Wprowadzenie treningu klikerowego jako wzbogacenia poznawczego dla myszy laboratoryjnych
6 marca 2017
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.
Ogólnym celem tego badania jest ustanowienie pozytywnego treningu wzmacniającego dla myszy jako specyficznego programu obchodzenia się z myszami. Metoda ta może odpowiedzieć na kluczowe pytania w rozwijającej się dziedzinie strategii udoskonalania dla myszy laboratoryjnych, takie jak sposób zmniejszenia poziomu stresu podczas utrzymywania i przeprowadzania eksperymentów. Główną zaletą tej techniki jest to, że można ją modyfikować do różnych celów i że może pomóc w poprawie samopoczucia myszy laboratoryjnych.
Po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł tej metody, gdy zastanawialiśmy się nad ergonomicznymi alternatywami dla przenoszenia myszy między klatkami bez ich dotykania. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ technika ta jest trudna do nauczenia, ponieważ kluczowe znaczenie ma czas i ogólna obsługa myszy. Przed rozpoczęciem eksperymentu przenieś klatkę domową w ciche miejsce.
Następnie usuń wszystkie przedmioty z klatki domowej, aby wykorzystać ją jako obszar treningowy. Następnie przenieś towarzyszy klatki z klatki domowej, pozostawiając tylko jedną mysz treningową. Aby rozpocząć trening, ustaw minutnik na pięć minut i naciśnij start.
Dodaj tunel myszy do klatki domowej w pobliżu ściany. Następnie poczekaj, aż mysz sprawdzi tunel. Gdy tylko mysz wejdzie do tunelu, kliknij i zaprezentuj nagrodę na końcu tunelu.
Podczas gdy mysz siedzi i żywi się nagrodą w tunelu, klikaj słabo przez 15 sekund. Gdy tylko mysz opuści tunel, powtórz sesję ponownie. W dniach od drugiego do piątego ustaw minutnik na pięć minut.
Naciśnij start i dodaj tunel myszy do klatki głównej. Gdy tylko mysz wejdzie do tunelu, kliknij i zaprezentuj nagrodę na końcu tunelu. Powtarzaj to przez następne 30 sekund, a następnie zatrzymaj się na 15 sekund, aby wyjąć tunel z klatki.
Następnie ponownie dodaj tunel i kliknij natychmiast, gdy mysz ponownie wejdzie do tunelu. Umieść nagrodę na końcu tunelu i pozwól myszy gryźć ją przez maksymalnie jedną sekundę. Następnie zabierz nagrodę.
Na koniec, gdy tylko mysz zacznie sama wchodzić do tunelu, przedstaw nagrodę przed końcem tunelu. W drugim tygodniu zacznij od ustawienia timera na pięć minut. Naciśnij start i umieść kulę ziemską na końcu drążka celowniczego w klatce.
Gdy tylko mysz dotknie kuli ziemskiej nosem, kliknij i połóż nagrodę obok kuli ziemskiej. Po tym, jak mysz połączy wykonaną akcję z nagrodą, zmień położenie kuli ziemskiej podczas sesji treningowej. Nagradzaj mysz po tym, jak dotknie kuli ziemskiej nosem w nowej pozycji.
Następnie umieść globus w klatce i na krótko przed dotknięciem kuli ziemskiej przez myszkę, powoli i ostrożnie zmień położenie kuli ziemskiej o jeden centymetr. Kliknij i nagrodź, jeśli mysz przekroczy dystans i dotknie kuli ziemskiej. Powoli zwiększaj odległość, którą mysz musi przekroczyć, i powtarzaj tę procedurę, aż mysz będzie niezawodnie podążać.
W trzecim tygodniu zacznij od umieszczenia jednej ręki w klatce treningowej, trzymając kombinację kija do klikania, a drugą rękę. Ustaw minutnik na pięć minut. Naciśnij start i umieść kulę ziemską na końcu drążka tarczowego obok dłoni.
Gdy tylko mysz wykaże zainteresowanie kulą ziemską, kliknij i zaprezentuj nagrodę obok kuli ziemskiej. Na koniec umieść kulę ziemską na dłoni. Następnie kliknij i nagrodź, gdy mysz znajduje się na dłoni.
Po treningu klikerowym zdecydowana większość wyszkolonych myszy wszystkie samice myszy i 83 procent samców myszy podążało za drążkiem docelowym. Samice myszy wykazywały wyższą motywację do treningu w ogóle, tworząc odpowiednie zachowania z większą częstotliwością podczas sesji treningowych. Wytrenowane myszy wykazywały znacznie niższą częstotliwość zachowań związanych z lękiem niż myszy niewyszkolone.
Co więcej, zachowanie związane z depresją unoszenia się na wodzie podczas labiryntu wodnego Morrisa zostało znacznie zmniejszone w grupie wyszkolonej. Po opanowaniu tej techniki można ją wykonać w ciągu trzech do pięciu minut na mysz dziennie, jeśli jest wykonywana prawidłowo. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, aby obchodzić się z myszami w delikatny, spokojny i pewny siebie sposób.
Zgodnie z tą procedurą, inne metody, takie jak uczenie myszy biegania po moście, aby samodzielnie przenieść się na inną klatkę, mogą być wykonane w celu poprawy warunków zdrowotnych i higienicznych w obiektach dla zwierząt. Po swoim rozwinięciu trening klikerowy przyczynia się do udoskonalenia, ponieważ można go uznać za formę wzbogacenia poznawczego. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wdrożyć trening pozytywnego wzmocnienia dla myszy w obiektach dla zwierząt laboratoryjnych.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie wprowadza trening z klikerem jako program wzbogacenia poznawczego dla myszy laboratoryjnych, mający na celu poprawę ich dobrostanu oraz redukcję stresu podczas obchodzenia się z nimi i przeprowadzania eksperymentów.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Zachowanie zwierząt
- Dobrostan zwierząt laboratoryjnych
Wstęp
- Strategie udoskonalenia warunków utrzymania myszy laboratoryjnych są niezbędne dla etycznego prowadzenia badań.
- Trening z wykorzystaniem pozytywnego wzmocnienia może usprawnić techniki obchodzenia się z zwierzętami.
- Redukcja stresu w warunkach laboratoryjnych jest kluczowa dla uzyskania wiarygodnych wyników eksperymentalnych.
- Demonstracje wizualne są ważne w nauczaniu skutecznych metod obchodzenia się z zwierzętami.
Cel badania
- W celu ustanowienia programu treningu z pozytywnym wzmocnieniem dla myszy.
- W celu zbadania metod redukujących stres podczas obchodzenia się ze zwierzętami.
- W celu poprawy ogólnego dobrostanu myszy laboratoryjnych.
Zastosowane metody
- Wdrożenie treningu z klikerem jako narzędzia wzbogacenia poznawczego.
- Przeniesienie myszy do cichego otoczenia przed rozpoczęciem treningu.
- Demonstracje wizualne wspomagające naukę techniki.
- Modyfikacja metody treningowej w zależności od celu.
Główne wyniki
- Trening z użyciem klikera może skutecznie obniżyć poziom stresu u myszy laboratoryjnych.
- Metoda ta jest dostosowywalna do różnych scenariuszy obchodzenia się ze zwierzętami.
- Udoskonalone techniki obchodzenia się z myszami prowadzą do lepszych wyników eksperymentalnych.
- Pomoce wizualne usprawniają proces nauki dla badaczy.
Wnioski
- Trening z pozytywnym wzmocnieniem jest skuteczną strategią rafinacji metod badawczych.
- Poprawę dobrostanu zwierząt można osiągnąć poprzez ustrukturyzowane programy treningowe.
- Konieczne są dalsze badania w celu optymalizacji technik treningowych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Strategie udoskonalania, takie jak trening z klikierem, odpowiadają na krytyczną potrzebę redukcji stresu i poprawy dobrostanu myszy laboratoryjnych, co bezpośrednio wpływa na wiarygodność danych behawioralnych i fizjologicznych w badaniach przedklinicznych. Poprzez wdrażanie protokołów wzbogacenia poznawczego, zespoły badawczo-rozwojowe w sektorze biofarmaceutycznym mogą poprawić dobrostan zwierząt, zminimalizować zmienne zakłócające oraz wspierać uzyskiwanie bardziej powtarzalnych wyników w badaniach odkrywczych i translacyjnych. Podejście to jest zgodne z ewoluującymi standardami regulacyjnymi i etycznymi, co wzmacnia podstawy rzetelnej walidacji celów terapeutycznych oraz badań mechanistycznych.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia dokładniejsze fenotypowanie behawioralne poprzez zmniejszenie zmienności wywołanej stresem.
- Wspiera funkcjonalną walidację celu dzięki lepszej współpracy zwierząt i redukcji artefaktów związanych z lękiem.
- Ułatwia mechanistyczną redukcję ryzyka poprzez minimalizację czynników zakłócających wynikających z zachowań związanych ze stresem.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Przygotowuje myszy do ustandaryzowanej obsługi, co wspiera powtarzalność testów behawioralnych i fizjologicznych.
- Poprawia wiarygodność testów poprzez zmniejszenie zachowań lękowych i depresyjnych, które mogą zniekształcić wyniki.
- Umożliwia uzyskanie spójnych reakcji zwierząt, zwiększając wydajność przesiewową i porównywalność danych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Zapewnia zgodność dobrostanu zwierząt z rozwojem biomarkerów translacyjnych poprzez redukcję punktów końcowych związanych ze stresem.
- Sprzyja ciągłości procesu od wczesnego etapu odkrywania do walidacji przedklinicznej dzięki standaryzacji doświadczeń zwierząt.
- Zmniejsza ryzyko wyników fałszywie dodatnich i fałszywie ujemnych w modelach behawioralnych, wspierając postęp uwzględniający analizę ryzyka.
Integracja potoku i przepływu pracy
Trening z klikerem może być integrowany na każdym etapie – od wczesnego odkrywania po badania przedkliniczne, wspierając testowanie hipotez, opracowywanie testów analitycznych oraz badania translacyjne.
- Biologia odkrywcza: Redukuje stres jako zmienną zakłócającą, co poprawia testowanie hipotez i analizę szlaków sygnałowych.
- Przesiewanie: Standaryzuje obchodzenie się ze zwierzętami, umożliwiając uzyskanie powtarzalnych i ilościowych wyników behawioralnych.
- Analityka: Zapewnia mierzalną redukcję zachowań lękowych i depresyjnych w celu przeprowadzenia rzetelnego porównania statystycznego.
- Badania translacyjne: Zwiększa spójność z punktami końcowymi istotnymi dla ludzi poprzez minimalizację artefaktów wywołanych stresem.
- Ponowne wykorzystanie w organizacji: Oferuje skalowalny, łatwy w implementacji protokół, który można dostosować do różnych placówek i badań.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwa
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną i redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w badaniach behawioralnych.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje postępowanie ze zwierzętami, poprawiając powtarzalność i skalowalność w różnych zespołach.
- Wartość strategiczna: Umożliwia podejmowanie lepszych decyzji typu go/no-go poprzez minimalizację szumu biologicznego i poprawę jakości danych.
- Wpływ na portfolio: Wspiera priorytetyzację skorygowaną o ryzyko poprzez ograniczanie ryzyka biologicznego na późnych etapach i poprawę wiarygodności modeli.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagane jest przeszkolenie w zakresie wzmocnienia pozytywnego oraz technik łagodnego obchodzenia się ze zwierzętami.
- Poza standardowym wyposażeniem pomieszczeń dla zwierząt i klikerami nie jest wymagana żadna dodatkowa aparatura.
- Standaryzacja międzyzespołowa jest niezbędna dla zapewnienia powtarzalności wyników w różnych badaniach i ośrodkach.
- Protokół można dostosować do różnych szczepów myszy oraz modeli behawioralnych.
- Nakład czasu na jedno zwierzę jest niewielki, jednak dla osiągnięcia maksymalnych korzyści konieczne jest konsekwentne stosowanie metody.
