2017年3月6日
実験用マウスのための新しい改良戦略の開発は、3Rの原則を満たすための挑戦的な課題です。このプロトコルでは、実験用マウスの認知強化プログラムとしてクリッカートレーニングを導入しています。
本研究の全体的な目的は、特定のハンドリングプログラムとして、マウスの正の強化トレーニングを確立することです。この手法は、飼育や実験実施におけるストレスレベルをどのように低減させるかなど、実験用マウスのリファインメント戦略という新興分野における重要な疑問に答えることができます。この技術の主な利点は、さまざまな目的に合わせて修正可能であること、および実験用マウスのウェルビーイング(動物福祉)の向上に寄与できることです。
この手法は、マウスに直接触れることなくケージ間を移動させるための、人間工学的な代替案を検討した際に考案されました。マウスの扱いにおけるタイミングと全体的な操作が極めて重要であるため、この手技の習得には視覚的なデモンストレーションが不可欠です。実験を開始する前に、ホームケージを静かな環境に移動させてください。
次に、ホームケージをトレーニングエリアとして使用するため、中の物をすべて取り除きます。その後、トレーニング対象のマウス1匹だけを残し、同居個体をホームケージから移します。トレーニングを開始するには、タイマーを5分に設定してスタートボタンを押します。
マウスのホームケージ内の壁際にトンネルを設置します。次に、マウスがトンネルを探索するまで待ちます。マウスがトンネルに入った直後に、クリックしてトンネルの末端に報酬を提示します。
マウスがトンネル内で報酬を摂食している間に、15秒間、断続的にクリックします。マウスがトンネルから出たらすぐに、セッションを繰り返します。2日目から5日目までは、タイマーを5分に設定してください。
スタートボタンを押し、マウスのホームケージにマウス用トンネルを設置します。マウスがトンネルに入った直後、クリックしてトンネルの端で報酬を提示します。これを30秒間繰り返し、その後15秒間休止して、ケージからトンネルを取り出します。
その後、再びトンネルを設置し、マウスがトンネルに再進入した直後にクリックします。トンネルの終端で報酬を与え、最大1秒間マウスにそれをかじらせます。その後、報酬を取り除きます。
最後に、マウスが自力でトンネルに再進入し始めたらすぐに、トンネルの出口の前に報酬を提示します。2週目は、まずタイマーを5分に設定します。スタートボタンを押し、ケージ内のターゲットスティックの末端にグローブを配置してください。
マウスが鼻でグローブに触れた瞬間に、クリックしてグローブの隣に報酬を提示します。マウスが実行した動作と報酬を関連付けた後、トレーニングセッション中にグローブの位置を変更します。マウスが新しい位置にあるグローブに鼻で触れた後に報酬を与えてください。
次に、グローブをケージ内に設置し、マウスがグローブに触れる直前に、ゆっくりと慎重にグローブの位置を1 cm移動させます。マウスがその距離を移動してグローブに触れた場合に、クリックして報酬を与えます。マウスが移動すべき距離を徐々に延ばし、マウスが確実に追従するようになるまでこの手順を繰り返します。
3週目は、片手をトレーニングケージに入れ、もう一方の手でクリッカーとターゲットスティック、および報酬を持った状態で開始します。タイマーを5分に設定してください。スタートボタンを押し、ターゲットスティックの先端にある球体を手の横に配置します。
マウスが球体に興味を示したらすぐに、クリックして球体の横に報酬を提示します。最後に、球体を手のひらの上に置きます。そして、マウスが手のひらの上に乗っている間に、クリックして報酬を与えます。
クリッカートレーニング後、訓練されたマウスの大部分(すべての雌マウスおよび雄マウスの83%)がターゲットスティックに従いました。雌マウスは全般的にトレーニングに対する意欲が高く、トレーニングセッションを通じて、それぞれの行動をより高い頻度で示しました。訓練されたマウスは、訓練されていないマウスに比べて、不安に関連する行動の頻度が有意に低いことを示しました。
さらに、モーリス水迷路における抑うつに関連した浮遊行動は、訓練群において有意に減少しました。この手法を習得すれば、適切に実施することで、マウス1匹あたり1日3〜5分で完了させることができます。この手順を行う際は、マウスを穏やかに、落ち着いて、自信を持って扱うことが重要です。
この手順に続き、マウスに橋を渡って自力で別のケージへ移動することを教えるなどの他の手法を行うことで、動物施設における健康および衛生状態を改善させることができます。クリッカートレーニングは、認知的なエンリッチメントの一形態と考えられ、開発後はリファインメントに寄与します。このビデオを視聴することで、実験動物施設におけるマウスへの正の強化トレーニングの実施方法について十分な理解が得られるはずです。
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本研究では、実験マウスの認知的な豊かさを提供するプログラムとしてクリッカートレーニングを紹介します。このプログラムは、マウスのウェルビーイングを向上させ、ハンドリングや実験中のストレスを軽減することを目的としています。
クリッカー訓練などのリファインメント戦略は、実験用マウスのストレス軽減と福祉向上という極めて重要なニーズに対応するものであり、前臨床研究における行動データおよび生理学的データの信頼性に直接的な影響を与えます。認知的なエンリッチメントプロトコルを導入することで、バイオファーマの研究開発チームは動物のウェルビーイングを高め、交絡変数を最小限に抑え、創薬およびトランスレーショナル研究における結果の再現性を向上させることができます。このアプローチは、進化し続ける規制および倫理基準に合致しており、堅牢なターゲットバリデーションおよびメカニズム研究の基盤を強化します。
クリッカー訓練は、初期の探索から前臨床研究まで統合して導入することができ、仮説検証、アッセイ開発、およびトランスレーショナル研究を支援します。