क्लिकर प्रशिक्षण प्रयोगशाला चूहों के लिए एक संज्ञानात्मक संवर्धन के रूप में परिचय
Summary
The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice.
Abstract
Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous research determined a profound impact of gentle handling protocols on the well-being of laboratory mice. By introducing clicker training to the keeping of mice, not only do we promote the amicable treatment of mice, but we also enable them to experience cognitive enrichment. Clicker training is a form of positive reinforcement training using a conditioned secondary reinforcer, the “click” sound of a clicker, which serves as a time bridge between the strengthened behavior and an upcoming reward. The effective implementation of the clicker training protocol with a cohort of 12 BALB/c inbred mice of each sex proved to be uncomplicated. The mice learned rather quickly when challenged with tasks of the clicker training protocol, and almost all trained mice overcame the challenges they were given (100% of female mice and 83% of male mice). This study has identified that clicker training for mice strongly correlates with reduced fear in the mice during human-mice interactions, as shown by reduced anxiety-related behaviors (e.g., defecation, vocalization, and urination) and fewer depression-like behaviors (e.g., floating). By developing a reliable protocol that can be easily integrated into the daily routine of the keeping of laboratory mice, the lifetime experience of welfare in the mice can be improved substantially.
Introduction
प्रयोगशाला चूहों के लिए नए शोधन रणनीतियों के विकास के लिए एक चुनौतीपूर्ण काम है कि प्रयोगशाला पशु विज्ञान 1 की 3Rs की पूर्ति (प्रतिस्थापन, कमी, और शोधन) के लिए योगदान देता है। शोधन के क्षेत्र में सुधार आगे कि प्रयोगात्मक प्रयोजनों के लिए उपयोग किया जाता है जानवरों के लाखों लोगों की भलाई के लिए योगदान कर सकते हैं। इसलिए, गहन अनुसंधान के क्षेत्र में की जरूरत है। यह भी यूरोपीय संघ के निर्देशक 2010/63 का एक निर्धारित उद्देश्य है। निर्देशक 2010/63 / यूरोपीय संघ बताते हैं कि प्रयोगशाला पशुओं के जीवन भर के अनुभव बढ़ाया जाना है और (अनुच्छेद 3.7) 2 "प्रतिष्ठानों जानवरों के लिए उपयुक्त आदी होना और प्रशिक्षण कार्यक्रमों, प्रक्रियाओं और परियोजना की लंबाई की स्थापना करेगा" है।
जबकि वे रखा जा रहा है और प्रयोगों के लिए पैदा प्रयोगशाला पशुओं कई तनावपूर्ण स्थितियों का अनुभव कर सकते हैं। आमतौर पर, श्रम के बीच बातचीतatory चूहों और जिम्मेदार व्यक्तियों बल्कि सीमित है। इसलिए, एक विश्वास संबंध विकसित नहीं कर सकता। इस वृद्धि की चिंता और हैंडलिंग की प्रतिक्रिया में तनाव है, जो व्यवहार और शरीर विज्ञान, और इसलिए, भलाई, जानवरों के 3, 4, 5, 6 के लिए हानिकारक है बटोर सकते हैं। इसके अलावा, नियमित रूप से सामान्य हैंडलिंग, संयम, और रक्त या ऊतक के नमूने की तरह प्रयोगशाला प्रक्रियाओं का प्रदर्शन तनाव प्रतिक्रियाओं, जो इस तरह के तनाव हार्मोन या व्यवहार 7, 8 के रूप में विभिन्न मापदंडों को मापने के द्वारा जांच की जा सकती हो सकता है। यह दिखाया गया है कि निपटने कार्यक्रमों कुशलता प्रयोगशाला मूषक 9, 10, 11 में अन्वेषक की ओर चिंता कम कर सकते हैं। हैंडलिंग कार्यक्रमों इसलिए 'जानवरों सुधार कर सकते हैंस्थिति और पशु कल्याण के लिए 5 में काफी योगदान कर सके।
इस अध्ययन के लक्ष्य के लिए एक विशिष्ट निपटने के कार्यक्रम के रूप में चूहों के लिए सकारात्मक सुदृढीकरण प्रशिक्षण शुरू करने की है। सकारात्मक सुदृढीकरण प्रशिक्षण कंडीशनिंग का एक रूप है कि अन्वेषक पशुओं के व्यवहार को आकार के लिए एक साधन देता है। जानवर एक वांछित व्यवहार करता है, यह एक सकारात्मक प्रोत्साहन (यहाँ, एक खाद्य इनाम) द्वारा पीछा किया जाता है। इरादा है कि पशु-अपने व्यवहार के लिए इनाम जोड़ता है। क्लिकर प्रशिक्षण एक वातानुकूलित माध्यमिक सुदृढ़कर्ता का उपयोग कर सकारात्मक सुदृढीकरण प्रशिक्षण का एक रूप है, "क्लिक" एक क्लिकर की ध्वनि, और एक विशिष्ट व्यवहार 12 को मजबूत करने के लिए सिद्ध किया गया है।
अधिक विशेष रूप से, क्लिक करें ध्वनि व्यवहार और आगामी इनाम 13 के बीच एक "समय पुल" के रूप में कार्य करता है। ट्रेनर क्लिक करता है ठीक है जब पशु वांछित करता हैव्यवहार, किसी भी समय बिना 14 में देरी, और फिर खाना इनाम प्रस्तुत करता है। इस पुरस्कृत व्यवहार है, जो एक उच्च आवृत्ति के साथ प्रदर्शन किया जाएगा मजबूत। क्लिकर प्रशिक्षण व्यापक रूप से साथी जानवरों के साथ प्रयोग किया जाता है और प्रयोगशाला पशु विज्ञान, जहां इसे सफलतापूर्वक nonhuman प्राइमेट 13, 15, 16 के साथ लागू किया गया है में अपना रास्ता बना दिया है। चूहों बल्कि जल्दी से जानने के लिए जब कंडीशनिंग मानदंड के साथ चुनौती दी है, एक दूसरे सुदृढ़कर्ता की शुरूआत उनके संज्ञानात्मक क्षमताओं 5, 17, 18, 19 overstrain नहीं करना चाहिए।
चूहों के रखने के लिए क्लिकर प्रशिक्षण शुरू करके, हम संज्ञानात्मक संवर्धन अनुभव करने के लिए चूहों को सक्षम। संज्ञानात्मक संवर्धन के डिजाइन उनके संज्ञानात्मक कौशल का उपयोग करने solv के लिए चूहों सक्षम करना होगाई समस्याओं और उनके माहौल 20, 21 पर नियंत्रण हासिल करने के लिए। विभिन्न प्रजातियों के साथ कई अध्ययनों से बंदी जानवरों 22, 23, 24 के कल्याण पर संज्ञानात्मक संवर्धन के सकारात्मक प्रभाव को साबित होते हैं। जानवरों की क्षमता को सफलतापूर्वक पर्यावरणीय चुनौतियों से निपटने के लिए बढ़ाना उनकी अच्छी तरह से किया जा रहा है 25, 26 के लिए योगदान देता है।
इसके अलावा, जानवरों को उनके जीवनकाल के दौरान तनाव का स्तर कम अनुभव करते हैं, तो वे कम जब तनाव है कि जैव चिकित्सा अनुसंधान में होने के साथ सामना हानिकारक मुकाबला रणनीति विकसित होने का खतरा है। इस प्रकार, संज्ञानात्मक संवर्धन के अनुरूप क्रियान्वयन विषयों 'phenotypes की एक homogenization के लिए योगदान कर सकते हैं। यह कमी की 3R सिद्धांत के लिए योगदान देगा के रूप में यह आवश्यक विषयों की संख्या को कम कर सकते हैंसांख्यिकीय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए 27।
एक विश्वसनीय प्रोटोकॉल है कि आसानी से प्रयोगशाला चूहों रखने की दैनिक दिनचर्या में एकीकृत किया जा सकता है विकसित करके, हम काफी हद तक कल्याण के अपने जीवन भर के अनुभव में सुधार कर सकते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रत्येक सेक्स के 12 BALB / सी जन्मजात चूहों की एक पलटन के साथ क्लिकर प्रशिक्षण प्रोटोकॉल के प्रभावी क्रियान्वयन सीधी साबित हुई। पिछले अध्ययनों से कई प्रजातियों के साथ क्लिकर प्रशिक्षण की प्रभावशीलता की …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by the Translational Animal Research Center of the University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz. The authors are most grateful to Thomas Wacker for his technical support.
Materials
| 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 |
References
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