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Behavior

Einführung in Clicker Ausbildung als Cognitive Anreicherung für Labormäuse

Published: March 6, 2017 doi: 10.3791/55415
* These authors contributed equally

Introduction

Die Entwicklung neuer Verfeinerungsstrategien für Labormäuse ist eine anspruchsvolle Aufgabe, die für die Erfüllung des 3R - Prinzips trägt (Replacement, Reduction und Refinement) von 1 Versuchstierkunde. Verbesserungen im Bereich der Verfeinerung kann weiter auf das Wohlbefinden von Millionen von Tieren beitragen, die zu Versuchszwecken verwendet werden. Daher ist eine intensive Forschung auf dem Gebiet benötigt. Dies ist auch eine definierte Ziel der Richtlinie 2010/63 der Europäischen Union. Richtlinie 2010/63 / EU weist darauf hin , dass die Lebenserfahrung von Labortieren verbessert werden muss und dass (Artikel 3.7) 2 "Betriebe wird Gewöhnung und Ausbildungsprogramme geeignet für die Tiere, die Verfahren und die Dauer des Projekts einrichten".

Labortiere können viele Stress-Situationen erleben, während sie gehalten und für Experimente gezüchtet werden. Üblicherweise wird die Wechselwirkung zwischen dem ArbeitsAtory Mäuse und die Verantwortlichen ist eher begrenzt. Daher kann eine vertrauensvolle Beziehung nicht entwickeln. Dies kann erhöhte Angst und Stress in Reaktion auf Behandlung hervorzurufen, die das Verhalten und die Physiologie schädlich ist, und deshalb das Wohlbefinden der Tiere 3, 4, 5, 6. Darüber hinaus routinemäßig durchgeführt Laborverfahren wie allgemeine Handhabung, Zurückhaltung und Blut oder Gewebeentnahme kann Stressreaktionen hervorrufen, die durch die Messung verschiedener Parameter untersucht werden können, wie zum Beispiel Stresshormone oder Verhalten 7, 8. Es hat sich gezeigt , dass die Handhabung Programme effizient 9 die Angst in Richtung der Ermittler in Labornagern verringern kann, 10, 11. Handhabung Programme können deshalb die Tiere zu verbessern 'Bedingungen und könnte erheblich zum Tierschutz 5 beitragen.

Das Ziel dieser Studie ist es positive Verstärkung Ausbildung für Mäuse als eine spezifische Behandlung Programm einzuführen. Positive Verstärkung Ausbildung ist eine Form der operanten Konditionierung, dass der Prüfer ein Mittel gibt das Verhalten der Tiere zu gestalten. Wenn das Tier ein gewünschtes Verhalten durchführt, wird es durch einen positiven Reiz (hier eine Futterbelohnung) verfolgt. Die Absicht ist, dass das Tier die Belohnung auf das jeweilige Verhalten verbindet. Clicker - Training ist eine Form der positiven Verstärkung Ausbildung eines konditionierten sekundären reinforcer mit der "Klick" -Geräusch eines Klicker und hat sich bewährt 12 ein bestimmtes Verhalten zu stärken.

Genauer gesagt, dient der Klick - Sound als "Zeitbrücke" zwischen dem Verhalten und der bevorstehenden Belohnung 13. Der Trainer klickt gerade dann, wenn das Tier führt die gewünschteVerhalten, ohne Zeitverzögerung 14, und dann stellt die Futterbelohnung. Dies stärkt die belohnt Verhalten, das mit einer höheren Frequenz durchgeführt wird. Clickertraining ist weit verbreitet mit Haustieren eingesetzt und hat seinen Weg in die Versuchstierkunde gemacht, wo es 13 mit nicht - menschlichen Primaten erfolgreich umgesetzt wurde, 15, 16. Da Mäuse ziemlich schnell lernen , wenn sie mit der operanten Konditionierung Paradigmen in Frage gestellt, überfordern die Einführung eines zweiten reinforcer sollte nicht ihre kognitiven Fähigkeiten 5, 17, 18, 19.

Durch die Einführung von Clicker-Training für die Haltung von Mäusen ermöglichen wir Mäuse kognitive Bereicherung zu erleben. Die Gestaltung der kognitiven Bereicherung müssen die Mäuse ermöglichen, ihre kognitiven Fähigkeiten zu nutzen, um solve Probleme und 20 die Kontrolle über ihre Umgebung zu gewinnen, 21. Mehrere Studien mit verschiedenen Arten belegen die positiven Auswirkungen der kognitiven Anreicherung auf das Wohlergehen der Tiere in Gefangenschaft 22, 23, 24. Die Verbesserung der Fähigkeit der Tiere mit ökologischen Herausforderungen erfolgreich zu meistern trägt zu deren Wohlbefinden 25, 26.

Darüber hinaus, wenn die Tiere geringe Mengen an Stress im Laufe ihres Lebens erleben, sind sie weniger anfällig für schädliche Bewältigungsstrategien zu entwickeln, wenn sie mit Stressoren konfrontiert, die in der biomedizinischen Forschung auftreten. Somit kann die konsequente Umsetzung der kognitiven Bereicherung zu einer Homogenisierung der Phänotypen "Themen beitragen. Dies wird zur 3R Prinzip der Reduktion beitragen, da sie die Anzahl der Probanden reduzieren kann erforderlichstatistischen Anforderungen gerecht zu werden 27.

Durch ein zuverlässiges Protokoll zu entwickeln, die leicht in den Alltag Labormäuse halten integriert werden können, können wir im Wesentlichen ihre Lebenserfahrung der Verbesserung des Wohlergehens.

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Protocol

Ethik-Statement: Die Handhabung der Mäuse und die experimentellen Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den europäischen, nationalen und institutionellen Richtlinien für die Tierpflege durchgeführt.

HINWEIS: Das Protokoll enthält fünf Tagen Interventionen (Montag bis Freitag), mit Pausen an den Wochenenden (Samstag und Sonntag). Das Protokoll kann leicht zu erfüllen spezifischen Bedürfnisse angepasst werden.

1. Festlegung einer Belohnung geeignet als Zweit Reinforcer

HINWEIS: Verwenden Sie Lebensmittel Belohnungen, wie vakuumverpackt Lebens- oder Futtermitteln, die Lebensmittelsicherheitsstandards erfüllt. Zum Beispiel können verschiedene Arten von Nüssen, Schokolade, Gummibärchen oder getrocknete Früchte sind geeignet.

  1. Legen Sie eine kleine Petrischale mit verschiedenen Lebensmitteln Belohnungen (Stücke von 0,5 cm 3) in den Heimkäfig (Abbildung 1).
  2. Nach 10 min prüfen Reste.
  3. Wenn alle Belohnungen nach 10 Minuten gegessen werden, verkürzen die Zeitspanne, bis eine Präferenz geschätzt werden kann.
  4. An den Tagen 4 und 5 (zB Thursday und Freitag), fügen Sie kleine Mengen des bevorzugten ( "Gewinner") Belohnung für die Heimat-Käfig eine Affektiertheit aller Mäuse im Käfig auf die Belohnung zu etablieren.
  5. Wenn die Mäuse auf Maus - Tunnel nicht gewöhnte werden, fügen Sie einen Tunnel zu dem Käfig (mindestens 2 Tage vor dem Beginn der Ausbildung, zum Beispiel über das Wochenende).
  6. Wiederholen Sie die Schritte 1,2 bis 1,4 auf 3 aufeinanderfolgenden Tagen (zB Montag bis Mittwoch).

2. Clicker Trainings

  1. Die Vorbereitungen für jede Trainingseinheit
    HINWEIS: Jedes Mal, wenn eine Maus in diesem Protokoll werden muss angehoben, heben Sie ihn in einer ruhigen und sanften Art und Weise. Legen Sie eine Hand unter die Maus, um es zu heben. Während der ersten paar Mal, könnte die Mäuse gerührt werden, aber die Gewöhnung Prozess wird nach einigen Tagen beendet sein. Wenn dieser Schritt Schwierigkeiten bereitet , ist es nützlich , für "Schröpfen auf der offenen Seite" 28 zu dem Protokoll zu bezeichnen.
    1. Bereiten Sie einen Käfig mit Einbettungsmaterial.
    2. Transfer der Käfig der Maus an einen ruhigen Ort ausgebildet.
    3. Bereiten Sie die Belohnung und haben einen Timer und den Clicker / Ziel-Stick Kombination bereit.
      HINWEIS: Wenn die Mäuse auf die Handhabung gewöhnt sind und haben bereits ein Vertrauensverhältnis mit dem Experimentator, können die Mäuse mit der Hand gefüttert werden. Andernfalls fügen Sie die Belohnung an einem Stock oder einer Zange in der Weise, dass die Mäuse einen Abstand von dem Experimentator zu halten.
    4. Entfernen Sie alle Objekte aus dem Hause Käfig, die nun als Trainingsbereich dient (zB Maus Häuser, Nestbaumaterial usw.).
    5. Übertragen Sie die Käfig Begleiter zu einem vorbereiteten Käfig.
  2. Allgemeine Regeln, die für alle Trainingseinheiten gelten
    HINWEIS: Die folgenden allgemeinen Regeln gelten für alle Sitzungen und werden nicht im gesamten Protokoll wieder erwähnt werden.
    1. Trainieren Sie jede Maus für 5 min. Wechseln Sie zwischen 30-s Ausbildung und 15-s Pausenzeiten.
    2. Lassen Sie die Maus auf die Belohnung nagen nicht mehr als eine Sekunde. Dann nehmen Sie den Stick (mit der Belohnung) aus dem Käfig.
    3. Führen Sie das folgende Muster zu belohnen:
      1 - 10 Aufführungen von Verhalten: jedes Mal belohnen.
      11-21 Leistung des Verhaltens: jedes zweite Mal belohnen.
      Von 22 Performance des Verhaltens auf: jeden dritten Mal belohnen.
    4. Nach 4 min der Ausbildung, wird die nächste Leistung des gewünschten Verhaltens durch einen Jackpot Belohnung verstärkt. Lassen Sie die Maus auf die Futterbelohnung dreimal länger als bisher zu nagen.
  3. Training Tag 1: "Die Verknüpfung der sekundären reinforcer mit dem Futterbelohnung"
    1. Stellen Sie den Timer auf 5 Minuten, Start-Taste drücken, und fügen Sie die Maus-Tunnel zum Heimkäfig.
      HINWEIS: Nutzen Sie die angeborene Thigmotaxis von Mäusen und platzieren Sie den Tunnel an einer Wand (Abbildung 2). Für die ersten paar Sitzungen, dies wird die Wahrscheinlichkeit, dass der Maus-Eingabe der Tunnel zu erhöhen.
    2. Warten Sie, bis die Maus, um den Tunnel kontrolliert. Sobald der mouse betritt den Tunnel, und klicken Sie auf die Belohnung am Ende des Tunnels präsentieren.
    3. Lassen Sie die Maus-Feed auf die Belohnung, während im Tunnel sitzen.
    4. Klicken Sie kontinuierlich für 15 s, während die Maus im Tunnel sitzt.
    5. Sobald die Maus, um den Tunnel verlässt, gehen Sie zurück zu Schritt 3.2.
  4. Training Tage 2 bis 5: "Laufen durch einen Tunnel"
    1. Stellen Sie den Timer auf 5 Minuten, Start-Taste drücken, und fügen Sie die Maus-Tunnel zum Heimkäfig.
    2. Sobald die Maus in den Tunnel einfährt, klicken und die Belohnung am Ende des Tunnels präsentieren.
    3. Solange die Maus im Tunnel ist, klicken und sofort die Belohnung in der gleichen Art und Weise präsentieren.
    4. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die nächsten 30 s, und dann Pause für 15 s in den Tunnel aus dem Käfig zu nehmen.
    5. Fügen Sie den Tunnel wieder und sofort klicken, wenn die Maus den Tunnel wieder eintritt.
    6. Präsentieren Sie die Belohnung am Ende des Tunnels.
    7. Lassen Sie die Maus für bis zu 1 s zu nagen. Nehmen Sie die Belohnung weg.
    8. Sobald die Maus beginnt , indem sich in den Tunnel Wiedereintritt, präsentieren die Belohnung vor dem Ende des Tunnels (3).
  5. Training Woche 2: "Nach einem Ziel-Stick"
    1. Stellen Sie den Timer auf 5 Minuten, Start-Taste drücken, und legen Sie die Kugel am Ende des Ziel-Stick in den Käfig.
    2. Sobald die Maus Interesse in der ganzen Welt zeigt, klicken und die Belohnung neben dem Globus (4 und 5) präsentieren.
    3. Belohnen Sie die Maus erst, nachdem es um den Globus mit seiner Nase berührt.
    4. Wenn die Maus , um die durchgeführte Aktion zur Belohnung verknüpft ist, ändern Sie die Position der Kugel während der Trainingseinheit (Abbildung 6).
    5. Warten Sie auf die Maus, um dieses letzte Herausforderung zu begegnen.
    6. Legen Sie die Kugel in den Käfig.
    7. Kurz bevor die Maus, um den Globus berührt, langsam und vorsichtig die Position der Kugel von 1 cm ändern. Klicken und belohnen, wenn die Maus den Abstand und berührt den Globus überschritten hat.
    8. Wiederholen Sie diesen Vorgang, bis die Maus zuverlässig folgt.
    9. erstrecken sich langsam den Abstand der Maus zu überqueren hat.
  6. Training Woche 3: "Nach dem Ziel-Stick an den Experimentator Hand"
    1. Legen Sie eine Hand in der Trainings Käfig während der Clicker / Ziel-Stick Kombination halten und die Belohnung mit der anderen Hand.
    2. Stellen Sie den Timer auf 5 Minuten, Start-Taste drücken, und legen Sie die Kugel am Ende des Zielstock neben der Hand.
    3. Sobald die Maus Interesse in der ganzen Welt zeigt, klicken und die Belohnung neben dem Globus präsentieren.
    4. Sobald die Maus sich dieser Herausforderung gestellt hat, bewegen Sie die Kugel mehrere Schritte näher an der Hand.
    5. Legen Sie die Kugel auf der Handfläche der Hand. Klicken und belohnen , während die Maus auf der Handfläche der Hand sitzt (Abbildung 7).

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Representative Results

Die erste und auch einer der wichtigsten Schritte, war die Bestimmung eines geeigneten Futterbelohnung. Daher wurden die Mäuse verschiedene Arten von Nüssen angeboten, einer Zuckerlösung, Marmelade, und verschiedene Arten von Schokolade in einer Petrischale (Abbildung 1). Nach unseren Erfahrungen zeigten die Mäuse eine offensichtliche Vorliebe für weiße Schokolade. Daher haben wir weiße Schokolade für alle weiteren Bildungsprozesse.

Die eigentliche Ausbildung wurde mit einer Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts durchgeführt. Alle Mäuse waren in der Ausbildung sehr interessiert. Für die Bewertung der Trainingserfolg, überprüften wir für die ordnungsgemäße Erfüllung des gewünschten Verhaltens: "nach dem Zielstock" (Abbildung 4). Die überwiegende Mehrheit der trainierten Mäuse-alle weiblichen Mäusen und 83% der männlichen Mäuse-gefolgt dem Zielstock (Abbildung 8). Weibliche Mäuse zeigten eine hoheer die Motivation für die Ausbildung im Allgemeinen und ausgeführt, um das jeweilige Verhalten mit einer höheren Frequenz während der Trainingseinheiten. Nach dem Abschluss von 4 Tagen Training, gefolgt weiblichen Mäusen das Ziel-Stick mit einem Mittelwert von 64 mal pro 5 Minuten, während die männlichen Mäuse dieses Verhalten nur 50 mal pro 5 min angezeigt. In 5 Minuten ist die Aufgabe "auf die Handfläche der Hand folgenden" wurde von weiblichen Mäusen im Durchschnitt 55 - mal durchgeführt und 35 - mal von männlichen Mäusen (Abbildung 9).

Um zu prüfen, ob die Ausbildung auf das Wohlbefinden der trainierten Mäusen einen positiven Effekt hatte, werteten wir die Toleranz gegenüber Manipulationen nach Abschluss der Ausbildung. Daher untersuchten wir mit Angst verbundenen Verhaltensweisen , während die Mäuse singlehandedly zurückgehalten wurden (dh das Genick zu erfassen und die Basis des Schwanzes mit einer Hand) für 15 s. Spontane Urinieren, Defäkation und Stimmgebung wurden aufgezeichnet. Eine untrainierte aber schonend behandelt cohort von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts diente als Kontrollgruppe. Ausgebildete Mäuse zeigten eine signifikant geringere Häufigkeit von Angstverhalten als untrainierte Mäuse. (Abbildung 10). Ähnliche Ergebnisse wurden erzielt , wenn die Stimmgebung Handhabung verbunden Aufzeichnung während der Morris Water Maze Test durchgeführt wird (11 und 12). Der gelernte pfiffen Mäuse deutlich weniger als die untrainierten Mäusen (Abbildung 11) und die Gesamtzahl der quietscht pro Maus Quietschen signifikant reduziert wurde. Um dieses Problem zu bewerten, analysierten wir die Schwimmverhalten während der Morris Water Maze-Test. Floating-Verhalten während der Morris Water Maze-Test wird als Zeit bezeichnet, wenn die Mäuse nicht schwimmen, sondern schwimmend lediglich an der Oberfläche. Diese depressionsbedingte drehte floating Verhalten deutlich in den trainierten Gruppe (Abbildung 12) reduziert werden wird.


Abbildung 1. Darstellung der Mögliche Belohnungen. Sechs Positionen für die Präsentation von Belohnungen werden in einer Petrischale markiert.

Figur 3
Abbildung 2. Position der Maus Tunnel. Um die Wahrscheinlichkeit des Maus-Eingabe der Tunnel zu erhöhen, wird der Tunnel neben einer Kabinenwand angeordnet. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3. Vorstellung der Belohnung. Die geeignete Position der Belohnungs außerhalb des Endes des tu zum Präsentierennnel gezeigt. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 4. Training Erfolg. Eine ausgebildete Maus folgt dem Ziel-Stick, während ausgebildet. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 5
Abbildung 5. Rewarding. Eine Maus wird neben dem Ziel-Stick während des Trainings belohnt. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.


Abbildung 6. Alternating Zielknüppelpositionen in der zweiten Trainingswoche. Die Positionen der Trainingsstock sind in dieser schematischen Zeichnung angegeben. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

7
Abbildung 7. Training Erfolgs. Eine Maus hat das Ziel-Stick auf die Hand des Trainers gefolgt. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 8
Abbildung 8. Der Erfolg der Trainingsprotokoll. Eine Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtstamm Mäuse beiderlei Geschlechts wurde trainiert. Bis zum Ende des Trainings Woche 2: "einen Zielstock Nach" alle weiblichen Mäusen und 83% der männlichen Mäuse überwanden erfolgreich die Herausforderung an. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 8
Abbildung 9. Wiederholungen von Jeweilige Verhalten nach einer Woche Training. Eine Kohorte von 12 Balb / c in gezüchteten Mäusen beiderlei Geschlechts wurde trainiert. Am letzten Tag des Trainingseinheit Woche 2: "ein Zielstab Nach" und 3: "Nach dem Ziel-Stick auf die Hand" wurden die Wiederholungen des jeweiligen Verhaltens während einer 5-minütigen Trainingssitzung gezählt. In beiden Wochen, weibliche Mäuse displAyed das verstärkte Verhalten mit einer deutlich höheren Frequenz als männliche Mäuse ( "Target-Stick": 63,92 ± 3,72, p = 0,0300; "An Hand": 54,92 ± 4,01, p = 0,0069). Die Frequenz des verstärkten Verhalten hat variieren nicht wesentlich in weiblichen Mäusen von Woche zu Woche zwei drei. Jedoch zeigten männliche Mäuse eine signifikante Abnahme der Wiederholungen von Woche zwei bis drei Wochen ( "Target-Stick": 50,42 ± 4,48; "An Hand": 35.92 ± 5; p = 0,0408). Ein Mann-Whitney U-Test durchgeführt wurde. Die Ergebnisse der Daten wurden als Mittelwert ± SEM ausgedrückt Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 8
Abbildung 10. Angezeigte Verhalten Ausgelöst durch Scruff Halten. Eine Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen von jeweils s ex wurde nach dem Clickertraining Protokoll geschult. Eine untrainierte aber schonend behandelt Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts diente als Kontrollgruppe. Die Mäuse wurden singlehandedly zurückgehalten (dh das Genick und die Basis des Schwanzes mit einer Hand greifen) für 15 s. Spontane Urinieren, Defäkation und Stimmgebung wurden aufgezeichnet. Es gab einen großen Unterschied zwischen dem angezeigten Verhalten des trainierten und der Kontrollgruppe. Ausgebildete Mäuse zeigten alle Verhaltensweisen, die mit einer deutlich niedrigeren Frequenz als untrainierte Mäuse. ( "Urinieren": p <0,001; "Defecation": p <0,001; "Vocalization": p <0,001). Ein Mann-Whitney U-Test durchgeführt wurde. Die Säulen sind als Prozent der getesteten Mäuse ausgedrückt. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 11. Angezeigte Behaviors Während der Morris Wasser - Labyrinth - Test. Eine Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts wurde nach dem Clicker-Training Protokoll geschult. Eine untrainierte aber schonend behandelt Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts diente als Kontrollgruppe. Ein Morris Wasser-Labyrinth-Test wurde bei allen Mäusen nach der dritten Woche der Ausbildung durchgeführt. Schwimmdock Verhalten und Stimmgebung zu Handhabung verbunden wurden aufgezeichnet. Schwimmdock Verhalten traten signifikant weniger bei trainierten Mäusen (p <0,001). Des Weiteren gab es einen großen Unterschied in der Stimmgebung des trainierten und der Kontrollgruppe. Ausgebildete pfiffen Mäuse deutlich weniger, wenn als Mäuse der untrainierten Kontrollgruppe behandelt (p <0,001). Ein Mann-Whitney U-Test durchgeführt wurde. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.


Abbildung 12. Die Prävalenz von Squeaks pro Maus. Eine Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts wurde nach dem Clicker-Training Protokoll geschult. Eine untrainierte aber schonend behandelt Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts diente als Kontrollgruppe. Ein Morris Wasser-Labyrinth-Test wurde bei allen Mäusen nach der dritten Woche der Ausbildung durchgeführt. Die Vokalisation der Handhabung der Mäuse verknüpft wurde aufgezeichnet. Ungelernte pfiffen Mäuse signifikant häufiger als ausgebildete Mäuse. Ungelernte Mäuse zeigten Stimmgebung 1,167 ± 0,7-fache und untrainierten Mäusen 4,071 ± 0,83 mal. Ein ungepaarten t-Test mit wurde Welch Korrektur durchgeführt. Die Ergebnisse der Daten wurden als Mittelwert ± SEM ausgedrückt Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Abbildung 13. Weitere Anwendungen. Eine Maus wird im Anschluss an eine Zielstock eine Brücke von einem Käfig zum anderen zu überqueren. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Discussion

Die effektive Umsetzung des Clicker-Training-Protokoll mit einer Kohorte von 12 Balb / c-Inzuchtmäusen beiderlei Geschlechts erwies sich als unkompliziert zu sein. Frühere Studien haben die Wirksamkeit von Clickertraining mit mehreren Arten bestätigt, und wir erweitert diese an Mäuse. Da Mäuse mit den niedrigsten entwickelten Säugetieren unter Labortiere sind, werden ihre Fähigkeiten oft unterschätzt. Daher ist die überraschendste Aspekt der Daten, dass die Trainingserfolg mit fast allen Mäusen erreicht werden konnte.

Ein kritischer Schritt in diesem Protokoll ist das Timing des zweiten Ansporner, was sehr wichtig ist, eine Verbindung zwischen dem angezeigten Verhaltens und der Verstärkung zu schaffen. Da Mäuse sehr aufgeregt sind, ist es etwas schwierig, eine genaue Leistung zu markieren, während sie herum scampering. Je erfahrener der Trainer ist, kann die schnellere Trainingserfolg erzielt werden. Wir beobachteten, dass die Mäuse sehr schnell gelernt, auch mit unerfahrenen Zugers. Auch könnten kleine Fehler für im Laufe des Clicker-Training Protokoll kompensiert werden. Häufige Fehlerquellen enthalten nach dem Klicken auf ein falsches Verhalten und einen Mangel an Interesse an der Futterbelohnung zu verstärken.

Ein unkontrollierbarer Faktor ist der individuelle Charakter jeder Maus. Obwohl diese Studie mit Inzuchtmäusen durchgeführt wurde, geboren und unter den gleichen Bedingungen erhöht, entwickeln sie eine Vielzahl von verschiedenen Charakteren. Aufgrund der bisherigen Forschung und unsere eigenen empirischen Daten, wissen wir , dass diese unterschiedliche Geschmäcker, verschiedene Ausdrücke des Appetits 29, 30, und andere Explorationsverhalten enthält. Der erste wichtige Schritt war eine geeignete Futterbelohnung zu finden. Die Mäuse wurden verschiedene Arten von Nüssen angeboten, einer Zuckerlösung, Marmelade, und verschiedene Arten von Schokolade. Für die Mäuse in dieser Studie erwies sich weiße Schokolade die geeignetste Belohnung zu sein. Der Erfolg dieses Protokoll hängt von der interest der Mäuse in der Ausbildung. Wenn irgendetwas anderes, ihr Interesse mehr weckt, erreicht die Ausbildung an ihre Grenzen. Je mehr Geräte, die in den Käfig gegeben wurde eine Trainingseinheit zu erfüllen, desto weniger nahmen die Mäuse in der Ausbildung. Die Beseitigung aller Aufmerksamkeit erregenden Elemente in der Umgebung ist von wesentlicher Bedeutung ( zum Beispiel, so dass auch eine geringe Menge an Bettmaterial im Käfig die Mäuse von Wühlen zu verhindern). Manchmal gewinnen die Mäuse mehr Interesse an der Ausbildung nach einer Gewöhnung an die neue Umgebung für einige Minuten.

Schonender Umgang Protokolle bereits bestimmt wurden das Wohlbefinden der Mäuse , wenn gütlich 9, 10, 11 behandelt zu profitieren. Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass eine engere Mensch-Tier-Beziehung zu Behandlungen Maus Toleranz beiträgt. Unter Manipulation, abgerichtete Tiere angezeigt weniger Angst-Verhalten (i.E., Urinieren, Defäkation und Stimmgebung) 31. Im Morris Wasser-Labyrinth-Test, die ungeübte aber schonend behandelt Mäuse ausgedrückt eine signifikant höhere Prävalenz von Floating-Verhalten. Ausgebildete Mäuse zeigten weniger dieser depressionsbedingten Verhalten 32. Man könnte argumentieren, dass die positiven Ergebnisse aufgrund waren in den trainierten Mäusen zu einer erhöhten Wohlbefinden.

Eine Einschränkung dieser Studie ist, dass nur ein Stamm von Inzuchtmäusen untersucht. Aufgrund der hohen Verhaltensunterschiede zwischen verschiedenen Stämmen von Mäusen, zusätzliche Inzuchtstämme sollten sowie züchteten Stämmen, 29 untersucht werden. In weiteren Studien, wohl ergänzende Informationen über die Maus, wie eine ganze Verhaltens Batterie, physiologische Daten (zB Corticosteron Ebenen), oder die Auswirkungen der Ausbildung auf die Entwicklung des Gehirns, sollten gesammelt werden.

Weitere Anwendungen von Clicker-Training konnte ich helfenn Verbesserung der Hygienebedingungen in der Tieranlagen. Durch die Anwendung der Clicker - Training - Protokoll konnten wir Mäuse in der Lehre ein Zielstab zu folgen und eine Brücke von einem Käfig in einen anderen (Abbildung 13) zu überqueren. Wenn diese Technik perfektioniert wird, macht es manuelle käfig Wechsel überflüssig. Darüber hinaus Mäuse möglicherweise geschult werden könnten freiwillig auf Messausrüstung zu gehen (zB Skala oder Verhaltensbereiche). Dies könnte einen zuverlässigen Schutz vor anthropozoonotic Übertragung von Krankheiten bieten, als den direkten Kontakt mit den Tieren nicht mehr notwendig sein wird.

Positive Verstärkung Ausbildung ist für Tiere in Gefangenschaft sehr zu empfehlen, da es zu ihrer psychischen Gesundheit 33 beiträgt. Wenn Mäuse ein hohes Maß an Wohlbefinden erleben, zeigen sie einige individuell unterschiedliche Bewältigungsstrategien. Clickertraining macht daher einen bemerkenswerten Beitrag zu den 3R-Prinzip, wie in früheren Arbeiten zeigen, dass eine Reduktion der variabarkeit von Mäusen Phänotypen führt zu einer reduzierten Anzahl von Tieren erforderlich 27 statistischen Anforderungen gerecht zu werden. Diese Studie hat gezeigt , dass Clicker - Training bei Mäusen mit einer reduzierten Angst der Mensch-Mäuse - Interaktionen und Begegnungen Ergebnisse stark korreliert 34 in früheren Studien mit verschiedenen Arten beobachtet. Clickertraining hat weiteres Potenzial, da es kognitive Bereicherung angesehen werden könnte. Die breite Umsetzung der positiven Verstärkung Ausbildung in Labortieranlagen könnten einen wertvollen Beitrag zur 3R-Prinzip machen, wie es die Haltung und der biomedizinischen Forschung von Mäusen verfeinert.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Lid for open housing Tecniplast GM500LID117
SealSAfe Plus top for open housing Tecniplast GM500400SU
Type II long, filter top cages Tecniplast GM500PFSPC
Aspen bedding material  Lab & Vet Service GmbH H0234-300 Environmental enrichment
Red polycarbonate Mouse House Tecniplast ACRE011 Environmental enrichment
Tissue papers Tork, SCA Hygiene Products GmbH 290179 Environmental enrichment
Food - ssniff M-H Extrudat ssniff V1126-000 ad libitum
Target Stick with Clicker Trixie 2282
PVC Tube (Tunnels)  Thyssen Krupp RTPVCU04003005
White Chocolate/ white chocolate cream Company doesn't matter, preferable organic quality
Forceps FineScienceTools e.g. 11150-10 Or any other tool to fixate chocolate
Prism Version 6.0 for Windows  GraphPad Software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Verhalten Ausgabe 121 Anreicherung Positive Verstärkung Ausbildung Clickertraining Gemeinwohl Wohlbefinden Refinement 3R Maus Balb / c
Einführung in Clicker Ausbildung als Cognitive Anreicherung für Labormäuse
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Leidinger, C., Herrmann, F.,More

Leidinger, C., Herrmann, F., Thöne-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. J. Vis. Exp. (121), e55415, doi:10.3791/55415 (2017).

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