Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

Verwendung von Clicker-Training und soziale Beobachtung beibringen Ratten Käfige freiwillig ändern

Published: October 25, 2018 doi: 10.3791/58511

Summary

Dieses Protokoll stellt eine Methode zur Änderung der Käfig für Ratten über Clicker-training. Ratten lernen das gewünschte Verhalten nicht nur durch direkte Ausbildung, sondern auch durch Beobachtungen lernen. Die Durchführung dieses Protokolls schnell und einfach könnte helfen, um Wohlbefinden und Hygiene in Nagetier-Einrichtungen zu verbessern.

Abstract

Käfig Reinigung ist ein Verfahren routinemäßig durchgeführten Tierhaltung und bekannt, um Stress in Laborratten auslösen. Wie Stress einen negativen Einfluss auf das Wohlbefinden haben und die Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse beeinflussen kann, sollte die Höhe der Belastung von Labortieren erlebt minimiert und wenn möglich zu vermeiden. Darüber hinaus der direkte Kontakt zwischen der Ratte und Tier Hausmeister während der Käfig Änderung trägt Hygienerisiken und daher möglicherweise wirkt sich negativ auf das Wohlbefinden der Ratten und die Qualität der Forschung.

Unser Protokoll soll den routinemäßig durchgeführten Käfig ändern Verfahren zu verbessern. Aus diesem Grund präsentieren wir eine machbare Protokoll, die Ratten über Clicker-training und Beobachtung, freiwillig zu einem sauberen Käfig ändern lernen kann. Dieses Training hilft, um Stress durch körperliche Störungen zu reduzieren und Handhabung verbunden mit dem Käfig ändert und gleichzeitig ermöglicht eine Reduktion im direkten Kontakt zwischen Tieren und tierischen Hausmeister nach der Ausbildungsphase abgeschlossen ist.

Die Umsetzung des Clickertrainings an Ratten ist schnell und einfach. Ratten sind im allgemeinen Interesse an der Ausbildung und effizientes Lernen das gewünschte Verhalten, das wechselnden Käfige durch ein Rohr mit sich bringt. Auch ohne Training lernen die Ratten, führen Sie das gewünschte Verhalten durch Beobachtung, da 80 % der Beobachtungen lernen-Gruppe erfolgreich Käfige bei der Prüfung geändert. Die Ausbildung weiter hilft, ein Vertrauensverhältnis zwischen Trainer und Tier zu etablieren. Wie Hygiene und Wohlbefinden sowohl im Tierversuch sehr wichtig sind, könnte dieses Protokoll auch helfen, um qualitativ hochwertige Forschung zu verbessern.

Introduction

Routineverfahren können dazu führen, dass Stress im Labor Tiere1,2,3,4. Es hat sich gezeigt, dass Käfig ändern Herz-Kreislauf-Parameter und allgemeine Aktivität in Ratten4,5,6erhöht. Solche Stressreaktionen können zumindest teilweise aufgrund der körperlichen Störung und Umgang mit Käfig ändern Verfahren anstatt den neuen ungewohnten Umfeld2,4zugeordnet sein. Von besonderer Bedeutung ist die negative Wirkung von Stress auf das Wohlbefinden des angesehenen Tier7. Darüber hinaus induziert Stress Veränderungen im Verhalten und in andere Körper-Parameter, einschließlich das vegetative Nervensystem, das neuroendokrine System und das Immunsystem. Daher, Stress wird oft als eine mögliche Quelle für unerwartete Abweichungen über Tierversuche und in qualitativ hochwertigen Forschung an Tieren7,8so weit wie möglich vermieden werden. Eine Möglichkeit zur Verringerung der Belastung bei Versuchstieren ist durch Training. Ausbildung Tiere können in der Regel ein sehr hilfreiches Werkzeug für Labor Tiermanagement werden und in der Tat durch die EU-Richtlinie 2010/63/EU9gefordert. Ausbildung dient auch als eine Form der Bereicherung und hilft, Tiere für Experimente vorzubereiten; so trägt Training zur Erhaltung und Verbesserung des Wohlbefindens im Labor Einstellungen10,11,12. Eine mögliche Trainingsmethode ist positive Verstärkung Ausbildung (PRT). PRT ist eine Form der operanten Konditionierung, wo eine Belohnung (z. B. eine Belohnung), mit einem gewünschten Verhalten13verbunden ist. Diese Form des Trainings ist in Labor-Einstellungen für nicht-menschliche Primaten bereits allgemein verwendet, um Stress abzubauen und Wohlbefinden zu steigern und hat an Popularität gewann in verschiedenen anderen Tierarten10,13, 14,15,16. Ausbildung von freiwilligen Bewegung wird auch häufig verwendet, für die Verfeinerung der Tierhaltung Management17,18,19. PRT ist nicht nur ein hilfreiches Werkzeug für die Zusammenarbeit bei der Arbeit mit Tieren; Ebenso ist es im Allgemeinen vorteilhaft für die Tiere wohl, unabhängig davon, ob das Verhalten geschulte direkt gebrauchte20. Die positive Verstärkung Ausbildung Protokoll beschrieben hier zielt darauf ab, jede Form von Stress bei routinemäßig durchgeführten Käfig Änderungen zu vermeiden, indem der Ratte die Möglichkeit, freiwillig an dem Verfahren teilnehmen.

Neben den möglichen Stress für die Tiere bieten Arbeitsprozesse in Tierhaltungen immer Fallstricke für die Aufrechterhaltung des Hygienestatus, zumal der direkte Kontakt zwischen Labortieren und Tierpfleger das Risiko der Hygiene trägt Kontamination. In Tierhaltungen Nagetiere spezialisiert bietet die Übertragung von den Tieren aus schmutziges in saubere Käfige eine regelmäßige und hohe Arbeitsbelastung. Dieses Verfahren umfasst in der Regel direkten Kontakt zwischen Tieren und Menschen und stellt somit einen hygienische Risikofaktor durch die mögliche Übertragung von Krankheitserregern auf die menschliche Haut21abgerechnet. Neben der Übertragung von anderen tierischen Vektoren stören apathogen und pathogene Organismen Tierhaltungen am häufigsten über Menschen22,23. Reduzierte Wohlbefinden, auch subklinische Infektionen können eine Ursache für nonreproducible experimentelle Ergebnisse sein, und dies sollte klar sein, wie reduzierte Gesundheit zugeordnet ist vermieden24,25. Auf diesem Konto ermöglicht die Ausbildung Tiere zu freiwilligen Änderung Käfige weiter die Wärmeleitung der Käfig Änderung nach dem Training mit kaum direkten Kontakt zwischen Tieren und tierischen Hausmeister, wodurch ein hygienisches Risiko während der Durchführung experimentelle Verfahren.

Unser Protokoll für Training Ratten Käfige freiwillig ändern kann ein hilfreiches Werkzeug für Labor-Ratte-Management, wie es das Training als eine Form der kognitiven Anreicherung mit Leistung von Routinearbeiten verbindet. Dementsprechend ist unser Protokoll eine tiergerechte Verfahren, die hilft, um das Wohlbefinden von Ratten in tierischen Laboreinrichtungen zu erhöhen. Als die Käfig-Änderung nach der Trainingsphase mit kaum direkten Kontakt zwischen Tieren und tierischen Hausmeister durchgeführt werden kann könnte es zusätzlich helfen, Hygiene auf einem hohen Niveau zu erhalten und somit Tierversuche weiter zu verbessern.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Der Umgang mit der Ratten und der experimentellen Verfahren wurden durchgeführt in Übereinstimmung mit europäischen, nationalen und institutionellen Richtlinien für die Pflege der Tiere.

(1) Akklimatisierung und Gewöhnung

Hinweis: Wenn Ratten nicht transportiert wurden, können die Akklimatisation und Gewöhnung verkürzt werden. Nicht-invasive Identifizierung färben Sie die Rute mit hautfreundlichem Marker.

  1. Woche 1: Akklimatisation
    Hinweis: Zwei Sitzungen sollte während der ersten Woche, ein am Tag der Ankunft und eine zweite 2 Tage nach Ankunft durchgeführt werden.
    1. Am Tag der Ankunft von den Ratten:
      1. Die Ratten in Paaren von zwei zu ihrer neuen Heimat Käfig zu übertragen. Übertragen der alten Verschachtelung und Bettwäsche-Material sowie einige ihrer bekannten Essen Pellets, die Gewöhnung an die neue Umgebung zu erleichtern.
      2. Zu vermeiden, heben die Ratte seinen Schwanz. Wenn möglich, setzen Sie eine Hand unter dem Bauch oder um die Brust und die andere Hand unterstützt die Hinterbeine der Ratten, sie anzuheben (Abbildung 1)26.
    2. Zwei Tage nach dem Tag der Ankunft:
    3. Öffnen Sie die Heimat Käfig der Ratten und legte eine Hand in den Käfig. Lassen Sie die Ratten beschnuppern und erkunden Sie die Hand. Wenn die Ratten versuchen, aus dem Käfig, behindern sie durch leichtes Drücken sie zurück in den Käfig. Fahren Sie mit diesem Verfahren für die nächsten vier Minuten.
    4. Wenn die Ratten fürchten sich und Sie nicht fangen, ihre Umgebung zu erkunden, wiederholen Sie den Vorgang einmal pro Tag, bis die Ratten zu starten, um zu erkunden. In diesem Fall könnte eine Gewöhnung an den Clicker erforderlich sein.
      Hinweis: Ratten erkunden neue Dinge mit allen Sinnen, so dass sie nach einiger Zeit die gleichen Experimentator erkennen werden, als vertraut zu sein. Es kann vorkommen, dass die Ratte mündliche Erkundungen der Hände hat, aber es nicht in eine invasive Art und Weise sollte. Wenn diese Situation auftritt, muss die Hand langsam genommen werden entfernt, um sicherzustellen, dass die Handschuhe nicht zerstört werden.
    5. Fügen Sie kleine Stücke von der beabsichtigten Belohnung zu Hause Käfig.
      Hinweis: Die Belohnung muss gemäß den Anforderungen für die Tierernährung Labor sein. In diesem Protokoll weißer Schokolade dient (gehalten am Ende einer Spritze), aber andere Lebensmittel, wie z. B. trockene Früchte, frisches Obst oder Getreide, ist möglich. Verlangen die Tierstation Hygieneanforderungen Sonderkonditionen, gibt es verschiedene Anbieter für Leckereien für Versuchstiere. Die gesündeste Option ist vorzuziehen, aber eine Mischung aus Fett und hohe zuckerreiche kann geben den Tieren eine höhere Motivation zur Teilnahme.
  2. 2. Woche: Gewöhnung an die Wissenschaftler und die Belohnung
    1. Fahren Sie mit der Behausung an der Hand und die Belohnung in der Vorwoche begonnen. Beschränken Sie die Interaktionszeit sich zwei Minuten pro Tag.
    2. In Fällen, wo die Ratte sehr ängstlich ist, kann die Gewöhnung an den Clicker erforderlich sein.
      1. Um dieses Verhalten zu bewerten, klicken Sie auf alle fünf Sekunden nach der Sitzung am 1. Tag. Wenn die Ratte mit einem Angst-bezogene Verhalten reagiert, muss der Clicker gewöhnt.
      2. Gewöhnung an den Clicker finden Sie fünf Mal während die Ratte verbraucht die Belohnung, die nach der Session in den Käfig gesetzt wird. Die Gewöhnung an den Clicker ist abgeschlossen, sobald die Ratte nicht mehr jede Angst-Verhalten zeigt.
  3. 3. Woche: Gewöhnung an intensiven Umgang mit
    1. An ein bis drei Tagen beginnen mit heben oder streicheln die Ratte für einige Sekunden und langsam die Zeit (max. zwei Minuten pro Ratte) verlängern. Wenn die Ratte aversiven Anzeichen wie Einfrieren, ausweichen oder versteckt zu stoppen.
    2. Tage vier und fünf, am Ende auf des Handling im kitzeln, wie beschrieben in Cloutier Et al. (2012). 27
      Hinweis: Indikatoren für eine erfolgreiche Gewöhnung sind, z. B. die Ratte nimmt die Belohnung, wenn es von hand angeboten wird oder die Ratten, die immer in der Nähe der Hand erforschen, oder es zu berühren.

2. Clicker-Training

Hinweis: Eine Trainingseinheit dauert vier Minuten und besteht aus Intervallen von 30 Sekunden Training, gefolgt von 15 Sekunden Pause. Entfernen Sie alle zusätzlichen Materialien während der Pause. Die Beobachter-Ratte ist frei zu tun was es will, und es ist erlaubt, sich beteiligen und die Belohnung zu konsumieren, sondern konzentriert sich ausschließlich auf die andere Ratte. Alle Ratten wurden am ersten Tag und Tag fünf gekitzelt. Für den Trainingserfolg ist es entscheidend, dass der Experimentator auf die Tiere Verhalten achtet und sich in einer ruhigen Art und Weise verhält. Die Ausbildung ist stark abhängig von der Experimentator Fähigkeiten des Timings und Beobachtungsgabe. Keine verbale Rückmeldung erfolgt in der Ausbildung und verbaler Kommunikation mit den Tieren auftreten nur außerhalb der Sitzungen. Ein Indikator für das Erlernen des gewünschten Verhaltens ist die Wiederholung des Verhaltens.

  1. Vorbereitung
    1. Bereiten Sie das benötigte Material, wie z. B. die Belohnung, die Clicker/Target Stick-Kombination, einen Timer, einen sauberen Käfig, das Metallrohr und andere spezifische Schulungsunterlagen.
    2. Den Hause Käfig an einen ruhigen Ort zu übertragen.
    3. Entfernen Sie alle Elemente aus dem Käfig. Nur die zwei Ratten (ausgebildete und Beobachter) und die Einstreu im Käfig bleiben sollte.
  2. Trainingstag 1: Herstellen einer Verbindung zwischen der primären und sekundären Verstärker
    1. Legen Sie einen kurzen Tunnel in der Heimat Käfig, vorzugsweise einer Ratte vertraut ist.
    2. Warten Sie, bis die Ratte im Tunnel sitzt und dann füttern Sie die Ratte mit der Belohnung.
      Hinweis: Wenn die Ratte nicht unter den Umständen der Ausbildungssituation eingezogen wird, die Gewöhnung Phase muss erweitert oder angepasst werden.
    3. Sobald die Ratte Interesse an der Belohnung zeigt und steht in den Startlöchern, knabbert an der Belohnung, klicken Sie auf und dann lassen Sie die Ratte auf die Belohnung füttern. Um sicherzustellen, dass die Kopplung der beiden verstärkt ist erfolgreich, wiederholen klicken und dann für 15 Sekunden zu belohnen. Tun Sie dies mindestens zweimal während dieser ersten Trainingseinheit.
    4. Wenn die Ratte teilgenommen haben, prüfen Sie nach Anzeichen für die Schaffung einer Verbindung zwischen dem primären und dem sekundären Verstärker. Das Hauptkriterium für diese Einteilung ist die Schätzung der Belohnung, die von der Ratte durch schnüffeln, auf der Suche rund um und in die Hand, die die Belohnung präsentiert oder auf seine Hinterbeine heben, um die Belohnung (Abbildung 2) suchen angezeigt wird. In diesem Fall weiter mit dem nächsten Teil; Ansonsten wiederholen Sie "Training Day 1"
  3. Trainingstage 2-5: durch einen kurzen Tunnel
    Hinweis: Eine Trainingseinheit besteht aus abwechselnden Phasen von 30 Sekunden der Ausbildung und 15 Sekunden Pause für vier Minuten.
    1. Legen Sie einen kurzen Tunnel aus dem gleichen Material wie die von den ersten verwendet/Original-Tunnel, der die zwei Käfige im Hause Käfig verknüpft.
    2. Die Stoppuhr starten und sofort mit den ersten 30 Sekunden der Ausbildung beginnen.
      1. Präsentieren Sie zum ersten Mal, das die Ratte den Tunnel betritt, die Belohnung am Ende des Tunnels. Sobald die Ratte den Tunnel betritt, klicken Sie auf und lassen Sie die Ratte, die Belohnung zu essen.
      2. Nehmen Sie die Belohnung Weg und warten Sie, bis die Ratte einmal mehr Interesse für den Tunnel zeigt. Klicken Sie, sobald die Ratte den Tunnel betritt und präsentieren Sie die Belohnung am Ende des Tunnels (Abbildung 3).
      3. Fügen Sie nach 30 Sekunden Training eine 15 zweite Pause (entfernen Sie den Tunnel).
    3. Wiederholen Sie die 30 Sekunden des Trainings mit einem anschließenden 15 Sekunden für vier Minuten Pause.
    4. Wenn die Ratte mehr als vier Mal pro Minute, Stopp klicken und gerechte Belohnung mit der primären Verstärker dem gewünschten Verhalten zeigt.
    5. Nach vier Minuten stoppen.
  4. Trainingswoche 2: berührt ein Target-Sticks
    1. Die Stoppuhr starten und sofort mit den ersten 30 Sekunden der Ausbildung beginnen. Hinzufügen einer Pause alle 15 Sekunden und dann weiter mit dem Training.
    2. Legen Sie den Globus des Target Sticks in der Nähe der Ratte.
    3. Sobald die Ratte Interesse an der ganzen Welt zeigt, klicken Sie auf und belohnen Sie die Ratte. Wiederholen Sie dies mehrmals.
    4. Wenn die Ratte Interesse an der ganzen Welt mehr als vier Mal pro Minute zeigt, ist das nächste Verhalten zu verstärken "den Globus mit der Nase berühren".
    5. Wenn die Ratte dieses Verhalten für mehr als vier Mal pro Minute wiederholt wird, zu stoppen klicken und gerechte Belohnung mit der primären Verstärker.
    6. Nach vier Minuten stoppen.
  5. Training 3 (fünf Tage) und Woche 4 (drei Tage): Ändern des Käfigs durch einen Tunnel
    Hinweis: Hier wird nur auf der Durchreise des Tunnels in Richtung der sauberen Käfig noch verstärkt. Das Training in Woche 4 wurde an drei Trainingstagen verkürzt. Dieses Mal ist bereits ausreichend für Trainingserfolg und bietet die Möglichkeit für einen weiteren Tag zur Auswertung oder Datenerfassung für weitere Experimente.
    1. Bauen Sie eine Verbindung zwischen dem Hause Käfig und einen neuen sauberen Käfig durch einen Tunnel durch eine längere Version des Tunnels bereits vertraut, die Ratte einfügen.
    2. Am ersten Tag kein Training durchführen, und die Ratten den Tunnel inspizieren lassen. Es gibt eine gute Chance, die sie selbst übertragen wird, es auf eigene Faust.
    3. Am zweiten Tag geben Sie die Ratte zwei Minuten durch den Tunnel allein aus dem schmutzigen auf der sauberen Seite übertragen. Wenn die Ratte frei durch den Tunnel übertragen werden, überspringen Sie Schritt 2.5.8.
    4. Ansonsten starten Sie die ersten 30 Sekunden Trainingseinheit (Wechsel zwischen 30 Sekunden des Trainings und eine 15 zweite Pause) für vier Minuten.
    5. Klicken Sie auf, und belohnen Sie die Ratte zu, sobald es Interesse an den Tunnel zeigt.
    6. Weiter zu klicken und die Einfahrt in den Tunnel zu belohnen.
    7. Fahren Sie mit Klick und Belohnung wenn die Ratte tiefer in den Tunnel geht.
    8. Weiter in einer ähnlichen Weise, bis die Ratte den gesamten Tunnel durchzieht. Sobald die Ratte beginnt heraus spähen am Ende des Tunnels in den sauberen Käfig, präsentieren Sie die Welt des Target Sticks, Klick und Belohnung für den Globus berührt.
    9. Schließlich führen Sie die Ratte um den Tunnel zu verlassen. Verwenden Sie für diesen Prozess den Globus des Target Sticks. Stellen Sie die Welt vor dem Tunnel und klicken Sie auf und belohnen Sie die Ratte zu, sobald es in den neuen Käfig Schritte und die ganzen Welt berührt.
    10. Übertragen Sie die Ratte zurück zu den "schmutzigen" Heimat Käfig. Legen Sie eine Hand unter dem Bauch oder um die Brust und die andere Hand unterstützt die Hinterbeine der Ratten (Abbildung 1) heben. Die Welt des Target Sticks in der Mitte des Käfigs sauber zu präsentieren. Klick und Belohnung als Ratte läuft durch den Tunnel und berührt den Target Stick (Abbildung 4).
    11. Wenn die Ratte das Verhalten für mehr als vier Mal pro Minute wiederholt wird, zu stoppen klicken und gerechte Belohnung mit der primären Verstärker.
    12. Nach vier Minuten stoppen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Das Training wurde auf einer Kohorte von zehn weiblichen Lister mit Kapuze (LD) Ratten durchgeführt. Zehn untrainierte aber sanft behandelte Frau LD Ratten dienten als Kontrollgruppe. Schonende Behandlung bedeutet, dass die Ratten waren nur durch ihren Körper gehoben und an der Unterseite der Rute nicht aufgehoben. Um das Lernen durch Beobachtung zu bewerten, haben wir eine weitere Gruppe von 10 weiblichen LD-Ratten, die waren nicht ausgebildet, sondern waren Käfig-Kollegen der ausgebildete Ratten und konnten beobachten das Training. Alle Ratten die Akklimatisierung und Gewöhnung an Behandlung abgeschlossen. Die Ausbildung umfasste Umzug in einen neuen Käfig durch ein Metallrohr (Abbildung 4). Demonstration des gewünschten Verhaltens wurde belohnt (Abbildung 4). Jede Trainingseinheit wurde ausgewertet und der Trainingserfolg wurde analysiert, in drei Kategorien: Teilnahme, keine Beteiligung und exploratives Verhalten. Die ausgebildete Ratten waren im allgemeinen Interesse an der Schulung zeigte aber auch eine hohe Motivation, die neue Umgebung zu erkunden. Vor allem während der ersten Trainingstage war das explorative Verhalten sehr prominent (Abbildung 5). Nach nur drei Tagen Training eine Mehrheit der Ratten das gewünschte Verhalten angezeigt und geändert den Käfig über das Metallrohr (Abbildung 5). Nach Abschluss der fünf Tage Training, zeigten alle ausgebildete Ratten Verhalten (Abbildung 5). Die Ausbildung wurde für vier Wochen mit fünf Tagen training jeweils fortgesetzt. Nach vier Wochen "Trainingsstatus" von der beobachtenden Trainingsgruppe zu beobachten wurden diese Ratten ausgewertet. Für diese Auswertung wird die Anzahl der Male lief die Ratten durch den Tunnel in den sauberen Käfig während einer Trainingseinheit gezählt. Insgesamt 80 % der Ratten gelernt das gewünschte Verhalten durch das beobachten (Abbildung 6).

Wir weiter geprüft, ob das Training wirkt sich positiv auf die ausgebildete Ratten hatten. Daher haben wir Angst-bezogene Verhaltensweisen der Ratte während Zurückhaltung nach vier Wochen Training ausgewertet. Wasserlassen, Stuhlgang und Vokalisation aufgenommen wurden, und eine aversive errechnet (keine Angst-Verhalten = 0, eine Angst-Verhalten = 1, zwei Angst-bezogene Verhaltensweisen = 2, drei Angst-bezogene Verhaltensweisen = 3). Der ungeübte Gruppe zeigte eine bemerkenswerte Steigerung in Verhalten im Zusammenhang mit der Angst Partituren (Abbildung 7).

Figure 1
Abbildung 1 : Sanftes lifting der Ratte. Einerseits befindet sich unter dem Bauch oder um die Brust und die andere Hand unterstützt die Hinterbeine der Ratte. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2 : Schnüffeln und Aufzucht. Die Ratte zeigt Interesse an der Belohnung durch schnüffeln, stöbern oder Anheben der Hintergliedmaßen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3 : Kurze Tunnel. Belohnen eine Ratte nach einem kurzen Tunnel durchfahren. Die Beobachter-Ratte zeigt Interesse an dem Verfahren. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4 : Belohnung nach Käfig ändern. Eine Ratte ist nach dem Umzug in einen sauberen Käfig durch ein Metallrohr belohnt. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5 : Tage bis lernen. Eine Gruppe von zehn weiblichen Lister Kapuze Ratten Käfig über ein Metallrohr ändern ausgebildet wurden, durch die Verwendung von Clicker-training. Die Ausbildung wurde in drei Kategorien bewertet: Teilnahme, keine Beteiligung und exploratives Verhalten (Nd: nicht erkannt: keiner der Ratten zeigte das jeweilige Verhalten). Alle Ratten erwor-die Verhalten geschulte nach fünf Tagen training Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 6
Abbildung 6 : Beobachtungen lernen. Eine Gruppe von zehn weiblichen Lister Kapuzen-Ratten, die Käfig-Kumpels von ausgebildeten Ratten nicht unterziehen, training selbst aber durften die Ausbildung zu beobachten waren. Nach vier Wochen der Beobachtung wurden die Ratten für freiwillige Käfig Verhaltensänderung ausgewertet. Insgesamt 80 % der Beobachtungen Lernen verändert Käfige über das Metallrohr. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 7
Abbildung 7: Angst im Zusammenhang mit Verhalten Partitur. Nach vier Wochen Training alle Ratten in den 3 Gruppen (ausgebildete, beobachtende lernen, untrainierten Kontrollgruppe) wurden zurückgehalten, und Lautäußerungen, Stuhlgang und Wasserlassen wurden aufgezeichnet und anschließend verwendet, um ein Verhalten im Zusammenhang mit der Angst-Score berechnen für jede Ratte (keine Angst-Verhalten = 0, eine Angst-Verhalten = 1, zwei Angst-bezogene Verhaltensweisen = 2, drei Angst-bezogene Verhaltensweisen = 3). Die Angst-bezogene Verhaltensweisen werden als Mittelwert ± SEM dargestellt Für die statistische Analyse wurde eine einfache ANOVA mit nachfolgenden Tukey multiple Vergleiche-Test durchgeführt. Die ungeübte Gruppe zeigten eine erhöhte Angst-Verhalten-Ergebnis im Vergleich zu, dass der ausgebildete und beobachtende Gruppen lernen. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Das oben beschriebene Protokoll eignet sich eine erweiterte Anwendung unserer zuvor beschriebenen Clicker Training Protokoll für Labor-Mäuse-10. Die Umsetzung erfordert nur wenige Minuten pro Tag über insgesamt sieben Wochen, einschließlich der Akklimatisation, Gewöhnung und Clicker-training. Auf Machbarkeit beschränkte sich dieses Protokoll auf Wochentage mit Sitzungen von ca. zehn Minuten pro Paar von Ratten. Das Protokoll kann zeitaufwendig herzustellen in große Ratte Kolonien erscheinen, aber wenn die Tiere für langfristige Experimente oder als Züchter bestimmt sind, kann es helfen, um den Prozess der Käfig ändern auf lange Sicht zu verbessern. Darüber hinaus kann eine geringere Störung während der Durchführung von Experimenten die Qualität der Ergebnisse verbessern. Darüber hinaus aller Zeiten spannen in diesem Protokoll vermerkt sind Empfehlungen und können geändert werden, um spezifischen Anforderungen jedes Labor passen. Zeitspannen können verkürzt werden, wenn die Tiere die Aufgaben schnell lernen oder die Ratten bereits gewöhnt haben. In der Regel die Ratten interessieren sich für die Ausbildung und erfordern nur wenige Wiederholungen, das gewünschte Verhalten zu erwerben "Käfig ändern durch ein Rohr". Auch ohne Training freiwillige Ratten gelernt, führen Sie das gewünschte Verhalten durch Beobachtung, da 80 % der Beobachtungen lernen-Gruppe erfolgreich im tätig Käfig ändern, wenn getestet. Hier präsentieren wir Ihnen eine Methode für ausgebildete Käfig ändern, denn es eine häufig durchgeführte Routineverfahren in der Tierhaltung ist und bekannt, um Stress bei Tieren zu verursachen. Dieser Stress ist zumindest teilweise durch die körperliche Störung während der Käfig Änderung2,4. Training gibt der Ratten die Möglichkeit, freiwillig bei der Durchführung dieses Verfahrens Tierhaltung zusammenzuarbeiten. Eine Auswahl bei der Einbeziehung in eine Aufgabe wird vorgeschlagen, um die wohltuende Wirkung auf die Tiere haben und daher könnte helfen, um Stress28zu reduzieren. Training ist auch vorteilhaft in anderen Art und Weise, wie es als eine Form der kognitiven Anreicherung dient. Die positive Wirkung auf die Ratten wurde durch eine Verringerung der Angst-Verhalten auf sein Verhalten deutlich sichtbar. Nicht nur direkte Ausbildung schien zu vorteilhaft für die Behandlung später dieser Ratten, sondern Beobachtungen lernen reduziert die Angst ähnliches Verhalten Punktzahl sowie. Unsere Ratten wurden in Standardumgebungen, angereichert mit einer PVC-Tunnel und Tissue-Papier gehalten. Zusätzlich zu der Ausbildung wurden alle Ratten in drei Gruppen ein Kitzeln Test unterzogen. Dementsprechend wir Defizite im Wohlbefinden in einer der Gruppen nicht erkennen, da gab es keine Unterschiede in der Saccharose Präferenz oder Graben Verhalten zwischen den drei Gruppen (Daten nicht gezeigt). Dennoch erschien die Ausbildung für die Ratten vorteilhaft, da sie weniger Angst-Verhalten zeigten, während zurückgehalten wird.

Auf der einen Seite könnte Ausbildung die Ratten zu einer nonstressful Interaktion zwischen Mensch und Tier, aus denen die Tiere deutlich profitieren. Auf der anderen Seite jedoch Kontakt zwischen Menschen und Tieren trägt immer ein Risiko der Kontamination der Hygiene. Insbesondere Kontakt zwischen den Tieren und unbedeckte Haut der Experimentator oder Tier Hausmeister Themen führt zu eine höhere Infektionsrate in Ratten24. Daher je nach Hygiene, die Tiere sollten sorgfältig geschult und Schutzkleidung sollte von Trainern mit notwendigen Anpassungen des Protokolls je nach Anforderung der Anlage getragen werden. Zum Beispiel kann das Metallrohr weggelassen werden, wenn ausreichend Reinigung das Rohr nicht möglich oder zu aufwendig für die tägliche Arbeit ist. Wir nutzten das Rohr, weil es eine einfache Messung der Trainingserfolg erlaubt und verhindert auch, dass Ratten spontan abwechselnd in Käfigen. Es ist jedoch auch möglich, Ratten, Käfige zu ändern, indem die Käfig-Wände vom alten auf den neuen Käfig zu trainieren. Dieser Prozess könnte sogar das Verfahren beschleunigen, wenn Käfig ändern häufig auftritt, denn Ratten sehr neugierig und explorative sind. Bei der Auswahl der Rohre und der Lohn in Bezug auf Hygiene, sicherzustellen, dass beide leicht sind zu reinigen, desinfizieren, oder Autoklaven. Das Protokoll kann zu einer Reihe von Forschung Einstellungen angepasst werden. Beispielsweise können Brücken genutzt werden, die es erlauben, der Rats Käfige ohne physische Gefahr oder Störung der Wunden nach chirurgischen Eingriffen zu ändern. Dieses Protokoll ermöglicht auf lange Sicht weniger direkten Kontakt zwischen den trainierten Tieren und die Tierpfleger. Die Tiere sind somit eine geringere Keimbelastung ausgesetzt. Ferner benötigen nicht alle Ratten aufgrund der erfolgreichen Beobachtungen Lernen der Ratten, Training. Diese Beobachtungen lernen möglicherweise besonders hilfreich bei der Zucht Käfige, wie der Nachwuchs möglicherweise in der Lage, das Verhalten direkt von der Mutter lernen. Reduzierung des direkten aber nicht insgesamt Kontakts zwischen Ratten und Tierpfleger kann helfen, das Risiko der Kontamination während gleichzeitig der Aufbau einer Beziehung des Vertrauens durch die Ausbildung. Hygienischen Niveau ist von großer Bedeutung da interkurrente Infektionen, die während der Brut- und experimentellen Phasen können erheblich einschränken, die wissenschaftliche Bedeutung der Tierversuche; Somit kann dieses Protokoll helfen, um Wohlbefinden und Wissenschaft29weiter zu verbessern.

Für die erfolgreiche Anwendung dieses Protokolls sollten einige Punkte berücksichtigt werden. Eine Eingewöhnungszeit für die Ratten muss aufrecht erhalten, wenn sie vor dem Training transportiert wurden. Die Länge der Eingewöhnungszeit sollte die wissenschaftliche Fragestellung angepasst werden. Frühere Studien haben gezeigt, dass eine Zeit, die innerhalb von drei Tagen möglicherweise ausreichend für bestimmte Experimente30,31, während eine weitere Studie zeigte, dass Plasma bleiben Glukokortikoiden erhöht über zwei Wochen32. In der vorliegenden Studie wählen wir eine Eingewöhnungszeit von 14 Tagen nach dem Transport vom kommerziellen Züchter die Tierstation. Jede Ratte muss auf Anzeichen von Unbehagen vor dem Training überwacht werden. Wenn der Experimentator nicht mit Ratten vertraut ist, können Tools wie der Ratte Grimasse Skala für Referenz-33verwendet. Ohne diese Überlegungen könnten die Ausbildung Erfolgsrate reduziert werden. Ratten sind von Natur aus sehr ängstlich und erfordern zusätzliche Gewöhnung Phasen. Versuch, eine ängstliche Tier trainieren erbringt nur begrenzten Erfolg. Je weniger gestresst und ängstlich, die Tiere sind in den Beginn des Experiments, desto schneller die Ausbildung abgeschlossen sein wird.

Das Ende der Phase der Gewöhnung ist der optimale Zeitpunkt zum Rekord Basisdaten für weitere Experimente. Das Protokoll sollte angehalten werden, wenn invasive Methoden für das Experiment sind. Eine invasive Methode bezeichnet eine Methode, die gleich oder über milde Schweregrad gemäß Anhang VIII "Schwere Classification of Verfahren" der Richtlinie 2010/63/EU9.

Für die Trainingseinheit kann ein Trainingsplan ein hilfreiches Werkzeug, um sicherzustellen, dass das Protokoll in der gewünschten Weise konsequent durchgeführt werden. Eine solche Planung ist besonders wichtig, wenn andere Experimentatoren oder Handler beteiligt sind.

Zusammen genommen, kann dieses sehr einfache, anwendungsorientierte Protokoll nicht nur Stressabbau während Tierhaltung Verfahren und Forschung Einstellungen aber möglicherweise auch haben positive Auswirkungen auf die Tierhygiene. Käfig Änderung training bei Ratten kann daher qualitativ hochwertige Forschung und das Wohlergehen der Forschungstiere erleichtern.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Die Autoren sind Thomas Wacker für seine technische Unterstützung sehr dankbar. Wir danken Dr. Mirjam Roth weiter für ihre freundliche Unterstützung.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Target Stick with Clicker Trixie 2282
Metal Pipe (Alu Flexrohr nw 100) Rotheigner available in construction marktes
White Chocolate/ white chocolate cream Company doesn't matter, preferable organic quality
Prism Version 6.0 for Mac GraphPad Software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Balcombe, J. P., Barnard, N. D., Sandusky, C. Laboratory routines cause animal stress. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 43 (6), 42-51 (2004).
  2. Sharp, J., Zammit, T., Azar, T., Lawson, D. Stress-like responses to common procedures in individually and group-housed female rats. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 42 (1), 9-18 (2003).
  3. Sharp, J. L., Zammit, T. G., Lawson, D. M. Stress-like responses to common procedures in rats: effect of the estrous cycle. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 41 (4), 15-22 (2002).
  4. Duke, J. L., Zammit, T. G., Lawson, D. M. The effects of routine cage-changing on cardiovascular and behavioral parameters in male Sprague-Dawley rats. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 40 (1), 17-20 (2001).
  5. Saibaba, P., Sales, G. D., Stodulski, G., Hau, J. Behaviour of rats in their home cages: Daytime variations and effects of routine husbandry procedures analysed by time sampling techniques. Laboratory Animals. 30 (1), 13-21 (1996).
  6. Sharp, J. L., Zammit, T. G., Azar, T. A., Lawson, D. M. Stress-like responses to common procedures in male rats housed alone or with other rats. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 41 (4), 8-14 (2002).
  7. Pekow, C. Defining, measuring, and interpreting stress in laboratory animals. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 44 (2), 41-45 (2005).
  8. Wilson, L. M., Baldwin, A. L. Effects of environmental stress on the architecture and permeability of the rat mesenteric microvasculature. Microcirculation. 5 (4), 299-308 (1998).
  9. The European Union European Parliament and the Council of the European Union. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22. Official Journal of the European Union. , The European Union European Parliament and the Council of the European Union Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 33-79 (2010).
  10. Leidinger, C., Herrmann, F., Thöne-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. 2017 (121), 1-12 (2017).
  11. Westlund, K. Training is enrichment-And beyond. Applied Animal Behaviour Science. 152, 1-6 (2014).
  12. Laule, G., Desmond, T. Positive reinforcement training as an enrichment strategy. Second Nature: Environmental Enrichment for Captive Animals. , 302-313 (1998).
  13. Laule, G. E., Bloomsmith, M. A., Schapiro, S. J. The Use of Positive Reinforcement Training Techniques to Enhance the Care, Management, and Welfare of Primates in the Laboratory. Journal of Applied Animal Welfare Science. 6 (3), 163-173 (2003).
  14. Kogan, L., Kolus, C., Schoenfeld-Tacher, R. Assessment of clicker training for shelter cats. Animals. 7 (10), 1-11 (2017).
  15. Miller, R., King, C. E. Husbandry training, using positive reinforcement techniques, for Marabou stork Leptoptilos crumeniferus at Edinburgh Zoo. International Zoo Yearbook. 47 (1), 171-180 (2013).
  16. Vertein, R., Reinhardt, V. Training female rhesus monkeys to cooperate during in-homecage venipuncture. Laboratory Primate Newsletter. 28, 1-3 (1989).
  17. Bloomsmith, M. A., et al. Positive reinforcement training to elicit voluntary movement of two giant pandas throughout their enclosure. Zoo Biology. 22 (4), 323-334 (2003).
  18. Bloomsmith, M. A., Stone, A. M., Laule, G. E. Positive reinforcement training to enhance the voluntary movement of group-housed chimpanzees within their enclosures. Zoo Biology. 17 (4), 333-341 (1998).
  19. Veeder, C. L., Bloomsmith, M. A., McMillan, J. L., Perlman, J. E., Martin, A. L. Positive reinforcement training to enhance the voluntary movement of group-housed sooty mangabeys (Cercocebus atys atys). Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 48 (2), 192-195 (2009).
  20. Coleman, K., Maier, A. The use of positive reinforcement training to reduce stereotypic behavior in rhesus macaques. Applied Animal Behaviour Science. 124 (3-4), 142-148 (2010).
  21. Newcomer, C. E., Fox, J. G. Zoonoses and other human health hazards. The Mouse in Biomedical Research, Vol. II, Diseases. , 719-745 (2007).
  22. Boot, R., Koopman, J. P., Kunstýl, I. Microbiological standardization. Principles of Laboratory Animal Science. , 143-165 (1993).
  23. Nicklas, W. Possible routes of contamination of laboratory rodents kept in research facilities. Scandinavian Journal of Laboratory Animal Science. 20, 53 (1993).
  24. FELASA working group on revision of guidelines for health monitoring of rodents and rabbits et al. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Laboratory Animals. 48 (3), 178-192 (2014).
  25. Nicklas, W., et al. Implications of infectious agents on results of animal experiments. Laboratory Animals. 33, 39-87 (1999).
  26. Tierärztliche Vereinigung für Tierschutz e.V. Merkblatt Nr. 160. Heimtiere: Ratten. , (2014).
  27. Cloutier, S., Panksepp, J., Newberry, R. C. Playful handling by caretakers reduces fear of humans in the laboratory rat. Applied Animal Behaviour Science. 140 (3-4), 161-171 (2012).
  28. Bassett, L., Buchanan-Smith, H. M., McKinley, J., Smith, T. E. Effects of Training on Stress-Related Behavior of the Common Marmoset (Callithrix jacchus) in Relation to Coping With Routine Husbandry Procedures. Journal of Applied Animal Welfare Science. 6 (3), 221-233 (2003).
  29. Baker, D. G. Natural pathogens of laboratory mice, rats, and rabbits and their effects on research. Clinical Microbiology Reviews. 11 (2), 231-266 (1998).
  30. van Ruiven, R., Meijer, G. W., Wiersma, A., Baumans, V., Van Zutphen, L. F. M., Ritskes-Hoitinga, J. The influence of transportation stress on selected nutritional parameters to establish the necessary minimum period for adaptation in rat feeding studies. Laboratory Animals. 32 (4), 446-456 (1998).
  31. Capdevila, S., Giral, M., Ruiz de la Torre, J. L., Russell, R. J., Kramer, K. Acclimatization of rats after ground transportation to a new animal facility. Laboratory Animals. 41 (2), 255-261 (2007).
  32. Arts, J. W. M., Kramer, K., Arndt, S. S., Ohl, F. The impact of transportation on physiological and behavioral parameters in Wistar rats: implications for acclimatization periods. ILAR journal / National Research Council, Institute of Laboratory Animal Resources. 53 (1), 82-98 (2012).
  33. Sotocina, S. G., et al. The Rat Grimace Scale: A Partially Automated Method for Quantifying Pain in the Laboratory Rat via Facial Expressions. Molecular Pain. 7, (2011).

Tags

Verhalten Ausgabe 140 Käfig ändern Clicker Training Positive Verstärkung Schulungen Verfeinerung Hygiene Wohlbefinden
Verwendung von Clicker-Training und soziale Beobachtung beibringen Ratten Käfige freiwillig ändern
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Leidinger, C. S., Kaiser, N.,More

Leidinger, C. S., Kaiser, N., Baumgart, N., Baumgart, J. Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages. J. Vis. Exp. (140), e58511, doi:10.3791/58511 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter