Method Article
Ce protocole présente une méthode de changement de cage pour rats par faire un déclic formation. Des rats apprennent le comportement souhaité non seulement par une formation directe, mais aussi par l’apprentissage par observation. La mise en œuvre du présent Protocole rapide et facile pourrait contribuer à améliorer le bien-être et l’hygiène dans les établissements de rongeurs.
Nettoyage de cage est un procédé d’élevage régulièrement effectuées et est connu pour provoquer de stress chez les rats de laboratoire. Comme le stress peut avoir un impact négatif sur le bien-être et peut affecter la comparabilité et la reproductibilité des résultats de recherche, la quantité de stress subis par les animaux de laboratoire devrait être minimisée et évitée lorsque cela est possible. En outre, le contact direct entre le rat et animal gardien pendant le changement de cage supporte hygiène risques et donc probablement un impact négatif sur le bien-être des rats et la qualité de la recherche.
Notre protocole vise à améliorer la cage régulièrement effectuée changement de procédure. Pour cette raison, nous présentons un protocole réalisable qui permet à des rats d’apprendre via clicker formation et observation de changer volontairement à une cage propre. Cette formation aide à réduire le stress causé par les perturbations physiques et manutention associée à la cage change et permet simultanément une réduction en contact direct entre animaux et animal gardien après que la phase d’entraînement est terminée.
La mise en œuvre de faire un déclic formation aux rats est rapide et facile. Les rats sont généralement intéressés par la formation et apprennent efficacement le comportement souhaité, ce qui entraîne des cages évolution à travers un tuyau. Même sans formation, les rats apprendront à effectuer le comportement désiré par l’observation, que 80 % du groupe d’apprentissage par observation modifié avec succès des cages lors d’un essai. La formation supplémentaire permet d’établir une relation de confiance entre le formateur et l’animal. Comme l’hygiène et le bien-être sont à la fois très important lors des expérimentations animales, ce protocole pourrait également contribuer à améliorer la recherche de haute qualité.
Procédures de routine peuvent causer du stress chez Laboratoire animaux1,2,3,4. Il a été démontré que le changement de cage augmente-t-il paramètres cardiovasculaires et l’activité générale du rat4,5,6. Ces réactions de stress peuvent être au moins partiellement en raison de la perturbation physique et la manipulation associée à cage, changer les procédures plutôt que le nouvel environnement inconnu2,4. L’effet négatif du stress sur le bien-être de l' animal considéré7est particulièrement important. En outre, le stress induit des changements de comportement et d’autres paramètres du corps, y compris le système nerveux, le système neuroendocrinien et immunitaire. Par conséquent, le stress est souvent dénommé une source possible des écarts imprévus dans l’ensemble de l’expérimentation animale et devrait être évité autant que possible dans la recherche animale de haute qualité7,8. Une façon de réduire le stress chez les animaux de laboratoire est en formation. Formation animaux peut généralement être un outil très utile pour la gestion animaux de laboratoire et est, en effet, exigé par la Directive européenne 2010/63/UE9. Formation peut servir comme une forme d’enrichissement et les aide à préparer les animaux pour des expériences ; ainsi, la formation contribue au maintien et l’amélioration du bien-être dans les paramètres de laboratoire10,11,12. Une méthode d’entraînement possible est la formation de renforcement positif (PRT). PRT est une forme de conditionnement opérant où une récompense (par exemple, une récompense alimentaire), est liée à un comportement désiré13. Cette forme d’entraînement est déjà couramment utilisée en laboratoire pour les primates non humains afin de réduire le stress et à l’amélioration du bien-être et a gagné en popularité dans diverses autres espèces animales10,13, 14,15,16. Formation du mouvement volontaire est aussi fréquemment utilisée pour le raffinage de l’Elevage gestion17,18,19. PRT n’est pas seulement un outil utile pour la coopération lorsque vous travaillez avec des animaux ; de même, il est généralement bénéfique pour le bien-être des animaux, que le comportement qualifié soit directement utilisé20. Le protocole de formation de renforcement positif décrit ici vise à éviter toute forme de stress lors des changements de la cage régulièrement joué en donnant le rat la possibilité de participer volontairement à la procédure.
Outre le stress possible pour les animaux, les processus de travail dans les animaleries toujours fournissent pièges pour le maintien du statut de l’hygiène, autant que le contact direct entre les animaux de laboratoire et gardiens animaux assume le risque d’hygiène contamination. Dans les animaleries, spécialisé dans les rongeurs, le transfert des animaux de sale dans des cages propres fournit une charge de travail régulière et forte. Cette procédure comprend généralement un contact direct entre animaux et humains et représente donc un facteur de risque hygiénique en raison d’un éventuel transfert des agents pathogènes s’installé sur la peau humaine21. En dehors de transfert d’autres vecteurs animaux, des organismes pathogènes et non pathogènes intrusion animaleries plus fréquemment par les humains22,23. Qu’est associée à la santé réduite réduit bien-être, même subclinique infections peuvent être une cause de résultats expérimentaux reproductibles, et cela devrait être clairement évité24,25. Sur ce compte, animaux de cages de changement volontaire de plus de formation permet la conduction de la modification de la cage après l’entraînement avec pratiquement aucun contact direct entre animaux et animal gardien, réduisant ainsi un risque potentiel d’hygiène lors de l’exécution procédures expérimentales.
Notre protocole pour les rats de formation changer volontairement les cages peut être un outil utile pour la gestion de rat de laboratoire, car il relie la formation comme une forme d’enrichissement cognitif avec l’exécution de travaux de routine. En conséquence, notre protocole est une procédure respectueux de l’animal qui permet d’accroître le bien-être des rats dans les animaleries. Comme le changement de cage après que la phase de formation peut être effectuée avec pratiquement aucun contact direct entre animaux et animal gardien, il pourrait en outre aider à maintenir une hygiène à un niveau élevé et donc d’améliorer encore la recherche animale.
Traitement des rats et les procédures expérimentales ont été effectuées conformément aux directives européennes, nationales et institutionnelles pour les soins aux animaux.
1. acclimatation et accoutumance
Remarque : Si les rats n’étaient pas transportés, le temps d’acclimatation et accoutumance peut être réduit. Pour l’identification non invasive, couleur la queue avec le marqueur doux pour la peau.
2. clicker Training
Remarque : Une séance de formation dure quatre minutes et consiste en des intervalles de 30 secondes de la formation suivie par 15 secondes de pause. Supprimer tout élément ajouté pendant la pause. Le rat de l’observateur est libre de faire ce qu’il veut et il est permis de participer et de consommer de la récompense, mais met l’accent uniquement sur l’autre rat. Tous les rats ont été chatouillés sur le premier jour et cinq jours. Pour la réussite de la formation, il est crucial que l’expérimentateur s’intéresse au comportement de l’animal et agit de façon calme. La formation dépend fortement des capacités de l’expérimentateur de la synchronisation et la puissance de l’observation. Aucune rétroaction verbale n’intervient dans la formation et la communication verbale avec les animaux peut-être se produire juste en dehors des sessions. Un indicateur pour l’apprentissage du comportement désiré est la répétition du comportement.
La formation a été menée sur une cohorte de dix rats femelles de Lister à capuchon (LD). Dix inexpérimentés mais doucement ansées LD rates a servi un groupe témoin. Manipulation douce signifie que les rats ont été levées uniquement par leur corps et pas levées à la base de la queue. Pour évaluer l’apprentissage par observation, nous avons ajouté un nouveau groupe de 10 rats femelles LD, qui n’ont pas reçu une formation, mais ont été des compagnons de cage des rats entraînés et ont pu observer la formation. Tous les rats complété l’acclimatation et l’accoutumance à la manipulation. La formation composée de passer à une nouvelle cage à travers un tuyau métallique (Figure 4). Démonstration du comportement souhaité a été récompensée (Figure 4). Chaque session de formation a été évaluée, et le succès de la formation a été analysé en trois catégories : participation, aucune participation et comportement exploratoire. Les rats entraînés étaient généralement intéressés par la formation, mais ont également montrent une forte motivation pour découvrir le nouvel environnement. Surtout pendant les premiers jours de formation, le comportement exploratoire a été très en vue (Figure 5). Après seulement trois jours de formation, une majorité des rats affiche le comportement désiré et changé la cage via le tuyau métallique (Figure 5). À l’issue de cinq jours de formation, tous les rats entraînés ont démontré le comportement (Figure 5). La formation s’est poursuivie pendant quatre semaines, avec cinq jours de formation de chacun. Après quatre semaines de regarder le « statut de la formation » du groupe d’observation de formation, ces rats ont été évalués. Pour cette évaluation, nous avons compté le nombre de fois où que les rats a couru à travers le tunnel dans la cage propre pendant un entraînement. Dans l’ensemble, 80 % des rats a appris le comportement désiré par l’observation (Figure 6).
De plus, nous avons examiné si la formation a eu un effet positif sur les rats entraînés. Par conséquent, nous avons évalué des comportements liés à la peur du rat au cours de la retenue, après quatre semaines d’entraînement. Vocalisation, la défécation et la miction ont été enregistrés, et un score aversif a été calculé (aucun comportement lié à la peur = 0, un comportement lié à la peur = 1, deux comportements liés à la peur = 2, trois comportements liés à la peur = 3). Le Groupe inexpérimenté a montré une augmentation notable des scores de comportement lié à la peur (Figure 7).
Figure 1 : Levée du rat en douceur. Une main est placée sous le ventre ou autour de la poitrine, et l’autre main prend en charge les pattes du rat. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : Renifler et à l’élevage. Le rat s’intéresse à la récompense alimentaire en reniflant, en regardant autour ou soulever ses membres postérieurs. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Petit tunnel. Récompenser un rat après avoir traversé un petit tunnel. Le rat de l’observateur s’intéresse à la procédure. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : Récompenser après changement de cage. Un rat est récompensé après avoir emménagé dans une cage propre à travers un tuyau métallique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Jours jusqu'à apprentissage. Un groupe de dix rats femelles de Lister à capuchon ont été formés pour changer la cage par un tuyau métallique par l’utilisation du clicker de formation. La formation a été évaluée dans trois catégories : participation, aucune participation et comportement exploratoire (nd : non détecté : aucun des rats ont montré le comportement respectif). Tous les rats a acquis le comportement formé après cinq jours de formation. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 6 : Apprentissage par observation. Un groupe de dix femelles Lister à capuchon rats qui étaient les compagnons de cage de rats entraînés ne subissent pas de formation eux-mêmes, mais ont été autorisés à observer la formation. Après quatre semaines d’observation, les rats ont été évaluées pour cage volontaire changer de comportement. Dans l’ensemble, 80 % du groupe d’apprentissage par observation changé cages via le tuyau métallique. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 7: liées à la peur score comportement. Après quatre semaines d’entraînement, tous les rats dans les 3 groupes (formée, d’observation et formation, groupe témoin non formé), ils étaient empêchés, et vocalisations, défécation et la miction ont été enregistrés et par la suite utilisés pour calculer un score de comportement lié à la peur pour chaque rat (aucun comportement lié à la peur = 0, un comportement lié à la peur = 1, deux comportements liés à la peur = 2, trois comportements liés à la peur = 3). Les comportements liés à la peur sont dépeints comme la moyenne ± SEM Pour l’analyse statistique, s’est déroulée une ANOVA à test de comparaisons multiples de Tukey ultérieures. Le Groupe inexpérimenté a montré qu'un score de comportement de peur lié accrue par rapport à que des formés et d’observation des groupes d’apprentissage. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Le protocole décrit ci-dessus est un utile a étendu l’application de notre protocole de formation décrites précédemment clicker pour laboratoire souris10. La mise en œuvre nécessite seulement quelques minutes par jour sur un total de sept semaines, y compris l’acclimatation, accoutumance et faire un déclic formation. Une étude de faisabilité, ce protocole a été limité aux jours de la semaine avec des séances d’environ dix minutes par paire de rats. Le protocole peut paraître fastidieux à établir dans les colonies de grand rat, mais si les animaux sont désignés pour les expériences à long terme ou comme éleveurs, elle peut aider à améliorer le processus de changement à long terme de cage. En outre, une perturbation réduite tout en effectuant des expériences peut améliorer la qualité des résultats. En outre, tout temps travées a noté dans le présent protocole sont des recommandations et peuvent être modifiées pour s’adapter à n’importe quel laboratoire exigences spécifiques. Travées de temps peuvent être raccourcies si les animaux apprennent les tâches rapidement ou si les rats ont déjà habitués. Généralement, les rats sont intéressés par la formation et nécessitent seulement quelques répétitions en vue d’acquérir le comportement souhaité « changer de cage à travers un tuyau ». Même sans formation, appris à réaliser le comportement désiré par l’observation, comme 80 % du groupe d’apprentissage par observation engagés avec succès dans des rats volontaire changement de cage lorsqu’il est testé. Nous présentons ici une méthode pour cage formé changer parce que c’est une procédure de routine fréquemment exécutée dans l’élevage et est connu pour causer du stress chez les animaux. Ce stress est au moins partiellement en raison de la perturbation physique pendant le changement de cage2,4. Formation donne les rats une option pour coopérer volontairement dans le cadre de cette procédure d’élevage. Avoir le choix de s’engager dans une tâche est suggéré d’avoir des effets bénéfiques sur les animaux et par conséquent pourrait contribuer à réduire les stress28. La formation est également bénéfique dans d’autres façons, comme il sert comme une forme d’enrichissement cognitif. L’effet positif sur les rats est devenu clairement visible par une réduction en comportement lié à la peur à être retenus. Non seulement formation directe semble être bénéfique pour la manipulation par la suite de ces rats, mais apprentissage par observation réduit le score de leurs comportements de peur aussi bien. Nos rats ont été conservés dans des environnements standards, enrichis d’un tunnel de PVC et papier de soie. Outre la formation, tous les rats à travers les trois groupes ont été soumis à un test de chatouillement. En conséquence, nous ne détecte pas les déficits dans le bien-être dans l’un des groupes, car il n’y a aucune différence de préférence de saccharose ou fouisseurs de comportement entre les trois groupes (données non présentées). Néanmoins, la formation semble être bénéfique pour les rats, car ils ont montré de réduction comportement lié à la peur tout en étant sobre.
D’une part, les rats de formation pourrait conduire à une interaction normales entre les humains et les animaux, dont les animaux bénéficient clairement. En revanche, cependant, contact entre humains et animaux porte toujours un risque de contamination de l’hygiène. En particulier, contact entre les animaux et la peau découverte du expérimentateur ou animal gardien sujets provoque un taux plus élevé d’infection à rats24. Par conséquent, selon le niveau d’hygiène, les animaux devraient être formés avec soin, et vêtements de protection doivent être portées par des formateurs nécessaires adaptations faites au protocole selon l’exigence de l’installation. Par exemple, le tuyau métallique peut être omis si suffisamment de nettoyer le tuyau n’est pas possible ou trop de temps pour le travail quotidien. Nous avons utilisé la pipe car elle permet une mesure simple de la réussite de la formation et empêche également des rats spontanément alternant entre les cages. Toutefois, il est également possible de former des rats pour changer des cages en déplaçant les murs de la cage de l’ancienne à la nouvelle cage. Ce processus pourrait même accélérer la procédure en cas de changement de cage fréquemment parce que les rats sont très curieux et exploratoire. En choisissant le tuyau et la récompense en ce qui concerne l’hygiène, s’assurer que les deux sont faciles à nettoyer, désinfecter ou stériliser. Le protocole peut être ajusté à un éventail de paramètres de recherche. Par exemple, ponts peuvent être utilisés, qui permettent les rats changer des cages sans risque physique ni perturbation des plaies après des interventions chirurgicales. À long terme, ce protocole permet un contact moins direct entre les animaux entraînés et le détenteur d’animaux. Ainsi, les animaux sont exposés à une plus faible charge de germe. En outre, en raison de l’apprentissage par observation réussie des rats, pas tous les rats devra-t-il suivre une formation. Cet apprentissage par observation pourrait être particulièrement utile dans les cages d’élevage comme la progéniture peut être capable d’apprendre le comportement directement à partir de la mère. Réduire le contact direct mais pas dans l’ensemble entre les rats et les gardiens animaux peut aider à réduire le risque de contamination lors de l’établissement en même temps une relation de confiance par le biais de la formation. Niveau hygiénique est d’une grande importance car intercurrente infections survenant au cours de phases expérimentales et reproduction peuvent limiter considérablement la signification scientifique de l’expérimentation animale ; ainsi, le présent protocole peut aider à améliorer encore le bien-être et la science29.
Pour une application réussie de ce protocole, plusieurs points doivent prendre en considération. Une période d’acclimatation pour les rats doit être maintenu si ils ont été transportés avant la formation. La durée de la période d’acclimatation devrait être adaptée à la question de la recherche scientifique. Des études antérieures ont démontré que la fois espace de trois jours peut être suffisant pour certaines expériences30,31, alors qu’une autre étude a démontré que plasma glucocorticoïdes restent a augmenté de plus de deux semaines32. Dans la présente étude, nous choisissons une période d’acclimatation de 14 jours après le transport de l’éleveur commercial de l’animalerie. Chaque rat doit être surveillé pour des signes d’inconfort avant la formation. Si l’expérimentateur n’est pas familier avec des rats, des outils tels que l’échelle de grimace de rat peuvent être utilisés pour référence33. Sans ces considérations, le taux de réussite de formation pourrait être réduit. Les rats peuvent être intrinsèquement très anxieux et peuvent exiger des phases supplémentaires de l’accoutumance. Tenter de former un animal craintif produira un succès limité. Moins a souligné et les animaux sont craintifs au début de l’expérience, plus vite la formation se terminera.
La fin de la phase d’accoutumance est le point de temps optimal aux données de base record pour d’autres expériences. Si les méthodes invasives sont nécessaires à l’expérience, le protocole devrait être suspendu. Une méthode invasive désigne toute méthode qui est égale ou au-dessus de sévérité légère énoncées à l’annexe VIII « Classification de sévérité des procédures » de9de la Directive 2010/63/UE.
Pour la session de formation, un plan de formation peut être un outil utile pour s’assurer que le protocole sera systématiquement effectué de la façon souhaitée. Une telle planification est particulièrement importants lorsque différents expérimentateurs ou des gestionnaires sont impliqués.
Pris ensemble, ce protocole très facile, axés sur l’application peut non seulement réduire le stress durant les procédures d’élevage et les paramètres de recherche, mais peut-être aussi avoir des effets bénéfiques sur l’hygiène animale. Donc, changement de cage de formation chez le rat peut faciliter une recherche de haute qualité et le bien-être des animaux recherche.
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Les auteurs sont très reconnaissants envers Thomas Wacker pour son support technique. Nous remercions également Dr. Mirjam Roth pour son aimable soutien.
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