방법 논문

실험실 쥐에 대한인지 심화로 리모콘 교육 소개

DOI:

10.3791/55415

⸱

2017년 3월 6일

 ,  ,  ,  , 
1Translational Animal Research Center, University Medical Centre, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, 2Department of Veterinary Medicine, Institute of Animal Welfare, Animal Behavior and Laboratory Animal Science, Freie Universität Berlin

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

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실험용 마우스를 위한 새로운 정제 전략의 개발은 3R 원칙을 이행하는 데 기여하는 도전적인 작업입니다. 이 프로토콜은 실험실 쥐를 위한 인지 강화 프로그램으로 클리커 훈련을 소개합니다.

초록

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실험실 동물 과학에서 새로운 개선 전략을 수립하는 것은 지침 2010/63/EU의 요구 사항을 충족하는 데 있어 핵심 목표입니다. 이전 연구에서는 부드러운 취급 프로토콜이 실험실 쥐의 웰빙에 미치는 지대한 영향을 확인했습니다. 생쥐 사육에 클리커 훈련을 도입함으로써 생쥐의 우호적인 치료를 촉진할 뿐만 아니라 생쥐가 인지적 풍부함을 경험할 수 있도록 합니다. 클리커 훈련은 조건화된 2차 강화제인 클리커의 "딸깍" 소리를 사용하는 긍정적 강화 훈련의 한 형태로, 강화된 행동과 다가오는 보상 사이의 시간 다리 역할을 합니다. 각 성별의 12마리의 BALB/c 근친 마우스 코호트를 대상으로 클리커 훈련 프로토콜을 효과적으로 구현하는 것은 복잡하지 않은 것으로 판명되었습니다. 생쥐는 클리커 훈련 프로토콜의 과제에 도전했을 때 다소 빨리 배웠고, 거의 모든 훈련된 생쥐는 주어진 도전을 극복했습니다(암컷 생쥐의 경우 100%, 수컷 생쥐의 경우 83%). 이 연구는 생쥐에 대한 클리커 훈련이 불안 관련 행동(예: 배변, 발성, 배뇨) 감소 및 우울증과 유사한 행동(예: 떠다니는 것)의 감소로 나타난 바와 같이 인간-생쥐 상호 작용 중 생쥐의 두려움 감소와 밀접한 상관관계가 있음을 확인했습니다. 실험용 쥐를 기르는 일상 생활에 쉽게 통합될 수 있는 신뢰할 수 있는 프로토콜을 개발함으로써, 쥐의 평생 복지 경험을 실질적으로 향상시킬 수 있습니다.

서론

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

실험실 쥐에 대한 새로운 정제 전략의 개발은 실험실 동물 과학 (1) 상기 3RS의 이행 (교체, 감소 및 정제)에 기여하는 어려운 작업입니다. 정제 분야의 개선은 추가적인 실험을 위해 사용되는 동물의 수백만의 복지에 기여할 수있다. 따라서, 집중 연구 분야에서 필요하다. 이것은 또한 유럽 연합 (EU)의 지침 63분의 2,010의 정의 된 목표이다. 지침 63분의 2,010 / EU는 실험 동물의 수명 경험을 강화해야한다는 지적과 (제 3.7) 2 "시설이 습관화 및 교육 동물에 적합한 프로그램, 절차 및 프로젝트의 길이를 설정해야한다"고.

그들이 보관하고 실험을 위해 사육되는 동안 실험 동물은 많은 스트레스 상황을 경험할 수 있습니다. 노동 사이 보통 상호atory 마우스와 책임있는 사람들은 오히려 제한됩니다. 따라서, 신뢰 관계가 발전 할 수 없습니다. 이 동물들 3, 4, 5, 6의 동작 생리학, 따라서 복지에 해로운 취급 반응에서 증가 된 불안과 스트레스를 유발할 수있다. 또한, 정기적으로 스트레스 호르몬이나 행동 7, 8 등 다양한 매개 변수를 측정하여 검사 할 수 스트레스 반응을 일으킬 수 일반적인 처리, 억제, 혈액 또는 조직 샘플링 같은 실험 절차를 수행. 이 처리 프로그램을 효율적 실험실 설치류 9, 10, 11 연구자 향해 불안을 감소시킬 수 있음을 보여왔다. 따라서 동물 '을 향상시킬 수 처리 프로그램조건은 동물 복지 5에 크게 기여할 수있다.

이 연구의 목적은 특정 처리 프로그램으로 마우스에 대한 긍정적 인 강화 훈련을 소개하는 것입니다. 긍정적 인 강화 훈련은 연구자에게 동물의 행동을 형성 할 수있는 수단을 제공 조건화의 한 형태이다. 동물이 원하는 동작을 수행 할 때, 그것은 (여기서, 음식 보상) 양 자극 따른다. 목적은 동물이 각각의 행동에 대한 보상을 연결하는 것입니다. 리모콘 훈련은, ㄱ 리모콘의 소리를 "클릭"컨디셔닝 차 보강재를 사용하여 긍정적 인 강화 훈련의 한 형태이며, 특정 행동 (12)을 강화하기 위해 입증되었습니다.

보다 구체적으로, 클릭 음이 동작하고 곧 보상 (13) 사이에 "시간 브릿지"로 기능한다. 동물이 원하는 수행 정확하게 할 때 트레이너 클릭문제는, 어떤 시간없이 14을 지연 한 다음 음식 보상을 제공합니다. 이 높은 주파수로 수행 될 보상 동작을 강화한다. 리모콘 훈련은 널리 반려 동물과 함께 사용되며 성공적 인간이 아닌 영장류 13, 15, 16로 구현 된 실험 동물 과학에 그것의 방법을했다. 조건화 패러다임에 도전 할 때 마우스를 신속 오히려 배우로서, 두 번째 보강제의 도입은인지 능력 5, 17, 18, 19를 너무 긴장하지 않아야합니다.

마우스의 유지에 리모콘 교육을 도입함으로써, 우리는인지 농축을 경험 쥐를 할 수 있습니다. 인지 농축의 디자인은 SOLV 자신의인지 능력을 사용하도록 마우스를 사용하도록 설정해야합니다전자의 문제는 환경 (20), (21)을 통해 제어 할 수 있습니다. 다른 종과 여러 연구 포로 동물 22, 23, 24의 복지에인지 농축의 긍정적 인 영향을 증명한다. 성공적으로 환경 문제에 대처하기위한 동물의 능력을 강화하여 그 25 26 복지에 기여한다.

동물이 평생 동안 스트레스의 낮은 수준을 발생하는 경우 또한, 그들은 생물 의학 연구에서 발생하는 스트레스에 직면 해로운 대처 전략을 개발하는 적은 경향이있다. 따라서,인지 농축 일관된 구현은 피험자의 표현형의 균일화에 기여할 수있다. 이 필요한 환자의 수를 줄일 수 있기 때문에 이것은 감소의 3R 원리에 기여통계 요구 사항 (27)을 충족합니다.

쉽게 실험실 쥐를 유지의 일상 생활에 통합 할 수있는 신뢰할 수있는 프로토콜을 개발함으로써, 우리는 실질적으로 복지의 수명 경험을 향상시킬 수 있습니다.

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프로토콜

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윤리 정책 : 마우스와 실험 절차의 처리는 국가 유럽, 및 동물 보호를위한 제도적 지침에 따라 실시 하였다.

참고 :이 프로토콜은 주말 (토요일과 일요일)에 휴식과, 개입 5 일 (월요일 ~ 금요일)을 포함한다. 프로토콜은 쉽게 특정 요구를 만족하도록 구성 될 수있다.

1. 두 번째 보강제로서 적절한 보상을 결정

참고 : 진공 포장 된 식품 또는 식품 안전 기준을 충족 동물 사료로 사용 식품 보상. 예를 들어, 견과류, 초콜릿, 젤리 곰, 또는 말린 과일의 종류가 적합하다.

  1. 다른 음식 보상 홈 케이지로 (그림 1) (0.5 cm 3 개)와 작은 페트리 접시를 삽입합니다.
  2. 10 분 후, 먹다 남은 음식을 확인합니다.
  3. 모든 보상은 10 분 후에 먹을 경우 선호도를 추정 할 수있을 때까지의 시간 간격을 단축.
  4. 날 (4, 5) (예 Thursday를 금요일), 보상에 새장의 모든 마우스의 허식을 설정하는 홈 케이지에 대한 선호 ( "승자") 보상의 소량을 추가합니다.
  5. 마우스가 마우스 터널에 길들여 있지 않은 경우 (최소 2 일 주말에 예를 들면 교육, 시작하기 전에) 케이지에 터널을 추가합니다.
  6. 반복 1.2 단계 - 1.4 3 일 연속 (수요일 예를 들어, 월).

2. 리모콘 교육

  1. 각 교육 세션에 대한 준비
    참고 : 마우스는이 프로토콜에서 해제해야 할 때마다, 조용하고 부드러운 방법으로 올립니다. 들어 올려 마우스에서 손을 넣습니다. 처음 몇 시간 동안, 마우스는 교반 할 수 있지만, 습관화 처리가 며칠 후에 완료된다. 이 단계는 어려움을 작성하는 경우, 28 "오픈 손에 넣는"에 대한 프로토콜을 참조하는 것이 유용하다.
    1. 침구 소재와 케이지를 준비합니다.
    2. 트라nsfer 마우스 케이지는 조용한 장소로 훈련된다.
    3. 보상을 준비하고 타이머 및 준비 리모콘 / 대상 스틱 조합이있다.
      주 : 생쥐 처리에 순응 이미 실험자와 신뢰 관계를 가질 경우, 마우스를 수동으로 공급 될 수있다. 그렇지 않은 경우, 마우스는 실험에서의 거리를 유지할 수있는 방법으로 스틱 또는 집게로 보상을 첨부.
    4. 이제 교육 영역의 역할을 가정 케이지에서 모든 개체를 제거합니다 (등 예를 들어, 마우스 주택, 둥지 - 건축 자재를.).
    5. 준비된 케이지 케이지 일행을 전송합니다.
  2. 모든 교육 세션에 적용되는 일반 규칙
    참고 : 다음과 같은 일반적인 규칙은 모든 세션에 적용하고 프로토콜을 통해 다시 언급되지 않습니다.
    1. 5 분마다 마우스를 양성. 30의 훈련과 15의 휴식 기간 사이의 대체.
    2. 마우스가 두 번째보다 더 이상 보상에 갉아 먹다 할 수 없습니다. 그런 다음, 케이지에서 (보상과) 스틱을.
    3. 보람의 다음과 같은 패턴을 실행합니다 :
      1 - 행동의 10 공연 : 모든 시간을 보상.
      (11) - 행동 (21) 성능 : 매 초마다 시간을 보상.
      에 행동의 22 성능에서 : 매 세 번째 시간을 보상.
    4. 교육의 4 분 후, 원하는 동작의 다음 공연은 대성공 보상에 의해 강화된다. 마우스가 세 번 이상 이전보다 음식 보상에 갉아 먹다 할 수 있습니다.
  3. 교육 세션 1 일 : "음식 보상과 보조 보강재를 연결"
    1. 5 분, 프레스 시작 타이머를 설정하고 홈 케이지에 마우스 터널을 추가 할 수 있습니다.
      참고 : 마우스의 타고난 thigmotaxis을 활용 옆 벽 (그림 2)에 터널을 배치합니다. 처음 몇 개의 세션이 터널에 진입 마우스의 가능성을 향상시킬 것이다.
    2. 마우스가 터널을 검사 할 때까지 기다립니다. 즉시 MOUS로전자는 클릭하고 터널의 끝에서 보상을 제시 터널로 들어갑니다.
    3. 터널에 앉아있는 동안 보상에 마우스 피드를 보자.
    4. 마우스가 터널에 앉아있는 동안 15 초 동안 계속 클릭합니다.
    5. 즉시 마우스가 터널을 떠날 때, 3.2 단계로 돌아갑니다.
  4. 교육 세션 일 2-5 : "터널을 통해 실행"
    1. 5 분, 프레스 시작 타이머를 설정하고 홈 케이지에 마우스 터널을 추가 할 수 있습니다.
    2. 즉시 마우스 터널 진입로 클릭하고 터널의 끝에서 보상을 제시한다.
    3. 한 마우스 터널처럼, 클릭 바로 동일한 방식으로 상을 제시한다.
    4. 다음 30 초 동안이 과정을 반복하고, 15 초는 새장 밖으로 터널을 적용하려면 다음 일시 중지합니다.
    5. 다시 터널을 추가하고 마우스가 터널 재진입 할 ​​때 즉시 클릭합니다.
    6. 터널의 끝에서 보상을 제시한다.
    7. 마우스가 1 초 동안 갉아 먹다 할 수 있습니다.
    8. 보상을 빼앗아.
    9. 즉시 마우스가 시작 다시 입력으로 자체 터널, 터널 (그림 3)의 끝 부분의 앞의 상을 제시한다.
  5. 교육 세션 주 2 : "대상 스틱에 따라"
    1. 5 분, 프레스 시작 타이머를 설정하고 케이지의 대상 스틱의 끝에서 세계를 놓습니다.
    2. 즉시 마우스가 세계에 관심을 같이 클릭하고 세계 옆에 보상을 제시 (그림 4, 5).
    3. 그것의 코를 가진 세계를 접촉 후에 마우스를 보상.
    4. 마우스가 보상에 수행 된 조치를 연결하면, 교육 세션 (그림 6) 동안 전 세계의 위치를 변경합니다.
    5. 이 마지막 과제를 해결하기 위해 마우스 기다립니다.
    6. 케이지에서 세계를 놓습니다.
    7. 마우스가 세계를 감동 직전, 차분히 1cm에 의해 세계의 위치를 ​​변경합니다.
    8. 클릭하고 마우스가 거리를 건너 세계에 닿을 경우 보상.
    9. 마우스가 확실하게 다음 때까지이 절차를 반복합니다.
    10. 천천히 마우스가 교차하는 거리를 확장 할 수 있습니다.
  6. 교육 세션 주 3 : "실험자의 손에 대상 스틱에 따라"
    1. 리모콘 / 대상 스틱 조합 및 다른 손으로 보상을 누른 상태에서 훈련 케이지에 한 손을 놓습니다.
    2. 5 분, 프레스 시작 타이머를 설정하고 손 옆 대상 스틱의 끝에서 세계를 놓습니다.
    3. 즉시 마우스가 세계에 관심을 같이 클릭하고 세계 옆에 보상을 제시한다.
    4. 즉시 마우스가이 도전을 충족로 가까이 손에 세계 여러 단계를 이동합니다.
    5. 손의 손바닥에 세계를 놓습니다. 클릭하고 마우스가 손의 손바닥 (그림 7)에 앉아있는 동안 보상.

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결과

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가장 중요한 단계의 첫번째와 하나가 적절한 음식 보상의 결정이었다. 따라서, 마우스는 페트리 접시 (도 1)에 너트 당 용액, 잼, 초콜릿의 다른 종류의 여러 가지 제안 하였다. 우리의 경험에서, 마우스는 화이트 초콜릿에 대한 분명한 선호도를 보였다. 따라서, 우리는 더 교육 프로세스에 화이트 초콜릿을 사용했다.

실제 훈련은 각 성별의 12 BALB / C 근친 마우스의 코호트로 구현되었다. 모든 마우스는 교육에 높은 관심이 있었다. 트레이닝의 성공 평가를 위해, 우리가 원하는 동작의 적절한 성능을 위해 선택 (도 4)의 "목표 스틱 다음". 훈련 된 쥐 - 모든 여성 쥐와 수컷 쥐 - 다음 대상 스틱의 83 %의 대다수 (그림 8). 여성 마우스는 높은 표시어 일반적으...

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토론

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각각의 섹스 (12) BALB / C 근친 마우스의 코호트와 리모콘 훈련 프로토콜의 효과적인 구현은 복잡하지 않은 것으로 판명. 이전 연구는 여러 종과 식자 교육의 효과를 확인했다, 우리는 마우스에이 확장. 쥐 실험 동물 중 가장 낮은 개발 포유류로, 자신의 능력은 종종 과소 평가된다. 따라서, 상기 데이터의 가장 놀라운 양태는 훈련 성공 거의 모든 마우스에 의해 달성 될 수있다.

이 프로토콜 내에서 하나의 중요한 단계는 표시된 동작 및 보강재 사이의 연결을 구축하기에 매우 중요하다 제 보강제의 타이밍이다. 마우스는 매우 교반 한, 그들이 주변 빠르게 뛰어하면서 정확한 성능을 표시하기 위해 약간 어렵다. 더 많은 경험 트레이너, 빠른 훈련 성공을 달성 할 수있다. 우리는 심지어 미경 기차, 마우스가 아주 빨리 배운 것을 관찰ERS. 심지어 작은 실수가 리모콘 트레이닝 프로토콜의 과정에서 보상 될 수있다. 오류의 일반적인 소스는 잘못된 행동과 클릭 한 후 음식 보상에 대한 관심...

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공개 사항

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저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

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이 연구는 요하네스 구텐베르크 대학교 마인츠 대학 의료 센터의 중개 동물 연구 센터의 지원을 받았습니다. 저자는 기술적 지원을 해준 Thomas Wacker에게 가장 감사하고 있습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
오픈 하우징용 뚜껑TecniplastGM500LID117
SealSAfe Plus 오픈 하우징용 상단TecniplastGM500400SU
Type II 긴, 필터 탑 케이지TecniplastGM500PFSPC
Aspen 침구 재료 랩 & Vet Service GmbHH0234-300환경 농축
레드 폴리카보네이트 마우스 하우스TecniplastACRE011환경 농축
티슈 페이퍼Tork, SCA Hygiene Products GmbH290179환경 농축
식품 - ssniff M-H ExtrudatssniffV1126-000ad libitum
Target Stick with ClickerTrixie2282
PVC 튜브(터널) Thyssen KruppRTPVCU04003005
White Chocolate/ white chocolate creamCompany는 상관없습니다, 선호하는 유기농 품질의
펜치FineScienceTools예: 11150-10또는 초콜릿을 고정하는 다른 도구
Prism 버전 6.0 Windows GraphPad 소프트웨어

참고문헌

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
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