Summary
Raffinering av svinestudier oppnås ved å introdusere en standardisert sjekkliste og positiv forsterkningstrening ved hjelp av en klikker. Dette arbeidet støtter innsamling av prøver og gjennomføring av daglige gjøremål relatert til dyrene.
Abstract
Implementering av 3R-initiativer er viktig. For å avgrense livet til laboratoriegriser fokuserte vi på tidsperioden før inkludering av dyr i eksperimenter. Vi forbedret sjekklisten under utviklingen. Ved å bruke sjekklisten ble hver enkelt griss fremgang dokumentert. Dette hjelper vaktmesterne slik at de forblir fokusert på handlingene som er nødvendige for å sosialisere dyrene og begrense dyrets stress- og angstnivå. I løpet av denne fasen blir grisene rolige og klare til å starte ytterligere klikktrening for å begrense stress ytterligere i den eksperimentelle perioden. Grisene vil lett tillate at grunnleggende utfallstiltak samles uten sedasjon eller fiksering.
Protokollen er delt i to. Først overgangsfasen som begynner når grisene kommer til forskningsanlegget. Å introdusere godbiter og gradvis nærmere kontakt med vaktmesterne er de første trinnene. Deretter introduserer vaktmesteren tiltak for å kunne berøre hodet og baken, for å etterligne for eksempel å manipulere øret for å ta en blodprøve eller baken for å oppnå en rektal temperatur. Et sterkt fundament er etablert i dyrepasserforholdet, og dette minimerer raskt stresset grisene uttrykker etter ankomst. For det andre begynner den positive forsterkningstreningen å lære dyret hvordan man utfører mer komplekse oppgaver uten å bli stresset. En klikker introduseres som en sekundær forsterker.
Tid, struktur, utdanning og grundig kommunikasjon synes å være de viktigste kriteriene for å lykkes med anvendelsen av denne protokollen. I tillegg til å ha rolige og kompatible griser, rapporterer vaktmesterne at de liker fokuset de har lov til å gi hver enkelt gris, og legger til deres generelle jobbtilfredshet. Å ha vaktmestere med et sterkt engasjement, og fokus på overgangen og velferden til hver gris, styrker i tillegg avdelingens kultur for omsorg.
Introduction
Prinsippene for 3Rs (Replacement, Reduction and Refinement) diskutert av Russell og Burch i 1959, danner dagens grunnlag for høye etiske standarder for bruk av dyr til eksperimentelle formål. I biomedisinske forskningsfasiliteter engasjert i prekliniske laboratoriedyrstudier må stor betydning følges raffinementsprinsippet. "Raffinement betyr enhver reduksjon i forekomsten eller alvorlighetsgraden av umenneskelige prosedyrer som brukes på de dyrene som fortsatt må brukes"1.
En moderne definisjon sier i tillegg at raffinement er "fremme forskning på dyrevelferd ved å utnytte de nyeste in vivo-teknologiene og ved å forbedre forståelsen av velferdspåvirkningen på vitenskapelige resultater"2. Dette innebærer at ikke bare dagens raffineringsinitiativer er viktige for dyrets velferd i seg selv, men at de også er viktige for forskningskvaliteten, da vitenskapelige resultater vil dra nytte av disse initiativene 3.
Et raffineringsinitiativ å vurdere er å sosialisere og trene eksperimentelle dyr. De kan være opplært til å utføre en bestemt oppgave, for eksempel gå på en skala eller oppføre seg rolig mens blodprøver trekkes. Noen arter kan være mer naturlig avhendet til trening enn andre, og dette påvirker tradisjonen for trening av dyrearter i laboratoriet. Tradisjonelt har trening av hunder blitt utført i århundrer, for eksempel for å bruke hunden i jakt. Disse historiske tradisjonene har helt sikkert gjort treningen av hunder i biomedisinsk forskning enklere. Sammen med ikke-menneskelige primater har trening av laboratoriehunder blitt diskutert og gjennomført i ganske lang tid4,5.
Felles for begge disse artene er at de rangerer høyt på den "sosio-zoologiske skalaen". Denne skalaen rangerer dyr i henhold til deres sted og bruk i det menneskelige samfunn 6. Rangering høyt bærer også med seg en stor offentlig etterspørsel etter å behandle dyrene så humant som mulig og begrense stress- og angstnivået. Gnagere, i motsetning til hunder og ikke-menneskelige primater, er plassert i den nedre enden av den sosio-zoologiske skalaen. De har ikke fått tilsvarende offentlig oppmerksomhet og omsorg. Historisk har de blitt behandlet mindre bra - antagelig også på grunn av deres evne til å spre livstruende sykdom. Men i løpet av de siste årene har opplæring av gnagere blitt implementert i prekliniske forskningsmiljøer, og herav relaterte vitenskapelige fordeler har ikke gått ubemerket hen. Både rotter og mus er interessant ganske lett trente, og treningen begrenser også stressresponsen og styrker dermed vitenskapelige resultater7,8.
Rapportering om hvordan man sosialiserer og trener griser i et laboratorium dyr setting er til vår kunnskapknappe 9. På den sosio-zoologiske skalaen plasseres griser mellom hunder og gnagere. Vi anerkjenner arten først og fremst som en matressurs, men likevel brukes et ganske stort antall griser også i biomedisinsk forskning. Bare i EU ble ca 75.000 griser brukt årlig til vitenskapelige formål i 2015-2017 10. Dette tallet omfatter både gårdssvin og miniatyrgriser. Det er et økende fokus på å raffinere livene til disse dyrene ved å trene som et tiltak for å overholde 3R-ene. Både gårdsgriser og miniatyrgriser kan faktisk trenes 11,12, men utgangspunktet når det gjelder sosialisering varierer. Miniatyrgriser blir avlet for forskning og sosialisert i løpet av deres tidlige levetid. De er avlet for å ha et rolig temperament. Husdyr blir avlet til forbruk og ofte ikke sosialisert i det hele tatt. Etterbehandler griser til kjøttproduksjon i Danmark er vanligvis plassert i høy tetthetsgrupper på 15-25 griser der de må konkurrere om å tjene en posisjon i flokkens hierarki. Deres temperament gjenspeiler den evnen. Ofte er de plassert i stabile anlegg med et delvis planlagt gulv for å begrense arbeidsmengden ved å mucking ut. For å optimalisere vektøkningen blir de matet ad libitum gjennom automatiserte mat- og vannleveringssystemer. Derfor er deres kontakt med gårdsarbeidere begrenset, og de vil bli stresset når de håndteres. Dette byr på visse utfordringer når dyrene overføres til et forskningsanlegg. Her spiller dyrevelferden, husdyrholdet og 3R-ene en nøkkelrolle13,14. Fra et forskningsperspektiv er hvert enkelt dyr viktig for å oppnå best mulig forskningsresultater. Dyrenes velferd er også viktig for å sikre en lav variasjon mellom dyr når det gjelder stress, angst og frykt. Av disse grunnene er det viktig å være oppmerksom på overgangen fra et "flokkdyr" til et "individ". Ved ankomst går grisene inn i et nytt miljø med nye dufter, ny mat, daglig kontakt med dyrepassere og ofte også nye pennekamerater. For en gris kan skiftet være veldig stressende, og betydningen av en akklimatiseringsperiode på flere dager er anerkjent i laboratoriedyrvitenskap15.
Ved å strukturere akklimatiseringsperioden har vi laget det vi kaller en "overgangsfase" ved hjelp av en strukturert trinnvis sjekkliste. Sjekklisten sikrer at hver gris får tilstrekkelig vaktmesterkontakt og lærer å tillate grunnleggende håndtering for undersøkelse og prøveinnsamling uten å være stresset. Kontinuerlig arbeid kan deretter utføres for å trene grisene ved hjelp av positiv forsterkningstrening rettet mot hvert enkelt forskningsprosjekt16,17. En klikker brukes til å signalisere en matbelønning når ønsket handling utføres. Ved å kombinere trinnene fra overgangsfasen med ekstra klikktrening av grisene, får dyrene en jevn bosetting på forskningsanlegget. De blir rolige og enkle å håndtere og kan med liten innsats læres å stå stille for for eksempel blodprøvetaking. Ved bruk av denne typen håndteringsprotokoll erstattes gammeldagse teknikker som sedasjon av dyrene eller snarer. For å sikre at alle griser håndteres tilstrekkelig, fylles en sjekkliste ut.
Det blir allment akseptert at dyr faktisk føler positive følelser og så fokus når de arbeider med dyrene, bør ikke bare være på fjerning av negative følelser 18. Treningsøkten med vaktmesteren er et eksempel på en positiv emosjonell opplevelse. Det er ganske hyggelig for grisen, da den mottar godbiter og oppmerksomhet. Foruten fordelen med å redusere håndteringsstress og fryktrelatert atferd på anlegget, gir trening av dyrene en mulighet til å gi dyrene positive følelsesmessige opplevelser. Å legge til positive erfaringer kan motvirke noen av de negative opplevelsene som forsøksdyr møter i forhold til utførte eksperimenter og vil dermed ytterligere øke dyrevelferden 19,20.
Mens grisene tydeligvis liker treningsøktene, gir øktene samtidig vaktmesteren en mulighet til å styrke båndet til hver enkelt gris. Å være en dyrepasser, utføre smertefulle handlinger, som injeksjoner av dyrene, er en del av jobben. Men å kunne trene dyrene og gjøre disse handlingene til positive opplevelser er givende i seg selv. Det øker vaktmesternes engasjement og spiller en nøkkelrolle i å styrke avdelingens omsorgskultur21,22,23.
Grisene ble plassert i henhold til institusjonens dyrevelferdspolitikk, som viser til nasjonal lovgivning om dyreforsøk, bolig og husdyrhold. Protokollen kan brukes på avvennede griser i alle aldre. For utviklingen av overgangssjekklisten (figur 1) ble det brukt totalt 40 kvinnelige crossbred farm griser (Danish Landrace-Yorkshire-Duroc) som veide 35-80 kg (Tabell 1). Grisene ble tildelt en gruppe avhengig av ankomsttid. Grisene ble plassert i forskningsstabilanlegget i perioden januar - september 2020. Alle gårdsgriser blir oppdrettet på en tradisjonell sågård og flyttet til en samarbeidende gård når den veier ca 15 kg. Minst to uker før de inkluderes i overlevelsesstudier, transporteres grisene til universitetets forskningsstallanlegg. I løpet av de to første ukene foregår overgangen fra husdyr til forskningsdyr. Protokollen består av ikke-skadelige og positive handlinger og kan derfor initieres umiddelbart som en del av akklimatiseringsperioden.
Grisene ble plassert en etter en i penner som måler 3,4 - 6,8 m2 på faste betonggulv og har tilgang til vann via en automatisk vannforsyning. Det er et fôringsbakke for hver gris, og minst en del av separasjonen til nabopennene tillater snutekontakt. Når griser er planlagt å motta kirurgiske inngrep eller få utstyr implantert, de er plassert alene for å unngå penn mates slikking og biting i sår og trekke implantater ut. Sengetøymaterialet er halm og dyrene er ytterligere beriket med hø og forskjellige aktivitetsleker, for eksempel tau, baller, bøtter, tyggepinner laget av plast (figur 2).
Dyrene kommer fra en flokk inkludert i det nasjonale helseovervåkingsprogrammet for husdyr, noe som betyr at de blir screenet for syv patogener24 som kan påvirke griser i en produksjonsinnstilling. Halvårlige tilfeldige kontroller utføres for forskningsbesetningen basert på FELASA-anbefalinger25,26, i tillegg til prøver fra griser som garanterer diagnostikk på grunn av uventede forskningsresultater. Noen av grisene som ble brukt til dette prosjektet var seropositive for porcin reproduktivt og respiratorisk syndrom; Imidlertid viste ingen av grisene noen kliniske symptomer som tilsvarer infeksjon. Alle prøver som ble evaluert ved hjelp av polymerasekjedereaksjon var negative, noe som bekreftet at grisene var i en sunn tilstand.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Grisene som ble brukt til å validere protokollen var en del av studier godkjent av Dyreforsøksrådet - en nasjonal statlig institusjon som evaluerte og godkjente alle dyreforsøk i Danmark. Rådet gjør den etiske gjennomgangen lik en IACUC.
1. Ankomst til forskningsanlegget
- Først vask grisene i et utpekt område for å tillate en grundig visuell inspeksjon. Bruk en ekskluderingsliste for å utelukke griser med sår, ørebitt, abscesser, lameness etc., slik at bare dyr som virker klinisk sunne, får komme inn i anlegget.
- Etter vask sorterer grisene i grupper i henhold til fargemerker. Fargemerkene indikerer hvilke griser som har vært pennekamerater hos leverandøren. Dette er viktig siden griser vil kjempe for å etablere et hierarki når de blir introdusert til nye pennekamerater. Å holde dem sortert i grupper sammen med griser de er allerede kjent med begrenser denne kampen betydelig.
- La grisene være uforstyrret (unntatt når de blir matet om ettermiddagen) resten av ankomstdagen, da de kan være ganske stresset etter transport.
2. Del én: Overgangsfasen (estimert tid 4-6 dager)
MERK: Grisene holder seg i hjemmepennen under aktivitetene som utføres i overgangsfasen. Vi bruker et halvt eple for hver godbitøkt. Fremdriften for hver enkelt gris skårer i sjekklisten for overgangsfaseprogresjon (Figur 1 og Tilleggsfil 1).
- På de to påfølgende dagene etter ankomst, introdusere godbitene.
- Kastet behandler noen få om gangen (halvt eple totalt) i pennen to ganger daglig for å la grisene søke etter godbitene alene og stå stille like utenfor pennen. Bortsett fra å bli kjent med godbiter, er målet at dyret positivt forbinder godbiten med tilstedeværelsen av en vaktmester.
- På dag tre og påfølgende dager introduserer du å gjøre grisen kjent med "håndtering av en vaktmester". Skriv inn pennen under fôring.
- Sett deg ned på armlengdes avstand fra grisen mens den spiser (Figur 3). Trekk rolig en hånd mot grisen for å berøre ryggen. Berøringen bør være mer enn to sekunder for å telle som vellykket. Hvis grisen rygger bort fra maten, trekk hånden sakte.
- Vent til dyret begynner å spise og utføre handlingen igjen. Hvis dyret rygger bort fra maten igjen, må du slutte å prøve å berøre den, men forbli inne i pennen ved siden av troughen (2-3 minutter totalt for økten).
- Gå videre i håndteringsprosedyren når grisen godtar å bli berørt på ryggen mens den spiser. Beveg hånden rundt på baksiden i begge retninger av hodet og halen.
- Berør hodet og ørene hvis grisen godtar det. Hvis grisen på noe tidspunkt rygger bort fra en handling, stopper handlingen, men forblir inne i pennen i den gjenværende tiden (2-3 minutter totalt for økten). Øret er viktig da det muliggjør blodprøvetaking fra et intravenøst kateter i øret.
- Reis sakte for å kunne berøre haleområdet som er det andre viktige området. Å stå og bevege seg rundt er mer skremmende for grisen, og derfor blir dette trinnet scoret uavhengig. Når grisen aksepterer å ha området berørt og halen manipulert, kan en rektal temperatur tas for å støtte de fleste forskningsprotokoller.
- For ytterligere å styrke båndet mellom vaktmester og dyr, gå inn i pennen under to økter bortsett fra fôringstidene. Tilby grisen godbiter (en skive om gangen) i løpet av to økter (2-3 minutter hver), mens du sitter i et hjørne inne i pennen. Først gir godbitene fra en utstrakt arm, men reduserer avstanden gradvis slik at grisen må komme nærmere for å få sin belønning.
- Den siste fasen av overgangsfasen er å kunne berøre grisen i de spesifikke områdene av kroppen og bruke bare noen få godbiter for å gjøre det. Skriv inn pennen mens en annen vaktmester står utenfor pennen og tilbyr en godbit eller to til grisen. Belønn grisen for å være rolig og tillate berøring som beskrevet og samtidig være i stand til å holde alle fire hovene på bakken (ikke hoppe opp på gjerdet på pennen).
3. Del to: Påbegynne klikktrening
MERK: Etter overgangsfasen er dyrene klare til å starte klikktreningen. Det anbefales at treningen utføres i et bestemt område, da det hjelper grisen å gjenkjenne at en treningsøkt er i ferd med å begynne. Flere korte økter i løpet av dagen er bedre enn en lengre økt.
- Ta en gris om gangen utenfor hjemmepennen og inn i det angitte treningsområdet. Hvis området som brukes er nytt for grisen, bør de første øktene være uten trening og strengt utforskende med noen få godbiter i løpet av ca 5-7 minutter utforskning per gris.
- Introduser klikkeren som sitter eller står med godbitene utenfor grisens rekkevidde. Klikk når grisen viser interesse, og gi umiddelbart en godbit. Gjør dette i rask rekkefølge mens grisen opprettholder interesse. Hvis grisen mister interessen, pause klikk-og-behandle til grisen tar kontakt igjen. Denne økten bør ikke være lengre enn 10 minutter.
- Grisen vil forstå klikket raskt, men det er viktig å gjøre sammenhengen mellom klikk og behandle veldig sterk. Gjenta trinnet noen få økter på rad for å gjøre tilknytningen mellom klikk og godbit sterk. Test om grisen forbinder klikket med en godbit ved å klikke en gang og ikke følge dette med en godbit og overvåke grisens oppførsel nøye. Hvis grisen ser seg ivrig rundt og forventer godbiten, er treningen fullført, om ikke utføre noen ekstra økter.
- Når klikket er kjent av grisen, introdusere målpinnen. En målpinne er en pinne med et merket område i den ene enden. Hold målenden i høyden på snuten. På et tidspunkt vil grisen berøre den av nysgjerrighet. Klikk i det aller andre at grisen berører målet og gir en godbit.
- Presenter målet igjen umiddelbart, og hvis du berører, klikk igjen og gi en godbit. Fortsett måltreningen til grisen forstår at den vil bli belønnet for å berøre målet. Flytt målet gradvis lenger unna, slik at grisen må bevege seg videre for å komme til målet.
- Når grisen følger målet når den flyttes rundt, legg til flere utfordringer ved å sette gjenstander inn i treningsområdet, så grisen må konsentrere seg hardere om målpinneoppgaven for å få belønningene.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Ved å bruke overgangsfasen som beskrevet i protokollens del, gir man mulighet for en jevn innføring av gårdssvin til forskningsanlegget. Å ha rolige griser til å jobbe med letter daglige gjøremål og gjør det mulig å utføre mindre prosedyrer og prøvetaking uten anestesi eller fiksering.
For å følge svinefremdriften i overgangsfasen ble det utviklet en sjekkliste (Sjekkliste 1) for å markere når individuelle griser når definerte trinn i overgangen. Grisene skal etter planen gå inn i forskningsprosjekter innen to uker etter ankomst, og det totale antallet dager var tiltaket som ble valgt for å vise suksessen til overgangen.
Basert på sjekkliste 1 har overgangsfasen på 20 griser blitt fulgt for å verifisere at det er mulig å overføre griser fra gris til forskningsgris innen to uker (figur 4). Alle griser fullførte listen innen 12 dager, og viste at tidsrammen som var angitt var tilstrekkelig.
Sjekkliste 1 ble endret basert på de første opplevelsene. En ny streng sjekkliste (Sjekkliste 2) ble utviklet. For å forbedre og standardisere overgangen ytterligere, økte den store revisjonen antall daglige økter og begrenset tiden som ble brukt per økt. Sammenligning av de to sjekklistene viser at griser som gikk over med Sjekkliste 2 hadde lignende progresjon i løpet av de første overgangsdagene, mens de senere trinnene ble nådd raskere. En sammenligning mellom bruk av Sjekkliste 1 og Sjekkliste 2 kan ses i figur 5.
Etter ferdigstillelse av overgangsfasen vil dyrene tillate grunnleggende utfallstiltak som å ta temperatur og inspeksjon av kirurgiske sår. Når en gris (kvinne) har blitt overført for å tillate berøring av haleområdet, kan en urinprøve samles ved hjelp av en stomipose plassert rundt de ytre kjønnsorganene, men under anus (Figur 6).
Et annet eksempel på et datautfall som kan samles inn, er en blodprøve. På vårt anlegg plasserer vi ofte et venøst kateter i en øreåre under operasjonen. Etter utvinning kan kateteret brukes til å administrere medisin for å redusere antall intramuskulære injeksjoner, ta flere blodprøver for å støtte prosjektet og evaluere grisens tilbakevending til normal fysiologi (Figur 7).
Ved å gå videre fra overgangsfasen vil klikktreningen bygge på overgangsfasen for å gi ytterligere fordeler under håndtering og for å få resultatdata. Opplæring av grisene til å følge en målpinne vil tillate vaktmesteren å flytte grisen, for eksempel på en skala for å overvåke kroppsvekt (figur 8) eller inn i en transportkasse (figur 9) hvis grisene må transporteres til kirurgi eller et bildeanlegg. For ett prosjekt ble grisene opplært til å stå stille mens medisinen ble administrert i øynene (figur 10).
Når du starter klikkertreningen, blir det tydelig at hver gris er unik og de reagerer forskjellig på treningen. Under trening er dette anerkjent og treningsøkter innkvarteres deretter. Noen griser trenger to eller tre ganger så mange treningsøkter for å lære den samme oppgaven, noe som kan være problematisk hvis visse oppgaver må læres på bestemte tidspunkter for å støtte forskningsprosjektet.
| Dyredata | Sjekkliste 1 (n=20) | Oppdatert sjekkliste (n=20) |
| Art | Husdyr (Sus scrofa domesticus) | Husdyr (Sus scrofa domesticus) |
| Rase | (Dansk Landrace x Yorkshire) x Duroc | (Dansk Landrace x Yorkshire) x Duroc |
| Sex | Kvinnelig | Kvinnelig |
| Vekt | 35-80 kg (gjennomsnittlig 47,5 kg) | 40-80 kg (gjennomsnittlig 62,5 kg) |
| Alder | 10-22 uker | 10-22 uker |
Tabell 1: Grunnleggende egenskaper ved grisene som brukes til å evaluere sjekklistene.
Figur 1: Sjekklisten for overgangsfasen. Som illustrert foregår flere av aktivitetene samme dag, men med ulike tidsintervaller. Trinn 3-5 finner sted under fôring, mens trinn 1-2 og 6-7 foregår på definerte tidspunkter i løpet av dagen. Legg merke til at hver økt må utføres i løpet av den tiden som er angitt på toppen av sjekklisten, men det tar bare ca. 2 minutter å utføre per gris. De skyggelagte boksene angir at oppgaven ikke skal utføres. Den fullstendige sjekklisten finner du i tilleggsfil 1. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Noe av berikelsen som brukes ved avdelingen Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Illustrasjon av vaktmesterens posisjon i trinn 2.2 og 2.3 i protokollen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Tidslinje for overgangsfasen ved hjelp av sjekkliste 1. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 5: Progresjon av overgangsfase. En scatterplot som viser fremdriften i overgangsfasen ved hjelp av Sjekkliste 1 ( 
) sammenlignet med Sjekkliste 2 (Ο). Hver tomt tilsvarer observasjonen for en gris. Middelverdi og SD angis av feilfeltene. Y-aksen er antall dager. På x-aksen kalles trinnene følgende: 1; Epler fra hånden. 2; Berør grisen under fôring. 3; Berør baken og halen under fôring. 4; Berør baken og halen mens du gir godbiter. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 6: Urinprøvetaking via stomipose plassert rundt ytre kjønnsorganer under fôring. Grisen forblir rolig under prosedyren og legger ikke merke til stomiposen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 7: Intravenøs dosering under fôring etter overgangsfasen. Vaktmesteren er i stand til å sitte i nærheten av dyret og fokusere på å infundere medisinen riktig. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 8: Gå på skala ved hjelp av målpinne. Grisen er ivrig etter å følge målpinnen på grunn av den positive forsterkningstreningen. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 9: Følgende målstokk i transportkasse. Denne prosedyren er nyttig hvis grisen må transporteres til f.eks. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 10: Gris trent til å plassere hodet i en holder og stå stille slik at medisin kan gis i øynene uten sedasjon. Etter at medisinen er gitt, hviler grisen hodet på holderen og en visuell øyeinspeksjon kan utføres. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Tilleggsfil 1. Klikk her for å laste ned denne filen. Den fullstendige sjekklisten for overgangsfaseprogresjon er klar til utskrift. Legg merke til at en endring i ankomstdatofeltet påvirker datoene i arket.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Implementeringen av en protokoll som inkluderer del én, en sjekkliste for overgangsfase og del to, et påfølgende klikkopplæringsprogram er en bekreftet suksess. Innføring og bruk av en detaljert sjekkliste har gitt en måte å avgrense innføringen av griser til forskningsanlegget. Den strukturerte overgangsfasen skaper videre et bedre grunnlag for å trene grisene før de inkluderes i forskningsprosjekter. Det har vært en positiv overraskelse å legge merke til at vaktmesternes engasjement for arbeidet øker og at de positive følelsene grisene opplever gjenspeiles i deres daglige oppførsel.
Ankomsten av nye griser og den glatte overgangen til forskningsgris har lenge vært et fokusområde, men endringer har vært vanskelig å introdusere. For å lage en oversikt over arbeidet og fordelene ble det besluttet å bruke en sjekkliste for å overvåke effektiviteten av de prioriterte trinnene. I sjekkliste 1 var trinnene basert på handlinger som forventes å ha størst innvirkning på overgangen. Overgangen på 20 griser ble scoret og evaluert ved hjelp av sjekkliste 1. Deretter ble listen justert for å eliminere de oppståtte problemene. Disse var for det meste knyttet til misforståelser og inkonsekvent rapportering. Et kritisk skritt var tolkningen av hvert trinn og hvilke handlinger trinnet involverte. Derfor ble beskrivelsen av hvert trinn utarbeidet og sjekklisten ble endret for å være mer intuitiv. Et trinn ble fjernet for å forenkle skillet mellom suksess og fiasko når du berører grisen. For å gjøre det klart om trinnet ble utført eller ikke en avmerkingsboks for å indikere om trinnet ble utført ( 
) ble lagt til i tillegg til en boks som angir om grisen utførte handlingen (+) eller nektet å utføre handlingen (÷). For å støtte modifikasjonene ble det satt av ekstra tid til å trene opp bruken av sjekkliste 2. Denne diskusjonen fant sted i grupper med sikte på å diskutere hvert trinn og bli enige om suksesskriteriene. I forhold til den praktiske gjennomføringen ble det reist viktige problemstillinger. For eksempel, når grisene er vant til vaktmestere og godbiter, kan de være svært påtrengende som kan være skremmende og til og med farlige for vaktmesterne. Som en siste modifikasjon ble antall økter med hver gris økt mens tiden som ble brukt på hver økt ble redusert.
For å evaluere sjekkliste 2 ble 20 griser inkludert. Dataene for trinn 4 mangler for tre griser, på grunn av feilkommunikasjon mellom veterinær og vaktmester og understreker behovet for kommunikasjon. Tiden som brukes daglig er anslått å være den samme, men grisene fullfører overgangsfasen på færre dager. Etter å ha definert bestemte tidsluker i løpet av dagen der trinnene måtte utføres, krevde en endring i noen daglige rutiner. I kombinasjon med den totale tiden som trengs for å forberede og utføre trinnene, har dette vært den største begrensningen i implementeringen. Sjekklistene inneholder 7 trinn hver, men på grunn av endringen av listen reduseres sammenligningen i figur 3 til fire sammenlignbare trinn. Implementering av en grundig struktur i overgangsfasen skaper bevissthet og gjør raffineringsinitiativet til en prioritet i et travelt forskningsanlegg.
Implementering av en strukturert sjekkliste har gjort det mulig å evaluere variasjonen mellom de enkelte grisene. Det var interessant å legge merke til at for noen griser var antall dager til de forsto at behandlingen ofte var høyere sammenlignet med ferdigstillelse av trinnene knyttet til berøring av vaktmesteren. En annen interessant observasjon var en ganske plutselig endring i viljen til å bli berørt. En økt ville grisen trekke seg umiddelbart tilbake, og ved neste økt bare noen få timer senere ville grisen tillate berøring i lange perioder (mer enn et minutt om gangen).
For ytterligere å forberede griser til forskningsprosjekter, startes positiv forsterkningstrening etter overgangsfasen. Et klikkopplæringsprogram anbefales. Det gjør det mulig for flere vaktmestere i skift å delta i opplæringen av dyrene. Å bruke klikkeren letter skiftet mellom vaktmestere fordi belønningssignalet forblir det samme. Når klikkeropplæringen starter, blir det tydelig at hver gris er unik og reagerer på treningen annerledes. I løpet av få økter er imidlertid alle dyr ivrige etter å delta i treningsøktene og nyte tiden som brukes hos vaktmesteren fullt ut. Clicker trening grisene gjør det mulig å utføre spesifikke oppgaver i forhold til forskningsprosjekter uten å bruke makt. Det reduserer også variasjonen mellom dyr sett i enkelte prosjekter, for eksempel ganganalyser. Det kan også være til stor hjelp i de daglige oppgavene, for eksempel når grisen flyttes innenfor forskningsanlegget eller veies. Et kritisk skritt i klikkeropplæringen er tillitsnivået mellom gris og vaktmester når klikkeren introduseres. Grisen må stole på vaktmesteren da den må komme nær, men forbli fokusert på oppgaven i stedet for vaktmesteren. Et annet kritisk skritt er valg av godbit. Dyret må oppleve det som en belønning. Noen ganger kommer vi over en gris som ikke finner epler velsmakende, og vi bytter deretter eplet med for eksempel et stykke dato eller beskjære. Det er viktig å vurdere risikoen ved å jobbe med store griser, spesielt når de er begeistret i en treningsmiljø. De har en kraftig bit, og de kan hoppe opp i et forsøk på å nå godbiter på uventede tidspunkter. For å motvirke disse farene, vurder å bruke målpinnen for å lede oppmerksomheten bort fra treneren, hold godbitene tydelig utenfor rekkevidde, arbeid i korte økter, og ikke gå tom for godbiter.
Å jobbe med den fokuserte overgangen og opplæringen av griser har brakt med seg en økt entusiasme fra vaktmesterpersonalet. Utdanning innen positiv forsterkningstrening har vært en prioritet og gitt opphav til at vaktmestere opplever et sterkere engasjement for forskningsprosjektene. Involvering av vaktmesterne i den praktiske planleggingen av nye prosjekter i dialog med forskeren og veterinærpersonalet gjør det mulig for vaktmesterne å gi kvalifiserte forslag til hvordan opplæring kan støtte forskningsresultatene og dyrevelferden. Innsamling av mer data fra hver gris uten å forårsake skade er en av hjørnesteinene i 3Rs. Ukentlige møter med fokus på overgang og opplæring har økt fokuset på hver enkelt gris og forbedret avdelingens omsorgskultur. Å se grisene når de er i ferd med å starte en treningsøkt er givende i seg selv, og oppførselen mer enn antyder at grisene liker øktene. Når du planlegger opplæring av griser til bestemte prosjekter, husk at grisene vil gå inn i en spenningstilstand når de blir kjent med treningsrutinene. Ideer for å motvirke dette inkluderer; Hvis det er mulig, må du ikke trene der prøver skal samles inn. Så hvis du planlegger å ta blodprøver i hjemmepennen, kan du prøve å trene et annet sted. Grisene vil kjenne sin daglige rutine, så planlegg å ta prøver på tidspunkter der trening vanligvis ikke utføres hvis det er mulig. Når trening må være der prøvene skal samles inn, la grisen utforske området i et bestemt antall minutter hver gang, før du begynner på opplærings- eller datainnsamlingsprotokollen.
Å plassere en struktur i vår overgangsfase har vært et overordnet positivt initiativ. En reduksjon i stresset til grisene kort tid etter ankomst og en rask overgang til å ha griser som liker vaktmesternes selskap i stedet for å skade om pennene, er tydelig. Vi har opplevd en snuoperasjon i staben fra et synspunkt der de bare så ekstra arbeid, til det punktet hvor de ser fordelene ved å overføre grisene ved hjelp av sjekklisten. Protokollen har et enormt applikasjonspotensial og kan brukes som et viktig verktøy i nesten alle oppsett som involverer forskningsgriser. Vi bruker den nå til å overføre både gårdssvin og minipigs og tar sikte på å implementere klikkeropplæringen ytterligere i prosjekter relatert til for eksempel kardiovaskulær vitenskap, nevrovitenskap og oftalmologi. Den generelle holdningen og omsorgskulturen i avdelingen er hevet, og det er et ønske og iver etter å drive disse nye erfaringene videre for å slå sammen forskning og dyrevelferd kontinuerlig og anvende 3R-ene.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingen avsløringer.
Acknowledgments
Beatrice Tscherning Olesen, Karoline Jakobsen, Tine Bjørnholt Gustafsen, Helena Céline Kjær Byriel og Kira Sonnichsen Graahede er anerkjent for sin store innsats, tilbakemeldinger og hjelp til å designe sjekklisten og bruke den i sitt daglige arbeid. Medisinsk illustratør Ken Kragsfeldt er anerkjent for sin profesjonelle hjelp til å illustrere figur 3.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wrap, e-power, blå, 7,5cm | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | 203165B | Adhesive wrap used to wrap around the end of a stick to make a target stick. It is an advantage that it can be changed as it will get dirty quite quickly. |
| Apples | Varius | Uknown | Used as treats |
| Klikker (Clicker) | E-vet A/S, Ole Rømers Vej 26 A, DK-6100 Haderslev | TX2289 | Clicker used in training |
References
- Burch, R. L., Russell, W. M. S. The principles of humane experimental technique. , (1959).
- The 3Rs. National Centre for the Replacement. , Available from: https://www.nc3rs.org.uk/the-3rs (2021).
- Gouveia, K., Hurst, J. L. Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports. 7, (2017).
- Laule, G. E., Thurston, R. H., Alford, P. L., Bloomsmith, M. A. Training to reliably obtain blood and urine samples from a diabetic chimpanzee (Pan troglodytes). Zoo Biology. 15 (6), 587-591 (1996).
- Mills, D., Ledger, R. The effects of oral selegiline hydrochloride on learning and training in the dog: A psychobiological interpretation. Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry. 25 (8), 1597-1613 (2001).
- Arluke, A., Sanders, C. R. Regarding Animals. , Temple University Press. (1996).
- Leidinger, C., Herrmann, F., Thone-Reineke, C., Baumgart, N., Baumgart, J. Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55415 (2017).
- Leidinger, C. S., Kaiser, N., Baumgart, N., Baumgart, J. Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages. Journal of Visualized Experiments. (140), e58511 (2018).
- Sorensen, D. B. Never wrestle with a pig. Lab Animal. 44 (2), 159-161 (2010).
- 2019 report on the statistics on the use of animals for scientific purposes in the Member States of the European Union in 2015-2017. , Available from: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:52020DC0016&from=EN (2020).
- Louise, L. C. Target training pigs within an isolation unit (a pilot study. Animal Technology and Welfare. 17 (1), 46-47 (2018).
- Ryden, A., et al. Nursing and training of pigs used in renal transplantation studies. Laboratory Animals. , (2019).
- Smith, A. C., Swindle, M. M. Preparation of swine for the laboratory. ILAR Journal. 47 (4), 358-363 (2006).
- Swindle, M. M., Smith, A. C. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques, Third Edition. , CRC Press. Ch. 1 (2016).
- Obernier, J. A., Baldwin, R. L. Establishing an appropriate period of acclimatization following transportation of laboratory animals. ILAR Journal. 47 (4), 364-369 (2006).
- Kaiser, A. R., Johnson, A. K., Ross, J. W., Selsby, J. T., Stalder, K. J. Independent Study 490A: Positive Reinforcement Training Piglets to Stand in a Container and Follow a Human. Iowa State University Animal Industry Report. 11 (1), (2014).
- Sørensen, D. B., Dragsted, N., Glerup, P. Positive reinforcement training in large experimental animals. Altex. 28, 250 (2011).
- Lawrence, A. B., Vigors, B., Sandoe, P. What Is so Positive about Positive Animal Welfare?-A Critical Review of the Literature. Animals. 9 (10), (2019).
- Jirkof, P., Rudeck, J., Lewejohann, L. Assessing Affective State in Laboratory Rodents to Promote Animal Welfare-What Is the Progress in Applied Refinement Research. Animals. 9 (12), Basel. (2019).
- Herskin, M. S., Bundgaard, C. J., Ottesen, J. L., Sørensen, D. B., Marchant-Forde, J. N. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 13 173-186 (2020).
- Network, T.T.C.o.C. What is a Culture of Care. , Available from: https://norecopa.no/more-resources/culture-of-care (2020).
- Bertelsen, T. H. in . eds Dorte Bratbo Sørensen. Animal-centric care and management. Sørensen, D. B., Cloutier, S., Gaskill, B. N. , CRC Press. Ch. 2 15-29 (2020).
- Weichbrod, R. H., Thompson, G. A., Norton, J. N. Management of Animal Care and Use Programs in Research, Education, and Testing. 2 edn. , CRC Press. (2017).
- SPF-DANARK. SPF status designations. SPF-DANARK. , (2021).
- Berset Convenor, F., et al. Federation of European Laboratory Animal Science Associations recommendations of best practices for the health management of ruminants and pigs used for scientific and educational purposes. Lab Animal. , (2020).
- Rehbinder, C., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of breeding colonies and experimental units of cats, dogs and pigs. Report of the Federation of European Laboratory Animal Science Associations (FELASA) Working Group on Animal Health. Lab Animal. 32 (1), 1-17 (1998).
