Opracowanie nowych strategii udoskonalania dla myszy laboratoryjnych jest trudnym zadaniem, które przyczynia się do spełnienia zasady 3R. Protokół ten wprowadza trening klikerowy jako program wzbogacający funkcje poznawcze dla myszy laboratoryjnych.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Opracowanie nowych strategii udoskonalania dla myszy laboratoryjnych jest trudnym zadaniem, które przyczynia się do spełnienia zasady 3R. Protokół ten wprowadza trening klikerowy jako program wzbogacający funkcje poznawcze dla myszy laboratoryjnych.
Ustanowienie nowych strategii doskonalenia w naukach o zwierzętach laboratoryjnych jest głównym celem w spełnianiu wymagań dyrektywy 2010/63/UE. Wcześniejsze badania wykazały głęboki wpływ protokołów delikatnego obchodzenia się z myszami laboratoryjnymi na ich samopoczucie. Wprowadzając trening klikerowy do hodowli myszy, nie tylko promujemy polubowne traktowanie myszy, ale także umożliwiamy im doświadczenie wzbogacenia poznawczego. Trening klikerowy jest formą treningu pozytywnego wzmocnienia przy użyciu uwarunkowanego wzmacniacza wtórnego, dźwięku "kliknięcia" klikera, który służy jako pomost czasowy między wzmocnionym zachowaniem a nadchodzącą nagrodą. Skuteczne wdrożenie protokołu treningu klikerowego na kohorcie 12 myszy wsobnych BALB/c każdej płci okazało się nieskomplikowane. Myszy uczyły się dość szybko, gdy stawiano im zadania związane z protokołem treningu klikerowego, a prawie wszystkie wyszkolone myszy pokonały wyzwania, które im postawiono (100% samic myszy i 83% samców). Badanie to wykazało, że trening klikerowy u myszy silnie koreluje ze zmniejszonym strachem u myszy podczas interakcji człowiek-myszy, co wykazano w zmniejszonych zachowaniach związanych z lękiem (np. Wypróżnianie, wokalizacja i oddawanie moczu) i mniejszej liczbie zachowań podobnych do depresji (np. Unoszenie się). Dzięki opracowaniu niezawodnego protokołu, który można łatwo zintegrować z codzienną rutyną hodowli myszy laboratoryjnych, można znacznie poprawić jakość dobrostanu myszy w ciągu całego życia.
Opracowanie nowych strategii udoskonalania dla myszy laboratoryjnych jest trudnym zadaniem, które przyczynia się do spełnienia zasady 3R (zastępstwo, redukcja i udoskonalenie) nauk o zwierzętach laboratoryjnych1. Ulepszenia w dziedzinie udoskonalania mogą dodatkowo przyczynić się do poprawy dobrostanu milionów zwierząt wykorzystywanych do celów doświadczalnych. Dlatego potrzebne są intensywne badania w tej dziedzinie. Jest to również określony cel dyrektywy 2010/63/UE UE. Dyrektywa 2010/63/UE wskazuje, że doświadczenie zwierząt laboratoryjnych w ciągu całego życia musi zostać zwiększone oraz że "zakłady powinny ustanowić programy habituacji i szkolenia odpowiednie dla zwierząt, procedur i czasu trwania projektu" (art. 3.7)2.
Zwierzęta laboratoryjne mogą doświadczać wielu stresujących sytuacji, gdy są trzymane i hodowane do eksperymentów. Zazwyczaj interakcja między myszami laboratoryjnymi a osobami odpowiedzialnymi jest raczej ograniczona. Dlatego relacja oparta na zaufaniu nie może się rozwijać. Może to wywoływać zwiększony niepokój i stres w reakcji na obchodzenie się z nim, co jest szkodliwe dla zachowania i fizjologii, a tym samym dla dobrostanu zwierząt3,4,5,6. Co więcej, rutynowo wykonywane procedury laboratoryjne, takie jak ogólne obchodzenie się, krępowanie i pobieranie próbek krwi lub tkanek, mogą powodować reakcje stresowe, które można zbadać, mierząc różne parametry, takie jak hormony stresu lub zachowanie7,8. Wykazano, że programy manipulacyjne mogą skutecznie zmniejszyć niepokój wobec badacza u gryzoni laboratoryjnych9,10,11. Programy manipulacyjne mogą zatem poprawić warunki zwierząt i znacząco przyczynić się do ich dobrostanu5.
Celem tego badania jest wprowadzenie treningu pozytywnego wzmacniania dla myszy jako specyficznego programu obchodzenia się z nim. Trening pozytywnego wzmocnienia jest formą warunkowania instrumentalnego, które daje badaczowi środki do kształtowania zachowania zwierząt. Kiedy zwierzę wykonuje pożądane zachowanie, następuje po nim pozytywny bodziec (w tym przypadku nagroda w postaci jedzenia). Intencją jest, aby zwierzę powiązało nagrodę z odpowiednim zachowaniem. Trening klikerowy jest formą treningu pozytywnego wzmacniania przy użyciu uwarunkowanego wzmacniacza wtórnego, dźwięku "kliknięcia" klikera, i udowodniono, że wzmacnia określone zachowanie12.
Dokładniej rzecz ujmując, dźwięk kliknięcia służy jako "pomost czasowy" między zachowaniem a nadchodzącą nagrodą13. Trener klika precyzyjnie, gdy zwierzę wykona pożądane zachowanie, bez żadnego opóźnienia czasowego14, a następnie prezentuje nagrodę w postaci jedzenia. Wzmacnia to nagradzane zachowanie, które będzie wykonywane z większą częstotliwością. Trening klikerowy jest szeroko stosowany w przypadku zwierząt towarzyszących i trafił do nauk o zwierzętach laboratoryjnych, gdzie został z powodzeniem wdrożony u naczelnych innych niż ludzie13,15,16. Ponieważ myszy uczą się dość szybko, gdy są poddawane próbie warunkowania instrumentalnego, wprowadzenie drugiego wzmacniacza nie powinno nadmiernie obciążać ich zdolności poznawczych5,17,18,19.
Wprowadzając trening klikerowy do hodowli myszy, umożliwiamy myszom doświadczenie wzbogacenia poznawczego. Projekt wzbogacenia funkcji poznawczych musi umożliwiać myszom wykorzystanie ich umiejętności poznawczych do rozwiązywania problemów i uzyskania kontroli nad swoim środowiskiem20,21. Kilka badań z udziałem różnych gatunków dowodzi pozytywnego wpływu wzbogacania funkcji poznawczych na dobrostan zwierząt żyjących w niewoli22,23,24. Poprawa zdolności zwierząt do skutecznego radzenia sobie z wyzwaniami środowiskowymi przyczynia się do ich dobrostanu25,26.
Ponadto, jeśli zwierzęta doświadczają niskiego poziomu stresu w ciągu swojego życia, są mniej podatne na rozwijanie szkodliwych strategii radzenia sobie w konfrontacji ze stresorami, które występują w badaniach biomedycznych. W ten sposób konsekwentne wdrażanie wzbogacania poznawczego może przyczynić się do homogenizacji fenotypów badanych. Przyczyni się to do realizacji zasady redukcji 3R, ponieważ może zmniejszyć liczbę przedmiotów wymaganych do spełnienia wymagań statystycznych27.
Opracowując niezawodny protokół, który można łatwo zintegrować z codzienną rutyną hodowli myszy laboratoryjnych, możemy znacznie poprawić ich dożywotnie doświadczenie dobrostanu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenie etyczne: Postępowanie z myszami i procedury eksperymentalne zostały przeprowadzone zgodnie z europejskimi, krajowymi i instytucjonalnymi wytycznymi dotyczącymi opieki nad zwierzętami.
UWAGA: Protokół obejmuje pięć dni interwencji (od poniedziałku do piątku), z przerwami w weekendy (sobota i niedziela). Protokół można łatwo dostosować do konkretnych potrzeb.
1. Określanie nagrody odpowiedniej jako drugi wzmacniacz
UWAGA: Używaj nagród żywnościowych, takich jak żywność pakowana próżniowo lub karma dla zwierząt, która spełnia normy bezpieczeństwa żywności. Na przykład odpowiednie są różne rodzaje orzechów, czekolady, żelków lub suszonych owoców.
2. Trening klikera
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Pierwszym i zarazem jednym z najważniejszych kroków było określenie odpowiedniej nagrody w postaci jedzenia. Dlatego myszom zaoferowano różne rodzaje orzechów, roztwór cukru, marmoladę i różne rodzaje czekolady na szalce Petriego (ryc. 1). Z naszego doświadczenia wynika, że myszy wykazywały wyraźną preferencję dla białej czekolady. Stąd do wszystkich dalszych procesów szkoleniowych używaliśmy białej czekolady.
R...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Skuteczne wdrożenie protokołu treningu klikerowego na kohorcie 12 myszy wsobnych BALB/c każdej płci okazało się nieskomplikowane. Wcześniejsze badania potwierdziły skuteczność treningu klikerowego na kilku gatunkach, a my rozszerzyliśmy to na myszy. Ponieważ myszy są najsłabiej rozwiniętymi ssakami wśród zwierząt laboratoryjnych, ich zdolności są często niedoceniane. Dlatego najbardziej zaskakującym aspektem danych jest to, że sukces treningowy można osiągnąć u prawie wszystkich myszy.
Jednym ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez Centrum Badań nad Zwierzętami Uniwersyteckiego Centrum Medycznego Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji. Autorzy są bardzo wdzięczni Thomasowi Wackerowi za wsparcie techniczne.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Pokrywa do otwartej obudowy | Tecniplast | GM500LID117 | |
| SealSAfe Plus top do otwartej obudowy | Tecniplast | GM500400SU | |
| Type II długie, górne klatki filtracyjne | Tecniplast | GM500PFSPC | |
| Aspen materiał ściółkowy | Laboratorium & Vet Service GmbH | H0234-300 | Wzbogacanie środowiska |
| Czerwony poliwęglan Domek dla myszy | Tecniplast | ACRE011 | Wzbogacanie środowiska |
| Bibułki | Tork, SCA Hygiene Products GmbH | 290179 | Wzbogacanie środowiska |
| Żywność - ssniff M-H Extrudat | ssniff | V1126-000 | ad libitum |
| Target Stick z Clicker | Trixie | 2282 | |
| Rura PVC (tunele) | Thyssen Krupp | RTPVCU04003005 | |
| Biała czekolada/ krem | Firma nie ma znaczenia, preferowana jakość organiczna | ||
| Kleszcze | FineScienceTools | np. 11150-10 | Lub dowolne inne narzędzie do utrwalania czekolady |
| Prism w wersji 6.0 dla Windows | Oprogramowanie |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie