Name: Addestrare i conigli da laboratorio a perfezionare le procedure di allevamento di routine (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-02-16T13:50:00.000+00:00
Duration: 5 min 21 s
Description: Impara tecniche di addestramento con rinforzo positivo per conigli da laboratorio utilizzando il clicker e la cassa di trasporto. Questo metodo riduce lo stress durante le procedure di routine e migliora il benessere animale.

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Gli autori ringraziano i custodi degli animali per essersi presi cura dei conigli e per il loro lavoro compassionevole e dedicato. Grazie a Kai Diederich per aver corretto le bozze del manoscritto.

Formazione basata sul rinforzo positivo per le procedure di routine dell'allevamento dei conigli

Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse in relazione a questa pubblicazione.

Tra il 2015 e il 2019, più di 49 milioni di animali sono stati utilizzati per scopi scientifici nell'Unione Europea (e in Norvegia); 1.745.037 (3,5%) di loro erano conigli1. I conigli sono utilizzati principalmente per la ricerca normativa (ad esempio, controllo qualità, tossicità e altri test di sicurezza, inclusa la farmacologia) e la produzione di routine di sostanze biologiche (ad esempio, prodotti a base di sangue)2. Sebbene siano stati compiuti sforzi per sostituire gli esperimenti sugli animali con metodi privi di animali, l'uso di animali è ancora necessario per alcuni di questi scopi. Ogni volta che un esperimento sugli animali non può essere sostituito, è fondamentale ridurre il numero di animali e perfezionare le condizioni sperimentali, di stabulazione e di allevamento per ridurre al minimo la sofferenza. Russel e Burch hanno descritto questa strategia come il principio delle 3R (sostituire, ridurre, perfezionare) nel 19593 e, nel 2010, è stata implementata nella Direttiva 2010/63/UE sulla protezione degli animali da laboratorio utilizzati a fini scientifici4. Il ruolo di raffinamento, a volte indicato come "Cenerentola" delle 3R5, ha acquisito un'importanza crescente. Sebbene la sostituzione e la riduzione siano strategie a lungo termine verso l'obiettivo finale della direttiva di sostituire completamente gli esperimenti sugli animali, il perfezionamento consente il miglioramento immediato del benessere degli animali5, che a sua volta ha il potenziale per migliorare la qualità scientifica6. Le parti essenziali del perfezionamento sono la manipolazione e l'addestramento degli animali, come indicato nell'allegato III della direttiva 2010/63/UE. La direttiva stabilisce che le strutture per animali dovrebbero progettare programmi di assuefazione e addestramento per gli animali da laboratorio adattati alla specie, alla procedura e al progetto4. L'Appendice A dell'ETS n. 123 suggerisce che il personale degli animali da laboratorio trascorre del tempo "parlando, maneggiando, addestrando e pulendo gli animali"7.
Alcune procedure di manipolazione causano stress, specialmente per gli animali da preda terrestri come i conigli. Esempi sono l'essere messi all'angolo, trattenuti (cioè afferrati da un essere umano, tenuti tra le braccia di un essere umano o immobilizzati da un dispositivo) e sollevati (cioè raccolti dal pavimento) per un'ispezione sanitaria o procedure sperimentali8. Un sondaggio incentrato sui conigli domestici ha rivelato che il 57-61% di loro ha lottato quando è stato sollevato 9,10 e alcuni hanno persino mostrato aggressività correlata alla paura (cioè mordendo)11. Ciò sottolinea la necessità di tecniche di manipolazione e allenamento delicate. È già stato dimostrato per altri piccoli mammiferi come i topi che le tecniche di manipolazione delicata riducono l'ansia12. Inoltre, la manipolazione delicata in combinazione con l'allenamento riduce lo stress, l'ansia e il comportamento simile alla depressione nei topi13. Nei macachi rhesus e negli scimpanzé, le misure fisiologiche relative allo stress erano meno influenzate quando erano stati precedentemente addestrati su una procedura14,15. Si può presumere che se un animale può scegliere di partecipare volontariamente all'addestramento, può impegnarsi attivamente e controllare la situazione, il che migliora il benessere dell'animale e può anche contribuire a dati scientifici più solidi e affidabili16.
Molte procedure di addestramento degli animali si basano su principi di condizionamento operante, in particolare l'uso del rinforzo positivo e della modellatura 17,18,19. Il condizionamento operante richiede che un animale susciti comportamenti che possono quindi essere aumentati o diminuiti20. Ci sono quattro contingenze comuni che vengono utilizzate per descrivere il condizionamento operante: rinforzo positivo e negativo, nonché punizione positiva e negativa21,22. Nei conigli, la punizione positiva viene utilizzata quando una persona si avvicina (stimolo indesiderato) a un animale per allontanarlo o avvicinarlo a una particolare posizione23. Nel contesto della manipolazione di un coniglio sul lettino da visita, un esempio di rinforzo negativo è la rimozione della pressione (stimolo indesiderato) sul corpo del coniglio quando il coniglio rimane fermo; Un esempio di punizione negativa è il ritiro di una ricompensa alimentare (stimolo desiderato) quando il coniglio inizia a lottare. Né la punizione positiva/negativa né il rinforzo negativo sono raccomandati nell'addestramento degli animali. La punizione provoca effetti emotivi negativi24, come l'angoscia come mostrato nei cani25. Invece, il rinforzo positivo dovrebbe essere il metodo di scelta quando si addestrano gli animali25,26. L'addestramento di rinforzo positivo (PRT) significa che uno stimolo desiderabile (ad esempio, una ricompensa alimentare) viene fornito dopo che l'animale ha mostrato un comportamento desiderato, il che aumenta la probabilità che l'animale mostri di nuovo il comportamento desiderato in futuro27. Il PRT comporta spesso l'applicazione di un rinforzo condizionato. Un rinforzo condizionato (rinforzo secondario) di solito è uno stimolo neutro come un suono, che l'animale impara ad associare a un rinforzo incondizionato (rinforzo primario, ad es. ricompensa alimentare)28. Dopo che l'animale ha mostrato il comportamento desiderato, viene immediatamente presentato il rinforzo condizionato, seguito dalla presentazione della ricompensa alimentare26. Un esempio ben noto di PRT è l'addestramento con il clicker, in cui un clicker viene utilizzato per produrre un clic come rinforzo secondario26.
L'addestramento dovrebbe seguire schemi prevedibili, che si ottengono progettando un protocollo di addestramento. Il protocollo di addestramento descrive come un comportamento obiettivo può essere raggiunto passo dopo passo (cioè la modellazione comportamentale) mentre ogni passo è definito da criteri oggettivi e dovrebbe esserefacilmente realizzato. Se l'addestramento segue un protocollo particolare, è possibile che il personale degli animali da laboratorio si alterni all'addestramento degli animali. È importante notare che il personale deve conoscere i principi delle tecniche di apprendimento e formazione per poterli applicare correttamente26. L'addestramento degli animali spesso incorpora la modellazione comportamentale. La modellazione comportamentale a mano è stata deliberatamente utilizzata per la prima volta da Skinner e colleghi nei primi anni '4029. Al contrario, nel lavoro precedente, Skinner si è piuttosto concentrato sul "fare piccoli cambiamenti nell'ambiente fisico al fine di implementare un programma di approssimazione successiva"29. In un articolo pubblicato su Scientific American, ha spiegato che il rafforzamento di un comportamento aumenta la probabilità che il comportamento venga ripetuto, il che "rende possibile modellare il comportamento di un animale quasi come uno scultore modella un pezzo di argilla"30. Da allora, la sagomatura ha avuto un'importanza crescente per gli animali in cattività 29,30,31,32. Per riprodurre e migliorare i protocolli di modellamento, è fondamentale valutare i protocolli in modo sistematico e oggettivo 33,34,35,36.
Una revisione sistematica e una meta-analisi recentemente pubblicate da Pfaller-Sadovsky et al. hanno scoperto che il rinforzo condizionato è stato studiato più frequentemente nei cavalli e nei cani, sebbene siano stati studiati anche gatti, bovini, pesci, capre e primati non umani37. Nella scienza degli animali da laboratorio, il PRT è ampiamente utilizzato per i primati non umani 38,39,40 e i cani 41,42. Inoltre, i maiali43, le capre44 e persino i piccoli mammiferi, come i topi13 e i ratti 45,46,47, sono stati addestrati con successo utilizzando un clicker in laboratorio. Per quanto ne sanno gli autori, l'introduzione del PRT per i conigli da laboratorio è stata segnalata solo raramente48; La letteratura esistente sottoposta a revisione paritaria pubblicata diversi decenni fa è obsoleta e non soddisfa i criteri della moderna ricerca etica. Sebbene poche informazioni non sottoposte a revisione paritaria suggeriscano che i conigli possano essere addestrati con successo utilizzando il PRT49, sembra esserci una mancanza di conoscenza sui protocolli di addestramento adeguati per i conigli ospitati in strutture per animali da laboratorio. Le ragioni sottostanti possono essere varie. Ad esempio, le tecniche di formazione utilizzate potrebbero non essere descritte in dettaglio negli articoli di ricerca o i dati vengono generati per la ricerca normativa e quindi non vengono pubblicati. Inoltre, i conigli potrebbero non essere l'obiettivo principale della ricerca sul perfezionamento poiché altre specie come topi e ratti sono più frequentemente utilizzate nella ricerca. Poiché i conigli possono mascherare molto bene lo stress e il disagio, il loro stato emotivo negativo quando vengono maneggiati può spesso rimanere non riconosciuto. Le dimensioni di un coniglio consentono agli esseri umani di trattenere questi animali per le procedure, mentre altre specie, come i primati non umani, non possono essere tenute con le mani per interventi simili senza essere gravementeferite. Tuttavia, questi fatti non dovrebbero impedire lo sviluppo o la condivisione di protocolli PRT per i conigli da laboratorio.
Per quanto riguarda i potenziali benefici del PRT, sono stati fatti i primi tentativi per colmare il divario di conoscenze sui protocolli di addestramento adatti per i conigli da laboratorio. Per facilitare le procedure di routine come la manipolazione, le ispezioni sanitarie e la pesatura, sono stati sviluppati protocolli di addestramento ed è stata valutata la loro fattibilità per le femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda. Sono stati effettuati confronti per valutare se la tecnica di manipolazione alternativa descritta nei protocolli di addestramento fosse meno avversiva della tecnica di manipolazione convenzionale e se i protocolli di addestramento potessero servire come misure di perfezionamento. La Figura 1 mostra il calendario del presente studio.
Mantenimento degli animali
Tredici femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda sono state ottenute da fonti commerciali (arrivo alla struttura per animali all'età di circa sette settimane di età). Gli animali erano privi di tutti i patogeni virali, batterici e parassitari elencati nelle raccomandazioni FELASA51. Durante lo svolgimento delle fasi del presente protocollo sono stati indossati indumenti e dispositivi di protezione (guanti, maschere, retine per capelli). Un gruppo di sei e un gruppo di sette animali sono stati alloggiati insieme in un recinto a pavimento di 2,8 m × 2,8 m (stabulazione a pavimento), rispettivamente. Il pavimento era ricoperto di materiale da letto in legno fine e traballante (autoclavato). Inoltre, il materiale di nidificazione e la lana di carta sono stati sparsi sopra la lettiera. Tre casette di plastica con due aperture ciascuna (37 cm × 60 cm; altezza 30 cm) e un tunnel di plastica (lunghezza: 58 cm; diametro: 16 cm) fungevano da rifugi. Inoltre, sono stati forniti articoli di arricchimento come blocchi di legno per rosicchiare, palline di fieno e salice e palline di snack piene di pellet di cibo, che cadono quando si sposta la palla. I conigli avevano libero accesso all'acqua del rubinetto, al cibo pellettato e al fieno e alla paglia sterilizzati in autoclave. Ulteriori informazioni sugli alimenti e sugli articoli di arricchimento sono elencate nella tabella dei materiali. La stanza degli animali veniva pulita il giovedì.
I conigli sono stati mantenuti in condizioni standard (temperatura ambiente e umidità relativa indicate come media ± deviazione standard: 20,3 ± 0,4 °C e 50 ± 5 %) con un ciclo luce/buio di 12:12 h (luce artificiale con ulteriore incidenza di luce diurna). Una radio è stata accesa 30 minuti prima dell'inizio della fase di luce per circa 8 ore per abituare i conigli ai rumori ambientali.

<table><tbody><tr><td>Bed-r' Nest</td><td>The Andersons, Inc., Maumee, USA</td><td></td><td>Il successo dell'implementazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Finger Clicker</td><td>ASCO</td><td></td><td>https://ascoshop.de/products/fingerclicker</td></tr><tr><td>G*Power</td><td></td><td>versione 3.1.9.7</td><td></td></tr><tr><td>Heu-Proppen</td><td>Ssniff Spezialdi&auml; ten GmbH, Soest, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>IBM Corp. Rilasciato nel 2020. Statistiche IBM SPSS per Windows,&nbsp; Armonk, NY: IBM Corp</td><td>IBM Corp</td><td>versione 27.0.</td><td>nel manoscritto indicato come "software per l'analisi statistica avanzata"</td></tr><tr><td>Kaninchen Haltung + 25 mg/kg di salinomicina-natrio-Sondermischung</td><td>Ssniff Spezialdi&auml; ten GmbH, Soest, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Blocco Lignocel</td><td>Lignocel J. Rettenmaier & S&ouml; hne GmbH + Co KG, Rosenberg, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Lillebro gesch&auml; lte Sonnenblumenkerne", Martina GmbH, M&uuml; nchen, Germania) e Rainbow Foraging Bits (Bio-Serv, Flemington, USA)&nbsp;</td><td>Martina GmbH, M&uuml; nchen, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Microsoft Excel per Microsoft 365 MSO</td><td>Microsoft Corporation</td><td>versione 2305</td><td>nel manoscritto indicato come "foglio di calcolo"</td></tr><tr><td>Conigli bianchi della Nuova Zelanda&nbsp;</td><td>Charles River Laboratories France</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plattformwaage DE 35K5DL</td><td>KERN & SOHN GmbH, Balingen-Frommern, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Lettiera scientifica premium (fine & flake)</td><td>SAFE, Augy, France</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Punte per foraggiamento arcobaleno</td><td>Bio-Serv, Flemington, USA</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Snackball f&uuml; r Kaninchen &ndash; 7 cm</td><td>TRIXIE Heimtierbedarf GmbH & Co. KG, Tarp, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Bastone di bersaglio con clicker integrato</td><td>TRIXIE Heimtierbedarf GmbH & Co. KG, Tarp, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'implementazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Trixi Transportbox Capri Open Top</td><td>TRIXIE Heimtierbedarf GmbH & Co. KG, Tarp, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr><tr><td>Weiden-Heuball</td><td>JR FARM GmbH, Holzheim-Pessenburgheim, Germania</td><td></td><td>Il successo dell'attuazione del protocollo non dipende da questo particolare prodotto. Potresti utilizzare prodotti comparabili di altre aziende.</td></tr></tbody></table>

addestrare i conigli da laboratorio a perfezionare le procedure di allevamento di routine

Training Laboratory Rabbits to Refine Routine Husbandry Procedures

Sono necessarie tecniche di manipolazione e addestramento non avverssive per gli animali da laboratorio per facilitare le procedure di allevamento sperimentali e di routine, migliorando sia il benessere degli animali che la qualità scientifica. L'addestramento con il clicker è stato utilizzato per sviluppare protocolli di addestramento per i conigli per perfezionare le procedure di routine stressanti solitamente associate al sollevamento (cioè essere sollevati dal pavimento) / trattenerli (cioè essere tenuti tra le braccia di un essere umano). Tredici femmine di coniglio bianco della Nuova Zelanda sono state addestrate in tre settimane. Tutti i conigli hanno imparato i comportamenti obiettivo predefiniti: hanno seguito il bastone bersaglio, sono saltati sulla bilancia, sono entrati in una scatola di trasporto e si sono impennati appoggiando le zampe anteriori sulla mano dell'addestratore. Inoltre, dieci animali sono saltati dal pavimento sulle ginocchia dell'addestratore seduto e hanno permesso all'addestratore di sollevare le zampe dalla superficie mentre era seduto sulle ginocchia dell'addestratore. Per alcuni individui, i protocolli hanno dovuto essere adattati con ulteriori passaggi intermedi. Alla fine dell'addestramento, i conigli hanno mostrato in modo affidabile i comportamenti attesi all'obiettivo, anche dopo brevi e lunghe pause di addestramento. Con poche eccezioni, una persona familiare diversa dall'addestratore poteva suscitare i comportamenti obiettivo dai conigli (generalizzazione), anche se erano necessarie ulteriori sessioni per la generalizzazione. Nel test di approccio volontario, i conigli hanno preferito interagire con l'addestratore nel 1° tentativo , ma hanno trascorso tanto tempo con una persona sconosciuta quanto con l'addestratore nel 2° tentativo. Le osservazioni comportamentali hanno suggerito che raccogliere i conigli con la scatola di trasporto, come descritto nel protocollo, invece di trattenerli con la collottola e sollevarli sul braccio, era meno avverso. Tutto sommato, i protocolli di addestramento erano fattibili e possono servire come strategia di perfezionamento nelle strutture per animali da laboratorio. Nell'interesse del benessere degli animali, i protocolli di addestramento dovrebbero essere applicati ove possibile.

Sono stati sviluppati protocolli di addestramento che coinvolgono il rinforzo positivo per le procedure di allevamento di routine nei conigli e si sono dimostrati efficaci, poiché i conigli hanno mostrato in modo affidabile i comportamenti addestrati all'esame generale settimanale. Raccogliere i conigli con la scatola di trasporto era meno avversivo della tecnica di manipolazione convenzionale.

Addestrare i conigli da laboratorio a perfezionare le procedure di allevamento di routine

Non-aversive handling and training techniques for laboratory animals are required to facilitate experimental and routine husbandry procedures, improving ...

Intendiamo migliorare il benessere degli animali fino a quando verranno condotti esperimenti sugli animali. È nostra responsabilità morale e dovere garantire che gli animali da laboratorio soffrano il meno possibile. Ciò include anche la cura e la gestione degli animali nel modo più delicato possibile.Ad esempio, utilizzando l'allenamento di rinforzo positivo. La nostra ricerca suggerisce che le tecniche di manipolazione delicata e l'addestramento di rinforzo positivo riducono lo stress negli animali da laboratorio. I ricercatori si trovano attualmente di fronte ai requisiti per addestrare i loro animali da laboratorio.Tuttavia, questo è estremamente impegnativo per qualcuno senza precedenti esperienze nell'addestramento degli animali. Pertanto, il nostro protocollo fornisce istruzioni dettagliate che dovrebbero consentire a tutti di ottenere le prime esperienze positive nell'addestramento di un coniglio. Prima di tutto, è amico degli animali.Abbiamo confrontato il comportamento dei conigli dopo che sono stati raccolti in una scatola di trasporto o con le tecniche di manipolazione convenzionali. La scatola di trasporto era meno avversa e quindi poteva servire come misura di perfezionamento efficace.

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