’élevage en interne : Cette figure décrit le calendrier et les principales étapes procédurales du protocole d’habituation et de dressage utilisé pour les gerbilles d’origine externe et les gerbilles élevées en propre. Le protocole comprend la manipulation initiale, l’habituation à la nourriture, l’introduction du clicker et l’entraînement au clicker, ajustés en fonction de l’origine et de la pré-exposition des animaux. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

1. Semaine 1 : Habituation des animaux d’origine externe
   1. À l’arrivée, hébergez les gerbilles en groupes de même sexe de 2 à 3 animaux par cage. Ajoutez du matériel de nidification et de litière de la boîte de transport, ainsi qu’une petite quantité de granulés de nourriture familiers pour favoriser l’acclimatation.
   2. Pourvoir chaque cage d’au moins 3 à 4 tunnels (p. ex. tubes de carton ou abris en plastique) et remplir la litière à une profondeur d’environ 8 à 10 cm pour permettre un comportement de creusement typique de l’espèce.
   3. Évitez de soulever les gerbilles par la queue, car cela peut causer du stress et risquer de se blesser à la queue²⁶. Au lieu de cela, utilisez une manipulation en coupe pour transférer doucement les animaux si nécessaire (voir Figure 2A).
   4. Amorcez immédiatement l’accoutumance alimentaire en dispersant ~5 g de graines de citrouille ou de tournesol dans la litière (voir la table des matériaux). Cela encourage à creuser et familiarise les animaux avec la récompense.
   5. Le lendemain, introduisez une main contenant ~10 graines de récompense dans la cage pendant 2-3 min. Si les animaux ne prennent pas directement les graines, placez ~5 g de graines dans la litière.
   6. Répétez cette procédure une fois par jour jusqu’à ce que les animaux prennent de la nourriture dans la main. Cela prend généralement environ une semaine. En cas de succès plus tôt, passez à l’entraînement au clicker (voir étape 3).
   7. Pendant l’habituation, évaluez les préférences alimentaires en proposant différents types de graines dans la main et en comptant les graines restantes après 2-3 min.
      REMARQUE : Fournissez de la nourriture en petites portions uniquement comme récompense pour renforcer le comportement souhaité. Assurez-vous que la récompense alimentaire est conforme aux directives nutritionnelles pour les animaux de laboratoire. Bien que ce protocole utilise des graines de citrouille et de tournesol, d’autres récompenses appropriées peuvent être utilisées si elles répondent aux exigences d’hygiène de l’établissement. Les gâteries disponibles dans le commerce et conçues pour les animaux de laboratoire sont également acceptables.
2. Semaine 1 : Habituation des animaux élevés en maison
   1. Commencez l’accoutumance à la récompense alimentaire directement dans la cage d’élevage en plaçant ~5 g de graines de citrouille ou de tournesol dans la litière, comme décrit à l’étape 2.1.3. Cette étape doit être initiée avec le couple reproducteur avant la parturition pour établir une familiarité avec la récompense.
   2. Une fois que les animaux reproducteurs ont consommé de manière fiable les graines de la litière, offrez la récompense de la main de l’expérimentateur en suivant la procédure décrite à l’étape 2.1.4. Laissez les animaux explorer et prenez la récompense volontairement pendant 2 à 3 minutes par jour.
   3. Après l’accouchement de la femelle, suspendre l’accoutumance à la main pendant au moins 1 semaine. Pendant ce temps, continuez à fournir des récompenses alimentaires directement dans la litière de la cage 1 à 5 fois par semaine pour maintenir l’exposition.
   4. Reprenez l’accoutumance à la main une fois que les petits deviennent mobiles (environ 18-21 jours post-partum). Laissez les animaux explorer la main avec une récompense de 2 à 3 minutes par session. Cela favorise une familiarisation précoce de la progéniture avec le contexte d’entraînement.
   5. À l’âge de 5 semaines, sevrez les juvéniles et les hébergez en groupe dans des groupes de même sexe de 2 à 3 animaux par cage. Poursuivez l’accoutumance en plaçant la récompense alimentaire dans la nouvelle litière de la cage le jour du transfert.
   6. Le lendemain du sevrage, réintroduire la distribution manuelle de nourriture comme décrit ci-dessus (étapes 2.1.4 et 2.1.5).
   7. Répétez cette procédure une fois par jour jusqu’à ce que les animaux prennent de la nourriture dans la main.
   8. Une fois que les juvéniles prennent la récompense de la main de manière constante, procédez au protocole d’entraînement (voir étape 3). Cela prend généralement environ 1 semaine. En cas de succès plus tôt, passez à l’entraînement au clicker (voir étape 3).

Figure 2 : Manipulation et habituation d’une gerbille à l’aide du renforcement positif. (A) Manipulation en coupe d’une gerbille : Une gerbille est doucement ramassée avec les deux mains de manière en coupe pour minimiser le stress. (B) Début de l’entraînement : la main de l’expérimentateur est placée sur le sol de la cage avec des récompenses alimentaires dans la paume. La gerbille prend une récompense, et un clic est utilisé pour marquer le comportement. (C) La gerbille s’assoit volontairement sur la main de l’expérimentateur, indiquant un entraînement réussi. La récompense alimentaire est placée de manière visible sur la paume. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

3. Formation au clicker

REMARQUE : Ne commencez l’entraînement que si la gerbille accepte de la nourriture de la main de l’expérimentateur. Si ce n’est pas le cas, prolonger la phase d’habituation aux aliments au-delà de la durée décrite à l’étape 2.1. ou 2.2.

1. Présentation de la formation
   1. Effectuez une séance d’entraînement par gerbille et par jour, d’une durée de 4 minutes chacune. Effectuez la formation directement dans la cage de l’animal pour réduire le stress et maintenir un environnement familier. Il n’est pas nécessaire d’enlever tous les éléments d’enrichissement, mais assurez-vous qu’au moins un tube ou un tunnel reste dans la cage et qu’il y a suffisamment d’espace pour la main de l’expérimentateur sur le sol de la cage.
      REMARQUE : Idéalement, la formation devrait être dispensée dans une pièce calme dédiée. Si cela n’est pas possible, une armoire insonorisée à l’intérieur de l’animalerie peut être utilisée, à condition qu’elle réduise efficacement l’exposition au bruit et aux perturbations environnementales.
   2. Pour éviter que les indices auditifs ne deviennent des variables confondantes, évitez strictement la communication verbale ou les sons vocaux pendant les séances d’entraînement. Limitez toute interaction vocale avec les animaux à des périodes en dehors du contexte d’entraînement.
   3. Utilisez la répétition du comportement cible (par exemple, s’asseoir volontairement sur la main de l’expérimentateur) comme indicateur pratique de l’accoutumance et de l’apprentissage réussis pendant l’entraînement. Considérez que l’entraînement a réussi lorsque ce comportement est observé au moins 5 fois par session pendant trois jours consécutifs (voir l’étape 3.4.4).
2. Préparation à la formation
   1. Préparez tout le matériel requis : coupez les graines de tournesol en deux ou les graines de citrouille en trois en guise de récompense. Fournissez un clicker à pied, une application de minuterie qui utilise des repères de couleur (pas de son) ou toute autre minuterie silencieuse (numérique ou analogique) et une cage secondaire propre (voir la table des matériaux).
   2. Déplacez la cage domestique dans un endroit calme et sans distraction où se déroulera l’entraînement afin de minimiser les facteurs de stress environnementaux. Évitez les bruits soudains ou forts tels que les paroles, les claquements de porte ou les bruits d’équipement pendant la séance, car les gerbilles sont très sensibles aux stimuli auditifs.
   3. Retirez tous les éléments d’enrichissement à l’exception d’un tunnel. Assurez-vous que le tunnel restant n’obstrue pas l’accès à la zone d’entraînement. Assurez-vous qu’il y a suffisamment d’espace pour accueillir une main.
   4. Transférez tout animal de compagnie dans la cage secondaire propre, y compris une petite quantité de litière et d’enrichissement de la cage familiale pour réduire le stress pendant la séparation.
   5. Placez le clicker du pied (un dispositif mécanique qui produit un cliquetis lorsqu’il est pressé avec le pied ; voir le tableau des matériaux) sous la table ou la surface d’entraînement. Cela permet au dresseur de marquer le comportement souhaité sans utiliser ses mains, assurant un timing cohérent tout en gardant les deux mains disponibles pour interagir avec l’animal.
3. Jours de formation 1-5 : Introduction au clicker
   1. Pour démarrer la minuterie : appuyez sur Démarrer dans l’application ou appuyez sur le bouton de la minuterie silencieuse.
   2. Tenez-vous debout ou asseyez-vous devant la cage. Placez cinq morceaux de la graine sélectionnée dans la paume et posez la main à plat sur le substrat dans un coin de la cage.
   3. Cliquez au moment où la gerbille prend une graine de la main (Figure 2B). Si plusieurs graines sont prises dans l’ordre, cliquez après chacune d’elles. Utilisez le son du clic pour associer la récompense alimentaire au comportement de l’alimentation de la main.
   4. Terminez l’entraînement lorsque l’animal effectue le comportement souhaité 5 fois ou lorsque le chronomètre atteint zéro (après 4 min).
   5. À partir du jour 3, en fonction du comportement de la gerbille, commencez à offrir les graines une par une. Tenez la main juste au-dessus du sol de la cage pour encourager l’animal à s’étirer ou à entrer brièvement en contact avec ses pattes avant (figure 2C). Cela permet de façonner le comportement progressivement et de préparer l’animal à la prochaine phase d’entraînement (voir étape 3.4).
4. Jours d’entraînement 6-10
   REMARQUE : Conseil d’entraînement facultatif : Si une gerbille est réticente à grimper sur la main, divisez la tâche en petites étapes de renforcement de la confiance. Tout d’abord, renforcez le comportement de toucher la main avant de vous attendre à ce que l’animal grimpe. Utilisez cette stratégie de mise en forme pour réduire le stress et soutenir les animaux qui ont besoin de plus de temps pour s’habituer à la manipulation.
   1. N’offrez qu’une seule graine à la fois. Tenez la main légèrement au-dessus du substrat pour encourager la gerbille à grimper complètement sur la main pour accéder à la récompense. Cette étape s’appuie sur le processus de mise en forme précédent et représente la transition vers le comportement cible final.
   2. Une fois que la gerbille grimpe régulièrement sur la main, cliquez pour renforcer le comportement. Commencez à offrir la graine en utilisant votre seconde main (voir la figure 3). Maintenez la main d’entraînement au-dessus du sol de la cage afin que la gerbille doive grimper complètement dessus. Utilisez une main pour tenir la graine entre votre pouce et votre index (figure 3A) ou utilisez une main pour présenter la récompense au-dessus de la paume de l’autre main, sur laquelle l’animal est encouragé à grimper (figure 3B).
   3. Évaluez le succès de l’entraînement lorsque la gerbille s’assoit volontairement sur la main de l’expérimentateur 5 fois par session et accepte la récompense soit de la paume, soit de la seconde main.
   4. Terminez la formation après une durée maximale de 3 semaines (5 jours par semaine) ou lorsque l’objectif de formation est démontré de manière cohérente sur une période de 3 jours consécutifs.
      NOTE : Bien que le protocole définisse une phase d’entraînement structurée pouvant aller jusqu’à 3 semaines, les séances de renforcement peuvent être poursuivies au-delà de cette période si nécessaire, notamment lorsqu’un délai est à prévoir entre la fin de la formation et le début des procédures expérimentales. Un renforcement positif continu peut aider à maintenir le comportement appris et à assurer la fiabilité dans le temps. Nous recommandons de continuer le renforcement une fois par semaine après avoir terminé avec succès la phase d’entraînement. Cependant, pour assurer la cohérence et la comparabilité entre les animaux, un point final d’entraînement clair, défini par la performance stable et répétée du comportement cible, doit être documenté avant de passer aux tâches expérimentales.

Figure 3 : Exemples de positionnement de la main lors de la remise de la récompense. (A) La récompense est tenue entre le pouce et l’index de la même main, tandis que l’animal est assis sur la paume. (B) La récompense est tenue avec le deuxième et l’index, tandis que l’animal est assis sur la paume de l’autre main. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

4. Réalisation de tests comportementaux après l’entraînement (jour 10+)

1. Test d’interaction
   REMARQUE : Variables dépendantes : La principale variable dépendante est la durée de l’interaction volontaire entre l’animal et la main de l’expérimentateur pendant la deuxième minute de l’essai. L’interaction est définie comme un contact physique direct, comme renifler, grimper ou toucher la main avec les pattes avant¹⁰. Le scoring comportemental est basé sur des enregistrements vidéo et peut être effectué manuellement ou à l’aide d’un logiciel d’analyse comportementale.
   1. Placez une caméra montée sur un trépied au-dessus de la table où le test d’interaction sera effectué.
   2. Si les animaux sont logés en groupes, transférez-les dans une cage secondaire propre contenant une poignée de litière de la cage familiale.
   3. Retirez tous les tunnels ou abris de la cage domestique et placez-les dans la cage propre. Ne laissez que la litière dans la cage d’essai (= cage d’accueil). Placez la cage domestique, qui ne contient plus que de la litière, sous la caméra.
   4. À l’aide d’une prise en coupe, ramenez doucement l’animal dans la cage d’origine.
   5. Démarrez l’enregistrement. Restez immobile devant la cage pendant 1 min. Après 1 min, placez une main gantée à l’intérieur de la cage près du bord avant pendant 1 min supplémentaire.
   6. Changez de gants entre les animaux de sexes différents.
2. Test en champ ouvert
   REMARQUE : Variables dépendantes : Les variables mesurées comprennent la distance totale parcourue, le temps passé dans la zone centrale par rapport à la périphérie, le nombre d’entrées centrales et les événements d’élevage. Ces indicateurs reflètent l’activité locomotrice générale et les comportements anxiogènes. L’augmentation du temps de centre est généralement interprétée comme une réduction de l’anxiété. Le comportement est enregistré par vidéo et analysé à l’aide d’un logiciel de suivi automatisé (voir le tableau des matériaux).
   1. Placez une caméra au-dessus de l’arène en plein champ (100 cm x 100 cm x 40 cm).
   2. Commencez l’enregistrement vidéo, puis placez doucement l’animal au centre de l’arène à l’aide d’une manipulation en coupe. Enregistrer le comportement pendant 7 min.
   3. Après le test, retournez l’animal dans sa cage d’origine. Nettoyez la boîte et les parois du champ ouvert avec de l’éthanol à 70 % après chaque animal. Attendez que l’éthanol se soit complètement évaporé avant de placer l’animal suivant dans l’arène.

5. Analyse statistique

1. Bien qu’il n’ait pas été possible d’effectuer une insu complète de l’expérimentateur pendant les séances d’entraînement en raison de la nature de l’interaction directe avec les animaux, effectuer une analyse des données comportementales à l’aveugle pour réduire le biais de l’observateur.
2. Pour les tests d’interaction et les tests en plein champ, enregistrez toutes les sessions sur vidéo. Collecter les variables dépendantes soit manuellement par des observateurs entraînés (test d’interaction), soit automatiquement à l’aide d’un logiciel d’analyse comportementale (voir Table des matériaux) pour les enregistrements en plein champ (temps passé dans la zone centrale).
3. Avant l’analyse statistique, testez toutes les données pour une distribution normale à l’aide du test de Shapiro-Wilk. Identifiez les valeurs aberrantes et excluez-les à l’aide de la méthode ROUT (Robust Regression and Outlier Removal) avec un taux de fausses découvertes (Q) défini sur 10 %. Pour analyser les effets de l’entraînement et du sexe sur les résultats comportementaux, effectuez une ANOVA à mesures répétées à deux facteurs pour le test d’interaction, et une ANOVA mixte à deux facteurs pour évaluer le temps passé au centre du test en champ ouvert.
4. Catégorisez le test d’interaction et le temps cumulé passé dans la zone centrale du champ ouvert comme les principales variables dépendantes. Effectuez des comparaisons a posteriori à l’aide du test Honest Significant Difference (HSD) de Tukey. Une valeur p de < 0,05 a été considérée comme statistiquement significative. Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l’aide d’un logiciel statistique (voir la Table des matières).

Résultats

Toutes les gerbilles dressées ont appris la tâche assignée en 10 jours, démontrant la faisabilité de l’entraînement au clicker chez cette espèce. La figure 4 présente le succès de l’entraînement des gerbilles femelles (n = 27) et mâles (n = 16) du jour 1 au jour 10. L’ANOVA à mesures répétées analysant les performances le jour d’entraînement 1 par rapport au jour 10 chez les gerbilles mâles et femelles n’a révélé aucun effet d’interaction significatif entre le temps et le sexe (F_{(1, 41)} = 0,003 ; p = 0,955), indiquant que l’amélioration au fil du temps était similaire pour les deux sexes. Un effet très significatif du temps a été observé (F_{(1, 41}) = 38,83, p < 0,0001), montrant que les gerbilles des deux sexes se conformaient pleinement au protocole d’entraînement au jour 10.

Le fait que les gerbilles dressées se soient acquittées de la tâche qui leur avait été assignée dans les 10 jours valide l’efficacité de la méthodologie d’entraînement au clicker chez cette espèce. Ce taux de réussite s’aligne sur les principes fondamentaux du conditionnement opérant, où le clicker fonctionne comme un renforçateur secondaire qui comble l’écart entre le comportement souhaité et la récompense primaire (graines de tournesol/citrouille). Le clicker sert de pont entre le comportement et la récompense, permettant à l’entraîneur de marquer le moment exact où le comportement souhaité se produit avec un timing précis. Cela permet de créer une association claire et immédiate entre l’action et ses conséquences positives.

Des tests comportementaux ont été effectués après l’achèvement du protocole de formation, plus précisément après le 10e jour de formation. L’analyse ANOVA mixte bidirectionnelle a montré que les gerbilles entraînées augmentaient l’interaction volontaire avec la main de l’expérimentateur (Figure 5A). Un effet significatif de l’entraînement a été détecté (F _{(1, 60)} = 22,89 ; p < 0,0001), les animaux entraînés s’engageant plus fréquemment avec l’expérimentateur. L’analyse a posteriori a révélé les différences spécifiques de formation chez les femelles (p < 0,0001, n = 27) et les mâles (p = 0,049, n = 16). Aucun effet sur le sexe n’a été observé (F_{(1, 60)} = 0,621, p = 0,434), ce qui suggère que les gerbilles mâles et femelles ont obtenu des résultats similaires dans l’ensemble. L’analyse n’a révélé aucune interaction significative entre le sexe et l’entraînement (F_{(1, 60)} = 0,078, p = 0,781).

L’augmentation de l’interaction volontaire par les gerbilles indique que l’entraînement au clicker a effectivement réduit les réponses de peur innées grâce au renforcement positif. Cela peut aider à minimiser le stress pendant la manipulation et les procédures expérimentales, améliorant ainsi le bien-être des animaux et la qualité des données.

Une évaluation du comportement anxieux après l’entraînement a été réalisée à l’aide du test en champ ouvert. La figure 5B illustre la durée cumulée passée dans la zone centrale. Aucune interaction entre le sexe et l’entraînement n’a été observée dans la durée cumulée dans la zone centrale de l’essai en champ libre (F_{(1, 60)} = 0,101, p = 0,751). De plus, aucun effet principal significatif du sexe n’a été observé (F_{(1, 60)} = 0,001, p = 0,969. Un effet principal très significatif de l’entraînement a été observé (F_{(1, 60)} = 17,26, p < 0,0001 ; Test de Tukey HSD : p = 0,003 et p = 0,052 chez les femelles et les mâles, respectivement), indiquant que les gerbilles entraînées passaient beaucoup plus de temps au centre que les gerbilles non entraînées. Ces résultats reflètent les réponses comportementales mesurées après que les animaux aient terminé la période d’entraînement de 10 jours.

L’OFT exploite le conflit naturel d’approche-évitement que les rongeurs rencontrent lorsqu’ils explorent de nouveaux environnements²⁷. Les gerbilles peuvent équilibrer leur volonté innée d’explorer avec leur tendance naturelle à éviter les espaces ouverts potentiellement dangereux. Par conséquent, le fait que les gerbilles entraînées aient passé plus de temps dans la zone centrale anxiogène indique que l’entraînement au clicker a amélioré leur volonté comportementale globale d’exploration, ce qui peut indiquer une amélioration du bien-être général.

Figure 4 : Validation de l’entraînement au clicker. Succès de l’entraînement le jour 1 par rapport au jour 10 pour les sujets masculins et féminins : Le succès de l’entraînement a été évalué chez les gerbilles femelles (barres blanches, n = 27) et mâles (barres grises, n = 16) le jour 1 et le jour 10 du protocole d’entraînement. Une ANOVA à mesures répétées dans les deux sens a révélé un effet principal significatif de la journée d’entraînement (p < 0,0001). De multiples comparaisons à l’aide du test HSD de Tukey ont montré une augmentation significative du succès de l’entraînement du jour 1 au jour 10 chez les femelles (p < 0,0001, n = 27) et les hommes (p < 0,0001, n = 16). Les données sont présentées en moyenne ± écart-type. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de ce chiffre.

(A) Test d’interaction : La durée de l’interaction avec la main de l’expérimentateur (en s) a été mesurée chez des gerbilles femelles et mâles entraînées (barres grises) et non entraînées (barres blanches) après que les animaux aient terminé la période d’entraînement de 10 jours. L’ANOVA mixte à deux facteurs a révélé un effet principal significatif de l’entraînement (p < 0,05) et un effet d’interaction significatif (p < 0,05). L’analyse post-hoc utilisant le test HSD de Tukey a montré que les souris entraînées interagissaient significativement plus longtemps avec la main de l’expérimentateur que les souris non entraînées (femelles : p < 0,0001, mâles : p = 0,0497). Les données sont présentées en moyenne ± écart-type. Femelles formées : n = 27 ; femelles non dressées : n = 16 ; mâles dressés : n = 16 ; Mâles non entraînés : n = 5. (B) Test sur le terrain ouvert : Le test a été effectué après l’achèvement du protocole de formation, plus précisément après le 10e jour de formation. La durée cumulée passée dans la ou les zones centrales a été mesurée chez les gerbilles femelles et mâles entraînées (barres grises) et non entraînées (barres blanches). Une ANOVA mixte à deux facteurs a été réalisée pour analyser les effets de l’entraînement sur l’exploration de la zone centrale. De multiples comparaisons à l’aide du test HSD de Tukey ont révélé que les femelles entraînées passaient beaucoup plus de temps dans la zone centrale que les femelles non entraînées (p = 0,003). Les données sont présentées en moyenne ± écart-type. Femelles formées : n = 27 ; femelles non dressées : n = 16 ; mâles dressés : n = 16 ; Mâles non entraînés : n = 5. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Discussion

Les résultats montrent l’efficacité du protocole proposé pour habituer les gerbilles à l’interaction humaine dans des environnements expérimentaux. La capacité de tous les animaux dressés à accomplir la tâche souhaitée en 10 jours souligne l’efficacité de cette méthode.

Une étape critique du protocole est l’accoutumance progressive à la main de l’expérimentateur, en veillant à ce que les gerbilles associent l’interaction humaine à un stimulus positif. L’utilisation de récompenses spécifiques à l’espèce optimise encore le processus d’entraînement. Des modifications, telles que l’ajustement de la durée des séances d’entraînement ou le changement du type de récompense, pourraient adapter davantage le protocole aux différences individuelles entre les gerbilles et l’optimiser pour les exigences spécifiques de l’expérience.

Nous nous concentrons sur les différences notables spécifiques à l’espèce dans le comportement et la dynamique d’apprentissage entre les souris et les gerbilles de Mongolie. Ces différences doivent être prises en compte lors de la conception des protocoles d’entraînement. Par exemple, les souris ont tendance à être plus néophobes et sensibles au stress, nécessitant souvent plus de temps pour s’habituer à de nouveaux environnements et à l’interaction humaine²⁸. En revanche, les gerbilles font preuve d’une plus grande capacité d’exploration et de curiosité sociale, ce qui peut faciliter un engagement plus rapide dans les tâches d’entraînement²⁹. Dans la présente étude, les gerbilles se sont facilement approchées de la main de l’expérimentateur et ont appris à associer le clicker à une récompense en moins de séances que ce qui est généralement rapporté pour les souris^21,22. Cependant, les gerbilles ont également montré une plus grande variabilité individuelle, en particulier chez les mâles, ce qui peut refléter un stress spécifique au sexe ou des facteurs de motivation moins prononcés dans les modèles murins. Ces distinctions soulignent l’importance des stratégies d’entraînement adaptées à l’espèce et suggèrent que les gerbilles pourraient bénéficier de séances plus courtes, axées sur la récompense, mettant davantage l’accent sur l’interaction volontaire, tandis que les souris pourraient nécessiter une désensibilisation plus progressive et une répétition régulière. Comprendre ces différences comportementales et cognitives est crucial pour affiner les protocoles d’entraînement et maximiser leur efficacité à travers les espèces.

Les gerbilles de Mongolie peuvent bénéficier considérablement d’un entraînement au clicker non spécifique ou généralisé, qui se concentre sur l’interaction positive entre l’homme et l’animal et le conditionnement comportemental de base plutôt que sur la préparation à une configuration expérimentale particulière. Une telle formation généralisée améliore la tolérance à la manipulation, réduit les niveaux de stress de base et favorise des facteurs comportementaux de base plus prévisibles qui sont précieux dans un large éventail de contextes expérimentaux³⁰. L’entraînement non spécifique favorise la flexibilité comportementale et une interaction volontaire cohérente avec l’expérimentateur, ce qui rend les animaux plus adaptables à différents environnements, configurations ou paradigmes de test 16,31,32. Ceci est particulièrement bénéfique dans les études à long terme ou les expériences en plusieurs phases, où les animaux sont exposés à une variété de procédures. Dans la présente étude, même si l’entraînement n’était pas directement lié à un seul protocole de test, les gerbilles ont montré une meilleure interaction avec l’expérimentateur et une réduction du comportement lié au stress, soutenant l’idée que l’accoutumance générale par renforcement positif peut améliorer la résilience expérimentale globale et le bien-être animal.

En plus d’une interaction accrue avec l’expérimentateur, les femelles dressées ont passé beaucoup plus de temps dans la zone centrale de l’essai en plein champ. Ce modèle comportemental est généralement interprété comme une réduction du comportement anxiogène chez les rongeurs, en particulier en réponse à des environnements nouveaux ou légèrement aversifs³³. Ces résultats suggèrent que l’entraînement au clicker peut contribuer à réduire les indicateurs comportementaux d’anxiété, améliorant ainsi la capacité des animaux à faire face aux procédures expérimentales. Cela soutient la conclusion plus large selon laquelle les protocoles d’habituation basés sur le renforcement positif peuvent améliorer la résilience au stress et la stabilité comportementale chez les gerbilles de laboratoire. Au-delà de la réduction du stress, l’entraînement au clicker a des implications plus larges pour les résultats expérimentaux³⁴. Les gerbilles dressées ont démontré une plus grande tolérance à la manipulation, ce qui minimise les variations physiologiques induites par le stress qui pourraient fausser les résultats de la recherche. Des résultats similaires ont été rapportés chez d’autres espèces, y compris les lapins et les souris de laboratoire, où les animaux entraînés au clicker ont montré une interaction accrue avec les expérimentateurs et moins de comportements liés à l’anxiété et à la dépression, tels que la réduction de la miction, de la défécation, de la vocalisation et du comportement flottant^19,21.

Ces résultats mettent en évidence le potentiel de l’entraînement au clicker pour améliorer à la fois le bien-être des animaux et la cohérence des données comportementales en réduisant la variabilité des réponses liées au stress. Il est important de préciser que le but de ce protocole n’est pas de conditionner les animaux à associer des procédures intrinsèquement aversives - telles que les prises de sang - à des stimuli positifs comme le clicker. L’objectif est plutôt de réduire le stress de base, d’habituer les animaux à l’interaction humaine et de promouvoir la participation volontaire à des tâches neutres ou légèrement difficiles. Bien que certaines études aient exploré l’utilisation du renforcement positif pour préparer les animaux à des procédures plus invasives³⁵, cela nécessite un processus de désensibilisation soigneusement structuré et dépasse la portée du protocole actuel. Une mauvaise application des indices de clicker dans des contextes associés à l’inconfort pourrait en effet entraîner des associations négatives involontaires. Cependant, lorsqu’elles sont appliquées correctement, les techniques de renforcement positif peuvent aider les animaux à faire face à des procédures potentiellement aversives en améliorant la prévisibilité et en permettant un certain degré de contrôle³⁶. D’autres études sont nécessaires pour déterminer si les gerbilles peuvent être entraînées de manière fiable pour de tels contextes, comme cela a été démontré avec succès chez d’autres espèces telles que les chiens et les primates non humains^37,38.

Malgré son succès, la méthode a des limites. Certaines gerbilles ont eu besoin de périodes d’habituation plus longues, ce qui indique une variabilité individuelle de la vitesse d’apprentissage. De plus, le nombre relativement faible de gerbilles mâles non entraînées limite la puissance statistique de l’analyse, ce qui rend difficile de tirer des conclusions solides. L’augmentation de la taille de l’échantillon dans ce groupe améliorerait probablement la fiabilité et l’intelligibilité des résultats. D’autres études devraient explorer les différences potentielles entre les sexes dans les réponses au stress et les mécanismes d’apprentissage.

Les implications plus larges de cette étude vont au-delà de la réduction du stress. La mise en œuvre de protocoles d’entraînement structurés dans le cadre de l’élevage standard peut réduire la variabilité causée par les réponses physiologiques induites par le stress et améliorer la fiabilité des résultats expérimentaux^39,40. Cela est particulièrement pertinent dans des disciplines telles que les neurosciences ou la recherche métabolique, où le stress est un facteur de confusion critique. Il est essentiel d’établir des rapports minutieux et de normaliser les procédures de formation pour éviter les effets d’enrichissement involontaires.

À l’avenir, les recherches futures devraient explorer d’autres calendriers de renforcement, l’automatisation des procédures d’entraînement et les effets à long terme sur l’ensemble des espèces. Avec un soutien scientifique croissant, l’entraînement au clicker représente une stratégie de raffinement précieuse qui peut améliorer à la fois la qualité des données et le bien-être animal. La normalisation de la formation et des protocoles de manipulation dans l’ensemble des laboratoires pourrait aider à améliorer la reproductibilité et à soutenir l’adoption plus large de pratiques humaines et efficaces dans la recherche biomédicale.

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Cages	Zoonlab GmbH	3010006	590 x 380 x 200 mm ; 1.815 m2
Caméra	Sony	HDR-CX240E	Caméra vidéo numérique HD Granulés
alimentaires	Ssniff	V1644-000	Art. N° I-Clicker-Blau
Foot Clicker		https://www.hundeschulen.com
GraphPad Prism	GraphPad Software, Inc	https://www.graphpad.com/features	Version 10 pour fenêtres
Open field Box	Noldus	MXO1S-M001	opale 100 x 100 x 40 cm
Graines de courge	REWE	8820911	REWE
Bio Pylon viewer	Basler	https://www.baslerweb.com/de-de/software/pylon/
Sunflowerseeds	Seeberger	4744292
Trépied	Manfrotto	GT- mkbfra4gtxp bh	Befree GT
Tunnels	Plexx	14179	152 x 76 x 3 mm