This work was supported by the Translational Animal Research Center of the University Medical Center of the Johannes Gutenberg-University Mainz. The authors are most grateful to Thomas Wacker for his technical support.

Etica Dichiarazione: Il trattamento dei topi e le procedure sperimentali sono state condotte in conformità europeo, nazionale, e le linee guida istituzionali per la cura degli animali. NOTA: Il protocollo include cinque giorni di interventi (dal lunedì al Venerdì), con interruzioni durante i fine settimana (sabato e domenica). Il protocollo può essere facilmente adattato per soddisfare esigenze specifiche. 1. Determinare una ricompensa adatta come seconda Reinforcer Nota: utilizzare ricompense alimentari, come il cibo sottovuoto o animale che soddisfa gli standard di sicurezza alimentare. Ad esempio, diversi tipi di noci, cioccolato, orsetti gommosi, o frutta secca sono adatti. <ol><li> Inserire una piccola scatola di Petri con diverse ricompense alimentari (pezzi di 0,5 cm 3) nella casa-gabbia (figura 1). </li><li> Dopo 10 minuti, verificare la presenza di avanzi. </li><li> Se tutti i premi sono mangiati dopo 10 min, ridurre l&#39;intervallo di tempo fino a quando una preferenza può essere stimato. </li><li> Nei giorni 4 e 5 (ad esempio, ThursdaY e Venerdì), aggiungere piccole quantità di preferito () ricompensa &quot;vincitore&quot; per la casa-gabbia di stabilire un vezzo di tutti i topi in gabbia per la ricompensa. </li><li> Se i topi non sono abituati alle gallerie del mouse, aggiungere un tunnel per la gabbia (almeno 2 giorni prima di iniziare l&#39;allenamento, ad esempio, durante il fine settimana). </li><li> Ripetere i passaggi 1,2-1,4 per 3 giorni consecutivi (ad esempio, Lunedi al Mercoledì). </li></ol> Formazione 2. Clicker <ol><li> I preparativi per ogni sessione di allenamento NOTA: Ogni volta che un mouse deve essere innalzato in questo protocollo, sollevarlo in modo calmo e gentile. Mettere una mano sotto il mouse per sollevarlo. Durante le prime volte, i topi potrebbe essere agitato, ma il processo di assuefazione sarà terminato dopo alcuni giorni. Se questo passaggio crea difficoltà, è utile fare riferimento al protocollo per &quot;cupping sulla mano aperta&quot; 28. <ol><li> Preparare una gabbia di una lettiera. </li><li> Transfer la gabbia del mouse in formazione in un posto tranquillo. </li><li> Preparare la ricompensa e hanno un timer e la combinazione bastone clicker / target pronto. NOTA: se i topi sono abituati alla manipolazione e hanno già un rapporto di fiducia con lo sperimentatore, i topi possono essere alimentati a mano. Altrimenti, collegare il premio ad un bastone o pinze in modo tale che i topi possono mantenere una distanza dal sperimentatore. </li><li> Rimuovere tutti gli oggetti dalla casa-gabbia, che ora serve come l&#39;area di formazione (ad esempio, le case del mouse, materiale costruzione del nido, ecc.). </li><li> Trasferire i compagni gabbia per gabbia preparata. </li></ol></li><li> Regole generali che si applicano per tutte le sessioni di allenamento NOTA: Le seguenti regole generali si applicano per tutte le sessioni e non saranno menzionati di nuovo in tutto il protocollo. <ol><li> Addestrare ogni mouse per 5 min. Si alternano tra la formazione 30-s e 15-s periodi di pausa. </li><li> Sia il mouse rosicchiare sul premio non più di un secondo. Poi, prendere il bastone (con la ricompensa) fuori dalla gabbia. </li><li> Eseguire il seguente modello di premiare: 1 - 10 spettacoli di comportamento: premiare ogni volta. 11-21 prestazioni di comportamento: premiare ogni seconda volta. Dal 22 prestazioni di comportamento: premiare ogni terza volta. </li><li> Dopo 4 minuti di allenamento, prossima rappresentazione del comportamento desiderato è rinforzata da un premio jackpot. Lasciare che il mouse per rosicchiare presso la ricompensa cibo tre volte più a lungo rispetto a prima. </li></ol></li><li> sessione di Training Day 1: &quot;Collegare il rinforzo secondario con il premio cibo&quot; <ol><li> Impostare il timer di 5 minuti, premere start, e aggiungere il tunnel del mouse per la casa-gabbia. NOTA: Approfittate delle thigmotaxis innate dei topi e posizionare il tunnel accanto a un muro (Figura 2). Per le prime sessioni, questo aumenterà la probabilità del mouse entrare nel tunnel. </li><li> Attendere fino a quando il mouse ispeziona il tunnel. Appena il mouse entra nel tunnel, clicca e presentare il premio alla fine del tunnel. </li><li> Lasciate che l&#39;alimentazione del mouse sul premio mentre era seduto nel tunnel. </li><li> Clicca continuamente per 15 s mentre il mouse è seduto nel tunnel. </li><li> Non appena il mouse lascia il tunnel, tornare al punto 3.2. </li></ol></li><li> sessione di allenamento Giorni 2-5: &quot;che attraversa un tunnel&quot; <ol><li> Impostare il timer di 5 minuti, premere start, e aggiungere il tunnel del mouse per la casa-gabbia. </li><li> Non appena il mouse entra nel tunnel, scegliere e presentare il premio alla fine del tunnel. </li><li> Finché il mouse è nel tunnel, scegliere e presentare immediatamente il premio nella stessa maniera. </li><li> Ripetere questa operazione per i prossimi 30 s, e quindi sospendere per 15 s per prendere il tunnel fuori dalla gabbia. </li><li> Aggiungere nuovamente il tunnel e scegliere immediatamente quando il mouse rientra tunnel. </li><li> Presentare la ricompensa alla fine del tunnel. </li><li> Lasciare che il mouse per rodere per un massimo di 1 s. </li&gt; <li> Togliete la ricompensa. </li><li> Non appena inizia topo rientrino nel tunnel stesso, presentare il premio di fronte alla fine del tunnel (Figura 3). </li></ol></li><li> Allenamento Settimana 2: &quot;A seguito di un bastone di destinazione&quot; <ol><li> Impostare il timer per 5 min, premere start, e posizionare il globo alla fine del bastone di destinazione nella gabbia. </li><li> Non appena il mouse mostra interesse nel globo, scegliere e presentare il premio accanto al globo (figure 4 e 5). </li><li> Premiare il mouse solo dopo che tocca il mondo con il suo naso. </li><li> Quando il mouse è collegato l&#39;azione eseguita per la ricompensa, cambiare la posizione del globo durante la sessione di allenamento (Figura 6). </li><li> Attendere che il mouse per rispondere a questa ultima sfida. </li><li> Posizionare il globo nella gabbia. </li><li> Poco prima il mouse tocca il globo, lentamente e con attenzione cambiare la posizione del globo da 1 cm. </li&gt; <li> Fare clic e premiare se il mouse ha attraversato la distanza e tocca il globo. </li><li> Ripetere questa procedura fino a quando il mouse segue in modo affidabile. </li><li> Lentamente aumentare la distanza con il mouse deve attraversare. </li></ol></li><li> settimana Allenamento 3: &quot;Dopo il bastone di destinazione a portata di mano dello sperimentatore&quot; <ol><li> Mettere una mano nella gabbia di formazione mentre si tiene la combinazione bastone clicker / target e la ricompensa con l&#39;altra mano. </li><li> Impostare il timer per 5 min, premere start, e posizionare il globo alla fine del bastone destinazione successiva alla mano. </li><li> Non appena il mouse mostra interesse per il mondo, fare clic e presentare il premio accanto al globo. </li><li> Non appena il mouse ha incontrato questa sfida, spostare il pianeta diversi passi più vicino alla mano. </li><li> Posizionare il globo sul palmo della mano. Fare clic e premiare mentre il mouse è seduto sul palmo della mano (Figura 7). </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Russell, W. M. S., Burch, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Principles of Humane Experimental Technique. , 25-27 (1959).</li><li>European Commission. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directive+2010/63/EU+of+the+European+Parliament+and+of+the+Council+of+22+September+2010+on+the+protection+of+animals+used+for+scientific+purposes.">Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes.</a> Official Journal of the European Union. , (2010).</li><li>Balcombe, J. P., Barnard, N. D., Sandusky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laboratory+routines+cause+animal+stress.">Laboratory routines cause animal stress.</a> Contemporary topics in laboratory animal science / American Association for Laboratory Animal Science. 43 (6), 42-51 (2004).</li><li>Meijer, M. K., Sommer, R., Spruijt, B. M., van Zutphen, L. F. M., Baumans, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+environmental+enrichment+and+handling+on+the+acute+stress+response+in+individually+housed+mice.">Influence of environmental enrichment and handling on the acute stress response in individually housed mice.</a> Laboratory animals. 41 (2), 161-173 (2007).</li><li>Gouveia, K., Hurst, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+mouse+anxiety+during+handling:+effect+of+experience+with+handling+tunnels.">Reducing mouse anxiety during handling: effect of experience with handling tunnels.</a> PloS one. 8 (6), e66401 (2013).</li><li>Meaney, M. J., Diorio, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+environmental+regulation+of+forebrain+glucocorticoid+receptor+gene+expression:+implications+for+adrenocortical+responses+to+stress.">Early environmental regulation of forebrain glucocorticoid receptor gene expression: implications for adrenocortical responses to stress.</a> Developmental neuroscience. 18 (1-2), 49-72 (1996).</li><li>G&#228;rtner, K., B&#252;ttner, D., D&#246;hler, K., Friedel, R., Lindena, J., Trautschold, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stress+response+of+rats+to+handling+and+experimental+procedures.">Stress response of rats to handling and experimental procedures.</a> Laboratory animals. 14 (3), 267-274 (1980).</li><li>Izumi, J., Hayashi-kuwabara, Y. U., Yoshinaga, K., Tanaka, Y., Ikeda, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+a+Depressive-like+State+Induced+by+Repeated+Saline+Injections+in+Fischer+344+Rats.">Evidence for a Depressive-like State Induced by Repeated Saline Injections in Fischer 344 Rats.</a> Nature. 57 (4), 883-888 (1997).</li><li>Fridgeirsdottir, G. A., Hillered, L., Clausen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escalated+handling+of+young+C57BL/6+mice+results+in+altered+Morris+water+maze+performance.">Escalated handling of young C57BL/6 mice results in altered Morris water maze performance.</a> Upsala journal of medical sciences. 119 (1), 1-9 (2014).</li><li>Heredia, L., Torrente, M., Domingo, J. L., Colomina, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individual+housing+and+handling+procedures+modify+anxiety+levels+of+Tg2576+mice+assessed+in+the+zero+maze+test.">Individual housing and handling procedures modify anxiety levels of Tg2576 mice assessed in the zero maze test.</a> Physiology and Behavior. 107 (2), 187-191 (2012).</li><li>Maurer, B. M., D&#246;ring, D., Scheipl, F., K&#252;chenhoff, H., Erhard, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+a+gentling+programme+on+the+behaviour+of+laboratory+rats+towards+humans.">Effects of a gentling programme on the behaviour of laboratory rats towards humans.</a> Applied Animal Behaviour Science. 114 (3-4), 554-571 (2008).</li><li>Skinner, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+Teach+Animals.">How to Teach Animals.</a> Scientific American. 185, 26-29 (1951).</li><li>Bailey, R. E., Gillaspy, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Operant+psychology+goes+to+the+fair:+Marian+and+Keller+Breland+in+the+popular+press,+1947-1966.">Operant psychology goes to the fair: Marian and Keller Breland in the popular press, 1947-1966.</a> The Behavior Analyst. 28 (2), 143-159 (2005).</li><li>McGreevy, P. D., Boakes, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Carrots and sticks: principles of animal training. , (2007).</li><li>Gillis, T. E., Janes, A. C., Kaufman, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive+reinforcement+training+in+squirrel+monkeys+using+clicker+training.">Positive reinforcement training in squirrel monkeys using clicker training.</a> American journal of primatology. 74 (8), 712-720 (2012).</li><li>Schapiro, S. J., Bloomsmith, M. A., Laule, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive+reinforcement+training+as+a+technique+to+alter+nonhuman+primate+behavior:+quantitative+assessments+of+effectiveness.">Positive reinforcement training as a technique to alter nonhuman primate behavior: quantitative assessments of effectiveness.</a> Journal of applied animal welfare science: JAAWS. 6 (3), 175-187 (2003).</li><li>Martin, L., Iceberg, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantifying+Social+Motivation+in+Mice+Using+Operant+Conditioning.">Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (102), e53009 (2015).</li><li>Sclafani, A., Ackroff, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Operant+licking+for+intragastric+sugar+infusions:+Differential+reinforcing+actions+of+glucose,+sucrose+and+fructose+in+mice.">Operant licking for intragastric sugar infusions: Differential reinforcing actions of glucose, sucrose and fructose in mice.</a> Physiology and Behavior. , 115-124 (2016).</li><li>Bathellier, B., Tee, S. P., Hrovat, C., Rumpel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multiplicative+reinforcement+learning+model+capturing+learning+dynamics+and+interindividual+variability+in+mice.">A multiplicative reinforcement learning model capturing learning dynamics and interindividual variability in mice.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (49), 19950-19955 (2013).</li><li>Clark, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Can cognitive challenge enhance the psychological well-being of large-brained mammals in zoos? [unpublished doctoral thesis]. , (1999).</li><li>Shettleworth, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Cognition, evolution, and behavior. , (2010).</li><li>Hagen, K., Broom, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emotional+reactions+to+learning+in+cattle.">Emotional reactions to learning in cattle.</a> Applied Animal Behaviour Science. 85 (3-4), 203-213 (2004).</li><li>Ernst, K., Puppe, B., Sch&#246;n, P., Manteuffel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+complex+automatic+feeding+system+for+pigs+aimed+to+induce+successful+behavioural+coping+by+cognitive+adaptation.">A complex automatic feeding system for pigs aimed to induce successful behavioural coping by cognitive adaptation.</a> Applied Animal Behaviour Science. 91, 205-281 (2005).</li><li>Puppe, B., Ernst, K., Schn, P. C., Manteuffel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cognitive+enrichment+affects+behavioural+reactivity+in+domestic+pigs.">Cognitive enrichment affects behavioural reactivity in domestic pigs.</a> Applied Animal Behaviour Science. 105 (1-3), 75-86 (2007).</li><li>Zebunke, M., Puppe, B., Langbein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+cognitive+enrichment+on+behavioural+and+physiological+reactions+of+pigs.">Effects of cognitive enrichment on behavioural and physiological reactions of pigs.</a> Physiology and Behavior. 118, 70-79 (2013).</li><li>Manteuffel, G., Langbein, J., Puppe, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increasing+farm+animal+welfare+by+positively+motivated+instrumental+behaviour.">Increasing farm animal welfare by positively motivated instrumental behaviour.</a> Applied Animal Behaviour Science. 118 (3-4), 191-198 (2009).</li><li>Bayne, K., W&#252;rbel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+environmental+enrichment+on+the+outcome+variability+and+scientific+validity+of+laboratory+animal+studies.">The impact of environmental enrichment on the outcome variability and scientific validity of laboratory animal studies.</a> Science Direct. 33 (1), 273-280 (2014).</li><li>Hurst, J. L., West, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Taming+anxiety+in+laboratory+mice.">Taming anxiety in laboratory mice.</a> Nature Methods. 7 (10), 825-826 (2010).</li><li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> What's Wrong With My Mouse?. , (2007).</li><li>Loos, M., Koopmans, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Within-strain+variation+in+behavior+differs+consistently+between+common+inbred+strains+of+mice.">Within-strain variation in behavior differs consistently between common inbred strains of mice.</a> Mammalian genome : official journal of the International Mammalian Genome Society. 26 (7-8), 348-354 (2015).</li><li>Seibenhener, M. L., Wooten, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+the+Open+Field+Maze+to+Measure+Locomotor+and+Anxiety-like+Behavior+in+Mice.">Use of the Open Field Maze to Measure Locomotor and Anxiety-like Behavior in Mice.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (96), e1-e6 (2015).</li><li>Can, A., Dao, D. T., Arad, M., Terrillion, C. E., Piantadosi, S. C., Gould, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Mouse+Forced+Swim+Test.">The Mouse Forced Swim Test.</a> Journal of Visualized Experiments. , 4-8 (2011).</li><li>Clayton, L. A., Tynes, V. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keeping+the+Exotic+Pet+Mentally+Healthy.">Keeping the Exotic Pet Mentally Healthy.</a> Veterinary Clinics of North America: Exotic Animal Practice. 18 (2), 187-195 (2015).</li><li>Ward, S. J., Melfi, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+implications+of+husbandry+training+on+zoo+animal+response+rates.">The implications of husbandry training on zoo animal response rates.</a> Applied Animal Behaviour Science. 147 (1-2), 179-185 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

L&#39;effettiva attuazione del protocollo di clicker training con una coorte di 12 BALB / c topi inbred di ogni sesso ha dimostrato di essere semplice. Precedenti studi hanno confermato l&#39;efficacia del clicker training con diverse specie, e abbiamo esteso questo per topi. Poiché i topi sono i mammiferi più bassi sviluppati tra gli animali da laboratorio, le loro capacità sono spesso sottovalutati. Pertanto, l&#39;aspetto più sorprendente di dati è che successo addestramento potrebbe essere realizzato con quasi tutti i topi. Un passo fondamentale all&#39;interno di questo protocollo è la tempistica del secondo rinforzo, che è molto importante per stabilire una connessione tra il comportamento visualizzato e l&#39;armatura. Poiché i topi sono molto agitato, è un po &#39;difficile da marcare una performance esatto mentre sono scampering intorno. Il più esperto l&#39;allenatore è, il successo addestramento più veloce può essere raggiunto. Abbiamo osservato che i topi imparato abbastanza rapidamente, anche con il treno inespertiERS. Anche piccoli errori possono essere compensati nel corso del protocollo clicker training. Le fonti comuni di errore inclusi rinforzare un comportamento sbagliato e una mancanza di interesse per il premio di cibo dopo aver fatto clic. Un fattore incontrollabile è il carattere individuale di ogni mouse. Sebbene questo studio è stato eseguito con topi inbred, nati e cresciuti nelle stesse condizioni, sviluppano una varietà di caratteri diversi. A causa di precedenti ricerche e dei nostri dati empirici, sappiamo che questo include i gusti diversi, diverse espressioni di appetito, e diverso comportamento di esplorazione 29, 30. Il primo passo fondamentale è stato quello di trovare una ricompensa in cibo adeguato. I topi sono stati offerti diversi tipi di noci, una soluzione di zucchero, marmellata, e diversi tipi di cioccolato. Ai topi in questo studio, cioccolato bianco si è rivelato il premio più appropriata. Il successo di questo protocollo dipende interest dei topi nella formazione. Se qualsiasi altra cosa suscita il loro interesse più, la formazione raggiunge i suoi limiti. L&#39;apparecchiatura più che è stato aggiunto alla gabbia per soddisfare una sessione di allenamento, tanto meno i topi hanno partecipato alla formazione. L&#39;eliminazione di tutti gli elementi che attirano l&#39;attenzione del circostante è essenziale (ad esempio, lasciando anche una piccola quantità di lettiera nella gabbia per evitare che i topi da tane). A volte i topi guadagnano più interesse per la formazione, dopo una assuefazione al nuovo ambiente per alcuni minuti. Protocolli di trattamento delicato sono già stati determinati a beneficio del benessere dei topi quando trattati amichevolmente 9, 10, 11. I risultati di questo studio indicano che un rapporto uomo-animale vicina contribuisce alla tolleranza mouse per trattamenti. Sotto la manipolazione, animali addestrati visualizzati minor numero di comportamenti legati all&#39;ansia (i.E., minzione, defecazione, e la vocalizzazione) 31. Nel Morris water maze test, i topi non addestrati ma delicatamente trattati espresso una significativamente più alta prevalenza di comportamento galleggiante. Topi addestrati visualizzati meno di questo comportamento depressione legati 32. Si potrebbe sostenere che i risultati positivi sono dovuti ad un aumento del benessere nei topi addestrati. Un limite di questo studio è che solo ceppo di topi inbred stato studiato. A causa delle differenze di comportamento elevati tra i diversi ceppi di topi, ceppi inbred aggiuntivi, così come i ceppi outbred, devono essere esaminati 29. In ulteriori studi, informazioni supplementari su benessere del mouse, come ad esempio un intero batteria comportamentale, dati fisiologici (ad esempio, i livelli di corticosterone), o l&#39;impatto della formazione sullo sviluppo del cervello, deve essere raccolto. Ulteriori applicazioni di clicker training potrebbero aiutare in il miglioramento delle condizioni igienico-sanitarie nelle strutture di animali. Applicando il protocollo clicker training, siamo riusciti a insegnare topi per seguire un bastone bersaglio e attraversare un ponte da una gabbia all&#39;altra (Figura 13). Se questa tecnica viene perfezionata, fa uso gabbia cambia inutili. Inoltre, i topi potrebbero eventualmente essere addestrati a camminare volontariamente su apparecchiature di misura (ad esempio, la scala o aree comportamentali). Ciò potrebbe fornire una protezione affidabile contro la trasmissione della malattia anthropozoonotic, come il contatto diretto con gli animali non sarà più necessario. Formazione rinforzo positivo è altamente raccomandato per gli animali in cattività, in quanto contribuisce alla loro salute mentale 33. Se i topi sperimentano un elevato livello di benessere, mostrano alcune strategie di coping individualmente diverse. addestramento Clicker, quindi, fornisce un contributo notevole alle 3R, come lavoro precedente dimostra che una riduzione variabilità di topi fenotipi porta ad un ridotto numero di animali necessari per soddisfare i requisiti statistici 27. Questo studio ha dimostrato che il clicker training nei topi è strettamente correlato con una ridotta timore di interazioni uomo-topo e partite i risultati osservati in studi precedenti con specie diverse 34. Il clicker training ha ulteriori potenzialità, in quanto potrebbe essere considerato un arricchimento conoscitivo. L&#39;ampia attuazione della formazione rinforzo positivo in strutture animali di laboratorio potrebbe dare un valido contributo al principio 3R, come si affina la conservazione e la ricerca biomedica di topi.

Lo sviluppo di nuove strategie di affinamento per i topi di laboratorio è un compito impegnativo che contribuisce alla realizzazione delle 3R (sostituzione, riduzione e perfezionamento) della scienza degli animali da laboratorio 1. I miglioramenti nel settore della raffinazione possono ulteriormente contribuire al benessere dei milioni di animali che vengono utilizzati per scopi sperimentali. Pertanto, ricerca intensiva è necessaria nel settore. Questo è anche un obiettivo definito di direttiva 2010/63 dell&#39;Unione Europea. Direttiva 2010/63 / UE sottolinea che l&#39;esperienza di vita degli animali da laboratorio deve essere migliorato e che &quot;gli stabilimenti devono istituire un programma di adattamento e addestramento adeguati agli animali, le procedure e la lunghezza del progetto&quot; (articolo 3.7) 2. Animali da laboratorio possono sperimentare molte situazioni di stress mentre vengono tenuti e allevati per esperimenti. Solitamente, l&#39;interazione tra la manodoperatopi Atory e le persone responsabili è piuttosto limitata. Pertanto, un rapporto di fiducia non può svilupparsi. Questo può suscitare maggiore ansia e stress in reazione al trattamento, che è dannoso per il comportamento e fisiologia, e quindi, il benessere degli animali di 3, 4, 5, 6. Inoltre, routine eseguito le procedure di laboratorio, come la gestione generale, moderazione, e il sangue o il prelievo dei tessuti può provocare risposte allo stress, che possono essere esaminati misurando diversi parametri, come gli ormoni o comportamenti 7, 8 stress. E &#39;stato dimostrato che i programmi di trattamento possono efficacemente diminuire l&#39;ansia verso il ricercatore in roditori da laboratorio 9, 10, 11. programmi di movimentazione può quindi migliorare gli animali &#39;condizioni e potrebbero contribuire notevolmente al benessere degli animali 5. L&#39;obiettivo di questo studio è quello di introdurre la formazione rinforzo positivo per i topi, come un programma di gestione specifica. formazione rinforzo positivo è una forma di condizionamento operante, che dà al ricercatore un mezzo per plasmare il comportamento degli animali. Quando l&#39;animale esegue un comportamento desiderato, è seguito da uno stimolo positivo (qui, un premio alimentare). L&#39;intenzione è che l&#39;animale collega il premio al rispettivo comportamento. Il clicker training è una forma di formazione rinforzo positivo con un rinforzo secondario condizionata, il &quot;click&quot; suono di un clicker, ed è stato dimostrato per rafforzare uno specifico comportamento 12. Più in particolare, il suono del click funge da &quot;ponte di tempo&quot; tra il comportamento e il prossimo premio 13. Il trainer scatta proprio quando l&#39;animale esegue la desideratacomportamento, senza alcun tempo di ritardo 14, e quindi presenta la ricompensa cibo. Questo rafforza il comportamento premiati, che sarà eseguita con una frequenza più alta. Il clicker training è ampiamente usato con gli animali da compagnia e si è fatto strada nella scienza degli animali da laboratorio, dove è stato implementato con successo con i primati non umani 13, 15, 16. Come i topi imparano piuttosto rapidamente quando provocati con paradigmi condizionamento operante, l&#39;introduzione di un secondo rinforzo non deve affaticare le loro capacità cognitive 5, 17, 18, 19. Con l&#39;introduzione di clicker training per la tenuta dei topi, permettiamo ai topi per sperimentare l&#39;arricchimento cognitivo. La progettazione di arricchimento conoscitivo deve consentire i topi di utilizzare le loro capacità cognitive per solve problemi e per ottenere il controllo sul proprio ambiente di 20, 21. Diversi studi con diverse specie dimostrano l&#39;impatto positivo di arricchimento conoscitivo sul benessere degli animali in cattività 22, 23, 24. Migliorare la capacità degli animali di affrontare con successo le sfide ambientali contribuisce al loro benessere 25, 26. Inoltre, se gli animali sperimentano bassi livelli di stress durante la loro vita, sono meno inclini a sviluppare strategie di coping dannosi quando si confronta con fattori di stress che si verificano nella ricerca biomedica. Così, l&#39;attuazione coerente di arricchimento conoscitivo può contribuire ad una omogeneizzazione dei fenotipi dei soggetti. Ciò contribuirà al principio 3R di riduzione, si può ridurre il numero di soggetti richiesteper soddisfare i requisiti statistici 27. Con lo sviluppo di un protocollo affidabile che può essere facilmente integrato nella routine quotidiana di mantenere topi di laboratorio, siamo in grado di migliorare sostanzialmente la loro esperienza di vita di benessere.

<table><tbody><tr><td>Lid for open housing</td><td>Tecniplast</td><td>GM500LID117</td><td></td></tr><tr><td>SealSAfe Plus top for open housing</td><td>Tecniplast</td><td>GM500400SU</td><td></td></tr><tr><td>Type II long, filter top cages</td><td>Tecniplast</td><td>GM500PFSPC</td><td></td></tr><tr><td>Aspen bedding material&amp;nbsp;</td><td>Lab &amp;amp; Vet Service GmbH</td><td>H0234-300</td><td>Environmental enrichment</td></tr><tr><td>Red polycarbonate Mouse House</td><td>Tecniplast</td><td>ACRE011</td><td>Environmental enrichment</td></tr><tr><td>Tissue papers</td><td>Tork, SCA Hygiene Products GmbH</td><td>290179</td><td>Environmental enrichment</td></tr><tr><td>Food - ssniff M-H Extrudat</td><td>ssniff</td><td>V1126-000</td><td>ad libitum</td></tr><tr><td>Target Stick with Clicker</td><td>Trixie</td><td>2282</td><td></td></tr><tr><td>PVC Tube (Tunnels)&amp;nbsp;</td><td>Thyssen Krupp</td><td>RTPVCU04003005</td><td></td></tr><tr><td>White Chocolate/ white chocolate cream</td><td></td><td></td><td>Company doesn&#039;t matter, preferable organic quality</td></tr><tr><td>Forceps</td><td>FineScienceTools</td><td>&lt;em&gt;e.g.&lt;/em&gt; 11150-10</td><td>Or any other tool to fixate chocolate</td></tr><tr><td>Prism Version 6.0 for Windows&amp;nbsp;</td><td>GraphPad Software</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

introducing clicker training as a cognitive enrichment for laboratory mice

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous research determined a profound impact of gentle handling protocols on the well-being of laboratory mice. By introducing clicker training to the keeping of mice, not only do we promote the amicable treatment of mice, but we also enable them to experience cognitive enrichment. Clicker training is a form of positive reinforcement training using a conditioned secondary reinforcer, the "click" sound of a clicker, which serves as a time bridge between the strengthened behavior and an upcoming reward. The effective implementation of the clicker training protocol with a cohort of 12 BALB/c inbred mice of each sex proved to be uncomplicated. The mice learned rather quickly when challenged with tasks of the clicker training protocol, and almost all trained mice overcame the challenges they were given (100% of female mice and 83% of male mice). This study has identified that clicker training for mice strongly correlates with reduced fear in the mice during human-mice interactions, as shown by reduced anxiety-related behaviors (e.g., defecation, vocalization, and urination) and fewer depression-like behaviors (e.g., floating). By developing a reliable protocol that can be easily integrated into the daily routine of the keeping of laboratory mice, the lifetime experience of welfare in the mice can be improved substantially.

Il primo e anche uno dei passi più importanti è la determinazione di un adeguato premio in cibo. Pertanto, i topi sono stati proposti diversi tipi di noci, una soluzione di zucchero, marmellata, e diversi tipi di cioccolato in una capsula di Petri (Figura 1). Nella nostra esperienza, i topi hanno mostrato una preferenza evidente per il cioccolato bianco. Quindi, abbiamo usato il cioccolato bianco per tutti gli altri processi di formazione. La formazione attuale è stato realizzato con una coorte di 12 BALB / c topi inbred di ciascun sesso. Tutti i topi erano molto interessati alla formazione. Per la valutazione del successo della formazione, abbiamo controllato per la corretta esecuzione del comportamento desiderato: &quot;dopo il bastone di destinazione&quot; (Figura 4). La stragrande maggioranza dei topi-tutti i formati topi di sesso femminile e 83% dei maschi topi-seguito il bastone di destinazione (Figura 8). topi femmina visualizzato un elevatoER motivazione per la formazione in generale ed eseguito il relativo comportamento con una frequenza più alta in tutte le sessioni di allenamento. Dopo aver completato 4 giorni di formazione, topi di sesso femminile ha seguito il bastoncino di destinazione con una media di 64 volte per 5 minuti, mentre topi maschi visualizzato questo comportamento solo 50 volte per 5 min. In 5 min, il task &quot;seguente al palmo della mano&quot; è stata effettuata in media 55 volte da topi femmina e 35 volte da topi maschi (Figura 9). Per verificare se la formazione ha avuto un effetto positivo sul benessere dei topi addestrati, abbiamo valutato la tolleranza alle manipolazioni dopo aver completato la formazione. Pertanto, abbiamo analizzato comportamenti legati all&#39;ansia mentre i topi sono stati trattenuti singlehandedly (cioè, afferrare la collottola e la base della coda con una mano) per 15 s. sono stati registrati spontanea minzione, la defecazione e la vocalizzazione. Un coho inesperto ma delicatamente maneggiatort di 12 BALB / c topi inbred di ciascun sesso servito come gruppo di controllo. topi allenati hanno mostrato una frequenza significativamente inferiore di comportamenti legati ansia rispetto ai topi non addestrati. (Figura 10). Risultati simili sono stati ottenuti quando la registrazione vocalizzazione legata alla movimentazione durante l&#39;esecuzione del Morris Water Maze Test (figure 11 e 12). I topi addestrati squitti significativamente inferiore rispetto ai topi non addestrato (Figura 11) e il numero totale di cigolii per cigolio topo era significativamente ridotta. Per valutare ulteriormente questo problema, abbiamo analizzato il comportamento di galleggiamento durante il Morris water maze test. comportamento galleggiante durante il Morris water maze test è descritto come periodi di tempo in cui i topi non sono il nuoto, ma sono semplicemente galleggiano sulla superficie. Questo comportamento Floating depressione legati si rivelò essere significativamente ridotto nel gruppo allenato (Figura 12). Figura 1. Presentazione di premi possibili. Sei posizioni per la presentazione delle ricompense sono contrassegnati in una capsula di Petri. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig2.jpg" /> Figura 2. Posizione del mouse Tunnel. Per migliorare la probabilità del mouse entrare nel tunnel, il tunnel è collocato vicino ad una parete della gabbia. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig3.jpg" /> Figura 3. Presentazione del Premio. La posizione appropriata per presentare il premio all&#39;esterno dell&#39;estremità del tunnel è mostrato. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig4.jpg" /> Figura 4. successo formativo. Un mouse addestrato segue il bastone di destinazione, mentre in formazione. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig5.jpg" /> Figura 5. gratificante. Un mouse viene premiata accanto al bastone di destinazione durante la sessione di allenamento. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 6. Posizioni alternata destinazione Stick nella seconda settimana di formazione. Le posizioni del bastone di addestramento sono indicati in questo disegno schematico. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig7.jpg" /> Figura 7. successo formativo. Un topo ha seguito il bastoncino bersaglio sulla mano del formatore. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig7large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig8.jpg" /> Figura 8. Il successo del protocollo di allenamento. Una coorte di 12 BALB / c topi ceppo inbred di ciascun sesso è stato addestrato. Entro la fine della sessione di formazione di una settimana 2: &quot;A seguito di un bastone di destinazione,&quot; tutti i topi di sesso femminile e il 83% dei topi maschi ha superato con successo la sfida. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig8large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig9.jpg" /> Figura 9. Ripetizioni di comportamento rispettivi dopo una settimana di formazione. Una coorte di 12 BALB / c nei topi allevati di ciascun sesso è stato addestrato. L&#39;ultimo giorno della sessione di allenamento settimana 2: &quot;A seguito di un bastone di destinazione&quot; e 3: &quot;Dopo il bastone bersaglio alla mano&quot;, le ripetizioni del rispettivo comportamento sono stati contati nel corso di una sessione di allenamento a 5 min. In entrambe le settimane, DISPL topi di sesso femminileAyed il comportamento rinforzato con una frequenza significativamente più alta rispetto ai topi di sesso maschile ( &quot;bastone di destinazione&quot;: 63.92 ± 3.72, p = 0,0300; &quot;On mano&quot;: 54.92 ± 4.01, p = 0,0069). La frequenza del comportamento rafforzata non variava significativamente nei topi femmina da seconda settimana tre settimana. Tuttavia, topi maschi ha mostrato una significativa diminuzione ripetizioni di settimana 2-3 settimane ( &quot;bastone di destinazione&quot;: 50,42 ± 4,48; &quot;On mano&quot;: 35.92 ± 5; p = 0,0408). A Mann-Whitney U-test è stato eseguito. I risultati dei dati sono stati espressi come media ± SEM <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig9large.jpg" target="_blank">prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig10.jpg" /> Figura 10. Mostrato Comportamento Innescato da Scruff Holding. Una coorte di 12 BALB / c topi inbred di ogni s<html> ex si è formato seguendo il protocollo clicker training. Una coorte non addestrato, ma delicatamente maneggiato di 12 BALB / c topi inbred di ciascun sesso servito come gruppo di controllo. I topi sono stati trattenuti singlehandedly (cioè, afferrare la collottola e la base della coda con una mano) per 15 s. minzione spontanea, defecazione, e la vocalizzazione sono stati registrati. C&#39;era una profonda differenza tra il comportamento visualizzata del formato e del gruppo di controllo. topi addestrati visualizzati tutti i comportamenti con una frequenza significativamente più basso rispetto ai topi non addestrati. ( &quot;Minzione&quot;: p &lt;0.001; &quot;defecazione&quot;: p &lt;0.001; &quot;Vocalizzazione&quot;: p &lt;0.001). A Mann-Whitney U-test è stato eseguito. Le colonne sono espressi come percentuale di tutti i topi testati. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig10large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 8 &quot;src =&quot; / files / ftp_upload / 55415 / 55415fig11.jpg &quot;/&gt; Figura 11. visualizzata comportamenti Nel corso del Morris water maze test. Una coorte di 12 BALB / c topi inbred di ogni sesso è stato addestrato seguendo il protocollo clicker training. Una coorte non addestrato, ma delicatamente maneggiato di 12 BALB / c topi inbred di ciascun sesso servito come gruppo di controllo. Un Morris water maze test è stato eseguito con tutti i topi dopo la terza settimana di formazione. sono stati registrati galleggiante comportamento e vocalizzazione legati alla manipolazione. comportamento galleggiante si è verificato significativamente inferiore nei topi addestrati (p &lt;0.001). Inoltre, vi era una profonda differenza nella vocalizzazione del formato e del gruppo di controllo. topi addestrati cigolava molto meno quando vengono maneggiati rispetto ai topi del gruppo di controllo non allenato (p &lt;0.001). A Mann-Whitney U-test è stato eseguito. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig11large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 12. La prevalenza di Squeaks per mouse. Una coorte di 12 BALB / c topi inbred di ogni sesso è stato addestrato seguendo il protocollo clicker training. Una coorte non addestrato, ma delicatamente maneggiato di 12 BALB / c topi inbred di ciascun sesso servito come gruppo di controllo. Un Morris water maze test è stato eseguito con tutti i topi dopo la terza settimana di formazione. Vocalizzazione legati alla movimentazione dei topi è stato registrato. i topi non addestrato squittì significativamente più spesso rispetto ai topi addestrati. i topi non addestrato visualizzata vocalizzazione 1.167 ± 0,7 volte e topi non addestrato 4.071 ± 0,83 volte. Una t-test spaiato con correzione di Welch è stata eseguita. I risultati dei dati sono stati espressi come media ± SEM <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig12large.jpg" target="_blank">prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> &lt;p class = &quot;jove_content&quot; fo: keep-together.within-page = &quot;1&quot;&gt; <img alt="Figura 13" src="/files/ftp_upload/55415/55415fig13.jpg" /> Figura 13. Ulteriori applicazioni. Un mouse sta seguendo un bastone obiettivo di attraversare un ponte da una gabbia all&#39;altra. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55415/55415fig13large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice at JoVE.com

Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice

The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice.

L&#39;introduzione di Clicker Training come un arricchimento conoscitivo per topi di laboratorio

Establishing new refinement strategies in laboratory animal science is a central goal in fulfilling the requirements of Directive 2010/63/EU. Previous ...

introducing-clicker-training-as-cognitive-enrichment-for-laboratory

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

12.8K Views.  Johannes Gutenberg-Universität Mainz. The development of new refinement strategies for laboratory mice is a challenging task that contributes towards fulfilling the 3R principle. This protocol introduces clicker training as a cognitive enrichment program for laboratory mice. 

Video: Introducing Clicker Training as a Cognitive Enrichment for Laboratory Mice

Automated, Quantitative Cognitive/Behavioral Screening of Mice: For Genetics, Pharmacology, Animal Cognition and Undergraduate Instruction

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and pharmacological manipulations on basic mechanisms of cognition and learning in mice. A standard polypropylene mouse housing tub is connected through an acrylic tube to a standard commercial mouse test box. The test box has 3 hoppers, 2 of which are connected to pellet feeders. All are internally illuminable with an LED and monitored for head entries by infrared (IR) beams. Mice live in the environment, which eliminates handling during screening. They obtain their food during two or more daily feeding periods by performing in operant (instrumental) and Pavlovian (classical) protocols, for which we have written protocol-control software and quasi-real-time data analysis and graphing software. The data analysis and graphing routines are written in a MATLAB-based language created to simplify greatly the analysis of large time-stamped behavioral and physiological event records and to preserve a full data trail from raw data through all intermediate analyses to the published graphs and statistics within a single data structure. The data-analysis code harvests the data several times a day and subjects it to statistical and graphical analyses, which are automatically stored in the &#34;cloud&#34; and on in-lab computers. Thus, the progress of individual mice is visualized and quantified daily. The data-analysis code talks to the protocol-control code, permitting the automated advance from protocol to protocol of individual subjects. The behavioral protocols implemented are matching, autoshaping, timed hopper-switching, risk assessment in timed hopper-switching, impulsivity measurement, and the circadian anticipation of food availability. Open-source protocol-control and data-analysis code makes the addition of new protocols simple. Eight test environments fit in a 48 in x 24 in x 78 in&#160;cabinet; two such cabinets (16 environments) may be controlled by one computer.

Fully automated system for measuring physiologically meaningful properties of the mechanisms mediating spatial localization, temporal localization, duration, rate&#160;and probability estimation, risk assessment, impulsivity, and the accuracy and precision of memory, in order to assess the effects of genetic and pharmacological manipulations on foundational mechanisms of cognition in mice.

Automatizzato, Quantitative cognitivo / comportamentale Proiezione di topi: per la genetica, farmacologia, Animal Cognition e istruzione laurea

We describe a high-throughput, high-volume, fully automated, live-in 24/7 behavioral testing system for assessing the effects of genetic and ...

Ricerca

Comportamento

A Fully Automated Rodent Conditioning Protocol for Sensorimotor Integration and Cognitive Control Experiments

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. Higher cognitive functions that require precise control over sensorimotor responses such as decision-making and attentional modulation, however, are typically assessed in nonhuman primates. Despite the richness of primate behavior that allows multiple variants of these functions to be studied, the rodent model remains an attractive, cost-effective alternative to primate models. Furthermore, the ability to fully automate operant conditioning in rodents adds unique advantages over the labor intensive training of nonhuman primates while studying a broad range of these complex functions.
Here, we introduce a protocol for operantly conditioning rats on performing working memory tasks. During critical epochs of the task, the protocol ensures that the animal's overt movement is minimized by requiring the animal to 'fixate' until a Go cue is delivered, akin to nonhuman primate experimental design. A simple two alternative forced choice task is implemented to demonstrate the performance. We discuss the application of this paradigm to other tasks.

A fully automated protocol for rodent operant conditioning is proposed. The protocol relies on precise temporal control of behavioral events to investigate the extent to which this control influences neural activity underlying sensorimotor integration and cognitive control experiments.

Un completamente automatizzata Roditore condizionata Protocollo per Sensomotoria Integrazione e esperimenti di controllo cognitive

Rodents have been traditionally used as a standard animal model in laboratory experiments involving a myriad of sensory, cognitive, and motor tasks. ...

The Attentional Set Shifting Task: A Measure of Cognitive Flexibility in Mice

Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many neuropsychiatric and neurodevelopmental disorders, including depression, post-traumatic stress disorder, schizophrenia and autism spectrum disorder. Deficits in cognitive function also represent the most difficult symptom domain&#160;to successfully treat, as serotonin reuptake inhibitors and tricyclic antidepressants have only modest effects. Functional neuroimaging studies and postmortem analysis of human brain tissue implicate the PFC as being a primary region of dysregulation in patients with these disorders. However, preclinical behavioral assays used to assess these deficits in mouse models which can be readily manipulated genetically and could provide the basis for studies of new treatment avenues have been underutilized. Here we describe the adaptation of a behavioral assay, the attentional set shifting task (AST), to be performed in mice to assess prefrontal cortex mediated cognitive deficits. The neural circuits underlying behavior during the AST are highly conserved across humans, nonhuman primates and rodents, providing excellent face, construct and predictive validity.

The goal of this protocol is to perform a behavioral assay such as the attentional set shifting task (AST) to assess prefrontal cortex-mediated cognitive flexibility in mice.

La Task attenzionale Set Shifting: una certa flessibilità cognitiva nei topi

Cognitive impairment, particularly involving dysfunction of circuitry within the prefrontal cortex (PFC), represents a core feature of many ...

Operant Sensation Seeking in the Mouse

Operant methods are powerful behavioral tools for the study of motivated behavior. These 'self-administration' methods have been used extensively in drug addiction research due to their high construct validity. Operant studies provide researchers a tool for preclinical investigation of several aspects of the addiction process. For example, mechanisms of acute reinforcement (both drug and non-drug) can be tested using pharmacological or genetic tools to determine the ability of a molecular target to influence self-administration behavior1-6. Additionally, drug or food seeking behaviors can be studied in the absence of the primary reinforcer, and the ability of pharmacological compounds to disrupt this process is a preclinical model for discovery of molecular targets and compounds that may be useful for the treatment of addiction3,7-9. One problem with performing intravenous drug self-administration studies in the mouse is the technical difficulty of maintaining catheter patency. Attrition rates in these experiments are high and can reach 40% or higher10-15. Another general problem with drug self-administration is discerning which pharmacologically-induced effects of the reinforcer produce specific behaviors. For example, measurement of the reinforcing and neurological effects of psychostimulants can be confounded by their psychomotor effects. Operant methods using food reinforcement can avoid these pitfalls, although their utility in studying drug addiction is limited by the fact that some manipulations that alter drug self-administration have a minimal impact on food self-administration. For example, mesolimbic dopamine lesion or knockout of the D1 dopamine receptor reduce cocaine self-administration without having a significant impact on food self-administration 12,16. 
Sensory stimuli have been described for their ability to support operant responding as primary reinforcers (i.e. not conditioned reinforcers)17-22. Auditory and visual stimuli are self-administered by several species18,21,23, although surprisingly little is known about the neural mechanisms underlying this reinforcement. The operant sensation seeking (OSS) model is a robust model for obtaining sensory self-administration in the mouse, allowing the study of neural mechanisms important in sensory reinforcement24. An additional advantage of OSS is the ability to screen mutant mice for differences in operant behavior that may be relevant to addiction. We have reported that dopamine D1 receptor knockout mice, previously shown to be deficient in psychostimulant self-administration, also fail to acquire OSS24. This is a unique finding in that these mice are capable of learning an operant task when food is used as a reinforcer. While operant studies using food reinforcement can be useful in the study of general motivated behavior and the mechanisms underlying food reinforcement, as mentioned above, these studies are limited in their application to studying molecular mechanisms of drug addiction. Thus, there may be similar neural substrates mediating sensory and psychostimulant reinforcement that are distinct from food reinforcement, which would make OSS a particularly attractive model for the study of drug addiction processes. The degree of overlap between other molecular targets of OSS and drug reinforcers is unclear, but is a topic that we are currently pursuing. While some aspects of addiction such as resistance to extinction may be observed with OSS, we have found that escalation 25 is not observed in this model24. Interestingly, escalation of intake and some other aspects of addiction are observed with self-administration of sucrose26. Thus, when non-drug operant procedures are desired to study addiction-related processes, food or sensory reinforcers can be chosen to best fit the particular question being asked. 
In conclusion, both food self-administration and OSS in the mouse have the advantage of not requiring an intravenous catheter, which allows a higher throughput means to study the effects of pharmacological or genetic manipulation of neural targets involved in motivation. While operant testing using food as a reinforcer is particularly useful in the study of the regulation of food intake, OSS is particularly apt for studying reinforcement mechanisms of sensory stimuli and may have broad applicability to novelty seeking and addiction.

In this protocol we describe a method of operant learning using sensory stimuli as a reinforcer in the mouse. It requires no prior training or food restriction, and it allows the study of motivated behavior without the use of a pharmacological or natural reinforcer such as food.

Sensation operante in Cerco il mouse

Operant methods are powerful behavioral tools for the study of motivated behavior.  These 'self-administration' methods have been used extensively in drug ...

Neuroscienze

Quantifying Social Motivation in Mice Using Operant Conditioning

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered shuttle boxes were equipped with two operant levers (left and right) and a food receptacle in one chamber, which was then divided from the second chamber by an automated guillotine door covered by a wire grid. Different stimulus mice, rotated across testing days, served as a social stimulus behind the wire grid, and were only visible following the opening of the guillotine door. Test mice were trained to lever press in order to open the door and gain access to the stimulus partner for 15 sec. The number of lever presses required to obtain the social reward progressively increased on a fixed schedule of 3. Testing sessions ended after test mice stopped lever pressing for 5 consecutive minutes. The last reinforced ratio or breakpoint can be used as a quantitative measure of social motivation. For the second paradigm, test mice were trained to discriminate between left and right lever presses in order to obtain either a food reward or the social reward. Mice were rewarded for every 3 presses of each respective lever. The number of food and social rewards can be compared as a measurement of the value placed upon each reward. The ratio of each reward type can also be compared between mouse strains and the change in this ratio can be monitored within testing sessions to measure satiation with a given reward type. Both of these operant conditioning paradigms are highly useful for the quantification of social motivation in mouse models of autism and other disorders of social behavior.

This article describes a new protocol for the quantitative measurement of social motivation in mice using operant conditioning for a social reward. The protocol is useful for the measurement of social motivation in mouse models of autism and other disorders of social behavior.

Quantificare motivazione sociale nei topi mediante condizionamento operante

In this protocol, social motivation is measured in mice through a pair of operant conditioning paradigms. To conduct the experiments, two-chambered ...

A Fully Automated and Highly Versatile System for Testing Multi-cognitive Functions and Recording Neuronal Activities in Rodents

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be investigated in a single task sequence. The unique feature of this system is a custom-made, acoustically transparent chamber that eliminates many of the issues associated with auditory cue control in most commercially available chambers. The ease with which operant devices can be added or replaced makes this system quite versatile, allowing for the implementation of a variety of auditory, visual, and olfactory behavioral tasks. Automation of the system allows fine temporal (10 ms) control and precise time-stamping of each event in a predesigned behavioral sequence. When combined with a multi-channel electrophysiology recording system, multiple cognitive brain functions, such as motivation, attention, decision-making, patience, and rewards, can be examined sequentially or independently.

In this report, we present a fully automated and highly versatile system capable of simultaneously testing multi-cognitive behaviors and recording neuronal activities for rodents.

Un sistema completamente automatizzato ed altamente versatile per test multi-funzioni cognitive e di registrare le attività neuronali in roditori

We have developed a fully automated system for operant behavior testing and neuronal activity recording by which multiple cognitive brain functions can be ...

Using Clicker Training and Social Observation to Teach Rats to Voluntarily Change Cages

Cage cleaning is a routinely performed husbandry procedure and is known to induce stress in laboratory rats. As stress can have a negative impact on well-being and can affect the comparability and reproducibility of research results, the amount of stress experienced by laboratory animals should be minimized and avoided when possible. Further, the direct contact between the rat and animal caretaker during the cage change bears hygiene risks and therefore possibly negatively impacts the well-being of the rats and the quality of the research. 
Our protocol aims to improve the routinely performed cage changing procedure. For this reason, we present a feasible protocol that enables rats to learn via clicker training and observation to voluntarily change to a clean cage. This training helps to reduce stress caused by the physical disturbance and handling associated with the cage changes and concurrently enables a reduction in direct contact between animal and animal caretaker after the training phase is completed.
The implementation of clicker training to rats is fast and easy. Rats are generally interested in the training and efficiently learn the desired behavior, which entails changing cages through a pipe. Even without training, the rats learn to perform the desired behavior by observation, as 80% of the observational learning group successfully changed cages when tested. The training further helps to establish a relationship of trust between trainer and animal. As hygiene and well-being are both very important in animal experiments, this protocol might also help to improve high-quality research.

This protocol introduces a method of cage change for rats via clicker training. Rats learn the desired behavior not only by direct training but also by observational learning. The implementation of this fast and easy protocol might help to improve well-being and hygiene in rodent facilities.

Utilizzando Clicker Training e osservazione sociale per insegnare ratti volontariamente cambiare gabbie

Cage cleaning is a routinely performed husbandry procedure and is known to induce stress in laboratory rats. As stress can have a negative impact on ...

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that permits the mouse to reach out of its cage and retrieve food pellets. Minimal food restriction is employed to encourage the mice to perform the food retrieval from the slot. As the mice begin to associate coming to the slot for food, the pellets are manually pulled away to stimulate extension and pronation of their paw to grasp and retrieve the pellet through the frontal slot. When the mice begin to reach for the pellets as they arrive at the slot, the behavioral assay can be performed by measuring the rate at which they successfully grasp and retrieve the desired pellet. They are then introduced to an auto-trainer that automates both the process of providing food pellets for the mouse to grasp, and the recording of successful and failed reaching and grasping attempts. This allows for the collection of reaching data for multiple mice with minimal effort, to be used in experimental analysis as appropriate.

Method to assess the impact of training on motor skills is a useful tool. Unfortunately, most behavioral assessments can be labor intensive and/or expensive.We describe here a robotic method of assessing prehension (reach-to-grasp) skill in mice.

Valutazione della prensione qualificata nei topi utilizzando un auto-allenatore

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...

Formazione basata sul rinforzo positivo per le procedure di routine dell'allevamento dei conigli

Training Laboratory Rabbits to Refine Routine Husbandry Procedures

Non-aversive handling and training techniques for laboratory animals are required to facilitate experimental and routine husbandry procedures, improving both animal welfare and scientific quality. Clicker training was utilized to develop training protocols for rabbits to refine stressful routine husbandry procedures usually associated with lifting (i.e., being picked up from the floor)/restraining (i.e., being held in the arms of a human) them. Thirteen female New Zealand White rabbits were trained over three weeks. All rabbits learned the predefined goal behaviors: they followed the target stick, jumped onto the weighing scale, entered a transport box, and reared while placing their front paws onto the trainer&#39;s hand. In addition, ten animals jumped from the floor onto the sitting trainer&#39;s lap and allowed the trainer to lift their paws off the surface while sitting on the trainer&#39;s lap. For some individuals, the protocols had to be adapted by additional interim steps. At the end of the training, the rabbits reliably showed the expected goal behaviors, even after short and long training breaks. With few exceptions, a familiar person other than the trainer could elicit the goal behaviors from the rabbits (generalization), though further sessions were required for generalization. In the voluntary approach test, the rabbits preferred interacting with the trainer in the 1st trial but spent as much time with an unfamiliar person as with the trainer in the 2nd trial. The behavioral observations suggested that picking the rabbits up with the transport box, as described in the protocol, instead of restraining them with the scruff of their neck and lifting them on the arm, was less aversive. All in all, the training protocols were feasible and can serve as a refinement strategy in laboratory animal facilities. In the interest of animal welfare, the training protocols should be applied wherever possible.

Autore in primo piano: Addestramento di animali da laboratorio per una manipolazione delicata e senza stress

Training protocols involving positive reinforcement for routine husbandry procedures in rabbits were developed and proved to be successful, as the rabbits reliably showed the trained behaviors at the weekly general examination. Picking the rabbits up with the transport box was less aversive than the conventional handling technique.

Addestrare i conigli da laboratorio a perfezionare le procedure di allevamento di routine

Non-aversive handling and training techniques for laboratory animals are required to facilitate experimental and routine husbandry procedures, improving ...

L'introduzione di Clicker Training come un arricchimento conoscitivo per topi di laboratorio

Riepilogo

Esplora Altri Video

Capitoli in questo video

Automatizzato, Quantitative cognitivo / comportamentale Proiezione di topi: per la genetica, farmacologia, Animal Cognition e istruzione laurea

Un completamente automatizzata Roditore condizionata Protocollo per Sensomotoria Integrazione e esperimenti di controllo cognitive

La Task attenzionale Set Shifting: una certa flessibilità cognitiva nei topi

Sensation operante in Cerco il mouse

Quantificare motivazione sociale nei topi mediante condizionamento operante

Un sistema completamente automatizzato ed altamente versatile per test multi-funzioni cognitive e di registrare le attività neuronali in roditori

Utilizzando Clicker Training e osservazione sociale per insegnare ratti volontariamente cambiare gabbie

Valutazione della prensione qualificata nei topi utilizzando un auto-allenatore

Addestrare i conigli da laboratorio a perfezionare le procedure di allevamento di routine

Addestrare i conigli da laboratorio a perfezionare le procedure di allevamento di routine