Die Autoren danken den Tierpflegern für die Betreuung der Kaninchen und ihre mitfühlende und engagierte Arbeit. Vielen Dank an Kai Diederich für das Korrekturlesen des Manuskripts.

Positives Verstärkungstraining für routinemäßige Kaninchenhaltungsverfahren

Die Autoren erklären, dass keine Interessenkonflikte im Zusammenhang mit dieser Veröffentlichung bestehen.

Zwischen 2015 und 2019 wurden in der Europäischen Union (und Norwegen) mehr als 49 Millionen Tiere für wissenschaftliche Zwecke verwendet; 1.745.037 (3,5 %) davon waren Kaninchen1. Kaninchen werden hauptsächlich für die regulatorische Forschung (z. B. Qualitätskontrolle, Toxizität und andere Sicherheitstests, einschließlich Pharmakologie) und für die routinemäßige Herstellung biologischer Substanzen (z. B. Produkte auf Blutbasis)2 verwendet. Obwohl Bestrebungen unternommen werden, Tierversuche durch tierversuchsfreie Methoden zu ersetzen, ist der Einsatz von Tieren für einige dieser Zwecke immer noch notwendig. Immer dann, wenn ein Tierversuch nicht ersetzt werden kann, ist es entscheidend, die Anzahl der Tiere zu reduzieren und die Versuchs- sowie Haltungs- und Haltungsbedingungen zu verfeinern, um das Leiden zu minimieren. Russel und Burch bezeichneten diese Strategie 1959 als 3R-Prinzip (replace, reduce, refine)3 und wurden 2010 in die Richtlinie 2010/63/EU zum Schutz der für wissenschaftliche Zwecke verwendeten Versuchstiere4 umgesetzt. Die Rolle der Raffinesse, die manchmal als "Aschenputtel" der 3R5 bezeichnet wird, hat zunehmend an Bedeutung gewonnen. Während Ersatz und Verminderung langfristige Strategien im Hinblick auf das Endziel der Richtlinie, Tierversuche vollständig zu ersetzen, sind, ermöglicht die Verfeinerung die unmittelbare Verbesserung des Tierschutzes5, was wiederum das Potenzial hat, die wissenschaftliche Qualität zu verbessern6. Wesentliche Bestandteile der Verfeinerung sind der Umgang mit den Tieren und die Ausbildung, wie in Anhang III der Richtlinie 2010/63/EU dargelegt. Die Richtlinie schreibt vor, dass Tiereinrichtungen Gewöhnungs- und Trainingsprogramme für die Versuchstiere entwerfen sollten, die an die Art, das Verfahren und das Projekt angepasst sind4. Anhang A der ETS Nr. 123 legt nahe, dass das Personal der Versuchstiere Zeit damit verbringt, "mit den Tieren zu sprechen, sie zu handhaben, zu schulen und zu pflegen"7.
Einige Handhabungsverfahren verursachen Stress, insbesondere bei terrestrischen Beutetieren wie Kaninchen. Beispiele hierfür sind, in die Enge getrieben, gefesselt (d. h. von einem Menschen gepackt, in den Armen eines Menschen gehalten oder durch ein Gerät bewegungsunfähig gemacht) und für eine Gesundheitsinspektion oder experimentelle Verfahren hochgehoben (d. h. vom Boden aufgehoben)zu werden 8. Eine Umfrage, die sich auf Hauskaninchen konzentrierte, ergab, dass 57-61 % von ihnen Schwierigkeiten hatten, wenn sie hochgehoben wurden 9,10 und einige zeigten sogar angstbedingte Aggressionen (z. B. Beißen)11. Dies unterstreicht die Notwendigkeit einer schonenden Handhabung und Trainingstechniken. Bei anderen kleinen Säugetieren wie Mäusen konnte bereits gezeigt werden, dass schonende Handhabungstechniken die Angst verringern12. Darüber hinaus reduziert die schonende Handhabung in Kombination mit Training Stress, Angst und depressionsähnliches Verhalten bei Mäusen13. Bei Rhesusaffen und Schimpansen waren physiologische Messungen im Zusammenhang mit Stress weniger beeinflusst, wenn sie zuvor auf ein Verfahren trainiert wurden 14,15. Es kann davon ausgegangen werden, dass ein Tier, wenn es sich freiwillig für die Teilnahme an der Schulung entscheiden kann, sich aktiv an der Situation beteiligen und diese kontrollieren kann, was das Wohlergehen des Tieres verbessert und auch zu robusteren und zuverlässigeren wissenschaftlichen Daten beitragen kann16.
Viele Tiertrainingsverfahren beruhen auf operanten Konditionierungsprinzipien, insbesondere auf dem Einsatz von positiver Verstärkung und Formung 17,18,19. Operante Konditionierung erfordert, dass ein Tier Verhaltensweisen hervorruft, die dann verstärkt oder verringert werden können20. Es gibt vier häufige Kontingenzen, die zur Beschreibung operanter Konditionierung herangezogen werden: positive und negative Verstärkung sowie positive und negative Bestrafung21,22. Bei Kaninchen wird positive Bestrafung angewendet, wenn sich eine Person einem Tier nähert (unerwünschter Reiz), um es von einem bestimmten Ort weg oder in Richtung eines bestimmten Ortes zu bewegen23. Im Zusammenhang mit dem Umgang mit einem Kaninchen auf der Untersuchungsliege ist ein Beispiel für negative Verstärkung die Beseitigung des Drucks (unerwünschter Reiz) auf den Körper des Kaninchens, wenn das Kaninchen still steht; Ein Beispiel für negative Bestrafung ist das Zurückziehen einer Futterbelohnung (gewünschter Reiz), wenn das Kaninchen anfängt, zu kämpfen. Weder positive/negative Bestrafung noch negative Verstärkung sind in der Tiererziehung zu empfehlen. Bestrafung verursacht negative emotionale Affekte24, wie z. B. Stress, wie bei Hundengezeigt 25. Stattdessen sollte positive Verstärkung die Methode der Wahl beim Training von Tieren sein25,26. Positives Verstärkungstraining (PRT) bedeutet, dass ein erwünschter Reiz (z. B. eine Futterbelohnung) bereitgestellt wird, nachdem das Tier ein gewünschtes Verhalten gezeigt hat, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das Tier das gewünschte Verhalten in Zukunft erneut zeigt27. Bei der PRT wird häufig ein konditionierter Verstärker eingesetzt. Ein konditionierter Verstärker (sekundärer Verstärker) ist in der Regel ein neutraler Reiz wie ein Geräusch, den das Tier mit einem unbedingten Verstärker (primärer Verstärker, z. B. Futterbelohnung) zu assoziieren lernt28. Nachdem das Tier das gewünschte Verhalten gezeigt hat, wird der konditionierte Verstärker sofort vorgestellt, gefolgt von der Präsentation der Futterbelohnung26. Ein bekanntes Beispiel für PRT ist das Clickertraining, bei dem ein Clicker zur Erzeugung eines Klicks als sekundärer Verstärker26 verwendet wird.
Das Training sollte vorhersehbaren Mustern folgen, was durch die Gestaltung eines Trainingsprotokolls erreicht wird. Das Trainingsprotokoll beschreibt, wie ein Zielverhalten Schritt für Schritt erreicht werden kann (d. h. Verhaltensformung), wobei jeder Schritt durch objektive Kriterien definiert wird und leicht zu erreichen sein sollte26. Wenn die Schulung einem bestimmten Protokoll folgt, ist es möglich, dass sich das Labortierpersonal mit dem Training der Tiere abwechselt. Wichtig zu beachten ist, dass das Personal die Prinzipien der Lern- und Trainingstechniken kennen muss, um sie korrekt anwenden zu können26. Bei der Tiererziehung geht es oft um Verhaltensformen. Die Verhaltensformung mit der Hand wurde von Skinner und Kollegen in den frühen 1940er Jahren zum ersten Mal bewusst eingesetzt29. Im Gegensatz dazu konzentrierte sich Skinner in früheren Arbeiten eher darauf, "kleine Veränderungen in der physischen Umgebung vorzunehmen, um ein Programm der sukzessiven Annäherung zu implementieren"29. In einem Artikel, der im Scientific American veröffentlicht wurde, erklärte er, dass die Verstärkung eines Verhaltens die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass sich das Verhalten wiederholt, was "es ermöglicht, das Verhalten eines Tieres fast so zu formen, wie ein Bildhauer einen Klumpen Ton formt"30. Seitdem hat die Formgebung für in Gefangenschaft gehaltene Tiere eine wachsende Bedeutung erfahren 29,30,31,32. Für die Reproduktion und Verbesserung von Shaping-Protokollen ist es entscheidend, die Protokolle systematisch und objektiv zu bewerten 33,34,35,36.
Eine kürzlich veröffentlichte systematische Übersichtsarbeit und Metaanalyse von Pfaller-Sadovsky et al. ergab, dass konditionierte Verstärkung am häufigsten bei Pferden und Hunden untersucht wurde, obwohl auch Katzen, Rinder, Fische, Ziegen und nicht-menschliche Primaten untersucht wurden37. In der Versuchstierforschung wird PRT häufig bei nichtmenschlichen Primaten 38,39,40 und Hunden41,42 eingesetzt. Darüber hinaus wurden Schweine43, Ziegen44 und sogar kleine Säugetiere wie Mäuse13 und Ratten 45,46,47 erfolgreich mit einem Clicker im Labor trainiert. Nach Kenntnis der Autoren wurde die Einführung von PRT bei Laborkaninchen bisher nur selten berichtet48; Bestehende Peer-Review-Literatur, die vor mehreren Jahrzehnten veröffentlicht wurde, ist veraltet und entspricht nicht den Kriterien moderner ethischer Forschung. Obwohl nur wenige nicht von Fachleuten begutachtete Informationen darauf hindeuten, dass Kaninchen erfolgreich mit PRT49 trainiert werden können, scheint es an Wissen über geeignete Trainingsprotokolle für Kaninchen zu mangeln, die in Versuchstiereinrichtungen untergebracht sind. Die zugrunde liegenden Gründe können unterschiedlich sein. So kann es sein, dass die verwendeten Trainingstechniken in Forschungsartikeln nicht detailliert beschrieben werden oder dass Daten für die regulatorische Forschung generiert und daher nicht veröffentlicht werden. Darüber hinaus stehen Kaninchen möglicherweise nicht im Mittelpunkt der Verfeinerungsforschung, da andere Spezies wie Mäuse und Ratten häufiger in der Forschung verwendet werden. Da Kaninchen Stress und Unbehagen sehr gut kaschieren können, kann ihr negativer emotionaler Zustand im Umgang oft unerkannt bleiben. Die Größe eines Kaninchens ermöglicht es dem Menschen, diese Tiere für Eingriffe zurückzuhalten, während andere Spezies, wie z. B. nichtmenschliche Primaten, für ähnliche Eingriffe nicht mit den Händen gehalten werden dürfen, ohne ernsthaft verletzt zu werden50. Diese Tatsachen sollten jedoch die Entwicklung oder den Austausch von PRT-Protokollen für Laborkaninchen nicht verhindern.
Hinsichtlich des potenziellen Nutzens von PRT wurden erste Versuche unternommen, die Wissenslücke zu geeigneten Trainingsprotokollen für Laborkaninchen zu schließen. Um Routineverfahren wie Handhabung, Gesundheitsinspektionen und Wiegen zu erleichtern, wurden Trainingsprotokolle entwickelt und ihre Durchführbarkeit für weibliche neuseeländische weiße Kaninchen bewertet. Es wurden Vergleiche durchgeführt, um zu beurteilen, ob die in den Trainingsprotokollen beschriebene alternative Handhabungstechnik weniger aversiv ist als die konventionelle Handhabungstechnik und ob die Trainingsprotokolle als Verfeinerungsmaßnahmen dienen können. Abbildung 1 zeigt den Zeitplan der vorliegenden Studie.
Pflege von Tieren
Dreizehn weibliche neuseeländische weiße Kaninchen wurden aus kommerziellen Quellen gewonnen (Ankunft in der Tiereinrichtung im Alter von etwa sieben Wochen). Die Tiere waren frei von allen viralen, bakteriellen und parasitären Krankheitserregern, die in den FELASA-Empfehlungenaufgeführt sind 51. Schutzkleidung und -ausrüstung (Handschuhe, Masken, Haarnetze) wurden bei der Durchführung der Schritte des vorliegenden Protokolls getragen. Eine Gruppe von sechs und eine Gruppe von sieben Tieren wurden zusammen in einem Bodenstall von 2,8 m × 2,8 m (Bodenhaltung) untergebracht. Der Boden wurde mit feinem und flockigem Holzbettmaterial (autoklaviert) belegt. Darüber hinaus waren Nistmaterial und Papierwolle auf der Einstreu verstreut. Als Unterstände dienten drei Kunststoffhäuser mit je zwei Öffnungen (37 cm × 60 cm; Höhe 30 cm) und ein Kunststofftunnel (Länge: 58 cm; Durchmesser: 16 cm). Zusätzlich wurden Anreicherungsgegenstände wie Nageklötze aus Holz, Heu- und Weidenbälle sowie mit Futterpellets gefüllte Snackbälle, die beim Bewegen des Balls herausfallen, zur Verfügung gestellt. Die Kaninchen hatten freien Zugang zu Leitungswasser, pelletiertem Futter und autoklaviertem Heu sowie Stroh. Weitere Informationen zu Lebensmitteln und Anreicherungsartikeln sind in der Materialtabelle aufgeführt. Das Tierzimmer wurde donnerstags gereinigt.
Die Kaninchen wurden unter Standardbedingungen (Raumtemperatur und relative Luftfeuchtigkeit als Mittelwert ± Standardabweichung: 20,3 ± 0,4 °C und 50 ± 5 %) bei einem Hell-Dunkel-Rhythmus von 12:12 h (künstliches Licht mit zusätzlichem Tageslichteinfall) gehalten. 30 min vor Beginn der Lichtphase wurde ein Radio für ca. 8 h eingeschaltet, um die Kaninchen an Umgebungsgeräusche zu gewöhnen.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bed-r&#8217;Nest</td>
			<td>The Andersons, Inc., Maumee, USA</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Finger Clicker</td>
			<td>ASCO</td>
			<td></td>
			<td>https://ascoshop.de/products/fingerclicker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>G*Power</td>
			<td></td>
			<td>version 3.1.9.7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heu-Proppen</td>
			<td>Ssniff Spezialdi&#228;ten GmbH, Soest, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IBM Corp. Released 2020. IBM SPSS Statistics for Windows,&#160; Armonk, NY: IBM Corp</td>
			<td>IBM Corp</td>
			<td>Version 27.0.</td>
			<td>in the manuscript referred to as &#34;software for advanced statistical analysis&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kaninchen Haltung + 25 mg/kg Salinomycin-Natrium-Sondermischung</td>
			<td>Ssniff Spezialdi&#228;ten GmbH, Soest, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lignocel block</td>
			<td>Lignocel J. Rettenmaier &#38;S&#246;hne GmbH + Co KG, Rosenberg, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lillebro gesch&#228;lte Sonnenblumenkerne&#8221;, Martina GmbH, M&#252;nchen, Germany) and Rainbow Foraging Bits (Bio-Serv, Flemington, USA)&#160;</td>
			<td>Martina GmbH, M&#252;nchen, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsoft Excel for Microsoft 365 MSO</td>
			<td>Microsoft Corporation</td>
			<td>Version 2305</td>
			<td>in the manuscript referred to as &#34;spread sheet&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>New Zealand White rabbits&#160;</td>
			<td>Charles River Laboratories France</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plattformwaage DE 35K5DL</td>
			<td>KERN &#38; SOHN GmbH, Balingen-Frommern, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Premium scientific bedding (fine &#38; flake)</td>
			<td>SAFE, Augy, France</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rainbow Foraging Bits</td>
			<td>Bio-Serv, Flemington, USA</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snackball f&#252;r Kaninchen &#8211; 7 cm</td>
			<td>TRIXIE Heimtierbedarf GmbH &#38; Co. KG, Tarp, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Target stick with integrated clicker</td>
			<td>TRIXIE Heimtierbedarf GmbH &#38; Co. KG, Tarp, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trixi Transportbox Capri Open Top</td>
			<td>TRIXIE Heimtierbedarf GmbH &#38; Co. KG, Tarp, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weiden-Heuball</td>
			<td>JR FARM GmbH, Holzheim-Pessenburgheim, Germany</td>
			<td></td>
			<td>The successful implementation of the protocol does not depend on this particular product. You could use comparable products by other companies.&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

training laboratory rabbits to refine routine husbandry procedures

Nicht-aversive Handhabungs- und Trainingstechniken für Labortiere sind erforderlich, um Versuchs- und Routinehaltungsverfahren zu erleichtern und sowohl den Tierschutz als auch die wissenschaftliche Qualität zu verbessern. Clickertraining wurde verwendet, um Trainingsprotokolle für Kaninchen zu entwickeln, um stressige Routinehaltungsverfahren zu verfeinern, die normalerweise mit dem Heben (d. h. vom Boden hochgehoben werden) und dem Festhalten (d. h. in den Armen eines Menschen gehalten werden) verbunden sind. Dreizehn weibliche neuseeländische weiße Kaninchen wurden über drei Wochen trainiert. Alle Kaninchen lernten das vorgegebene Zielverhalten: Sie folgten dem Zielstock, sprangen auf die Waage, stiegen in eine Transportbox und bäumten sich auf, während sie ihre Vorderpfoten auf die Hand des Trainers legten. Zusätzlich sprangen zehn Tiere vom Boden auf den Schoß des sitzenden Trainers und ermöglichten es dem Trainer, seine Pfoten von der Oberfläche zu heben, während er auf dem Schoß des Trainers saß. Bei einigen Personen mussten die Protokolle durch zusätzliche Zwischenschritte angepasst werden. Am Ende des Trainings zeigten die Kaninchen auch nach kurzen und langen Trainingspausen zuverlässig das erwartete Zielverhalten. Mit wenigen Ausnahmen konnte eine andere vertraute Person als der Trainer den Kaninchen die Zielverhaltensweisen entlocken (Generalisierung), obwohl für die Verallgemeinerung weitere Sitzungen erforderlich waren. Im freiwilligen Annäherungstest bevorzugten die Kaninchen im 1. Versuch die Interaktion mit dem Trainer, verbrachten aber im 2. Versuch genauso viel Zeit mit einer unbekannten Person wie mit dem Trainer. Die Verhaltensbeobachtungen deuteten darauf hin, dass das Hochheben der Kaninchen mit der Transportbox, wie im Protokoll beschrieben, anstatt sie mit dem Nacken festzuhalten und auf den Arm zu heben, weniger aversiv war. Alles in allem waren die Trainingsprotokolle machbar und können als Verfeinerungsstrategie in Versuchstiereinrichtungen dienen. Im Interesse des Tierschutzes sollten die Schulungsprotokolle nach Möglichkeit angewendet werden.

Between 2015 and 2019, more than 49 million animals were used for scientific purposes in the European Union (and Norway); 1,745,037 (3.5 %) of them were rabbits1. Rabbits are mostly used for regulatory research (e.g., quality control, toxicity, and other safety testing, including pharmacology) and routine production of biological substances (e.g., blood-based products)2. Although efforts are made to replace animal experiments with animal-free methods, the use of animals is still necessary for some of these purposes. Whenever an animal experiment cannot be replaced, it is crucial to reduce the number of animals and refine experimental as well as housing and husbandry conditions to minimize suffering. Russel and Burch described this strategy as the 3R principle (replace, reduce, refine) in 19593 and, in 2010, it was implemented into the Directive 2010/63/EU on the protection of laboratory animals used for scientific purposes4. The role of refinement sometimes referred to as &#39;Cinderella&#39; of the 3Rs5, has gained growing importance. While replacement and reduction are long-term strategies towards the ultimate goal of the Directive to fully replace animal experiments, refinement enables the immediate improvement of animal welfare5, which in turn has the potential to improve scientific quality6. Essential parts of refinement are animal handling and training, as pointed out in Annex III of the Directive 2010/63/EU. The Directive stipulates that animal facilities should design habituation and training programs for the laboratory animals adapted to species, procedure, and project4. Appendix A of the ETS No. 123 suggests that the laboratory animal personnel spends time &#34;talking to, handling, training and grooming animals&#34;7.
Some handling procedures cause stress, especially for terrestrial prey animals such as rabbits. Examples are being cornered, restrained (i.e., grabbed by a human, held in the arms of a human, or immobilized by a device), and lifted (i.e., picked up from the floor) for a health inspection or experimental procedures8. A survey focusing on pet rabbits revealed that 57-61% of them struggled when being lifted9,10 and some even showed fear related aggression (i.e., biting)11. This emphasizes the need for gentle handling and training techniques. It has already been demonstrated for other small mammals such as mice that gentle handling techniques decreases anxiety12. Moreover, gentle handling in combination with training reduces stress, anxiety, and depression-like behavior in mice13. In rhesus macaques and chimpanzees, physiological measures related to stress were less affected when they were previously trained on a procedure14,15. It may be assumed that if an animal can choose to participate in the training voluntarily, it can actively engage in and control the situation, which improves the animal&#39;s welfare and may also contribute to more robust and reliable scientific data16.
Many animal training procedures are reliant on operant conditioning principles, particularly the use of positive reinforcement and shaping17,18,19. Operant conditioning requires an animal to elicit behaviors that can then be increased or decreased20. There are four common contingencies that are used to describe operant conditioning: positive and negative reinforcement as well as positive and negative punishment21,22. In rabbits, positive punishment is used when a person approaches (undesired stimulus) an animal to move it away from or towards a particular location23. In the context of handling a rabbit on the examination table, an example for negative reinforcement is the removal of pressure (undesired stimulus) on the rabbit&#39;s body when the rabbit keeps still; an example for negative punishment is withdrawing a food reward (desired stimulus) when the rabbit starts struggling. Neither positive/negative punishment nor negative reinforcement are recommended in animal training. Punishment causes negative emotional affects24, such as distress as shown in dogs25. Instead, positive reinforcement should be the method of choice when training animals25,26. Positive reinforcement training (PRT) means that a desirable stimulus (e.g., a food reward) is provided after the animal showed a desired behavior, which increases the likelihood that the animal will display the desired behavior again in the future27. PRT often involves the application of a conditioned reinforcer. A conditioned reinforcer (secondary reinforcer) usually is a neutral stimulus such as a sound, which the animal learns to associate with an unconditioned reinforcer (primary reinforcer, e.g., food reward)28. After the animal displays the desired behavior, the conditioned reinforcer is immediately presented, followed by the presentation of the food reward26. A well-known example of PRT is clicker training, where a clicker is used for producing a click as a secondary reinforcer26.
The training should follow predictable patterns, which is achieved by designing a training protocol. The training protocol describes how a goal behavior can be reached step by step (i.e., behavioral shaping) while each step is defined by objective criteria and should be easily accomplished26. If the training follows a particular protocol, it is possible that the laboratory animal staff alternates with training the animals. Important to note is that the personnel needs to know the principles of learning and training techniques in order to correctly apply them26. Animal training often incorporates behavioral shaping. Behavioral shaping by hand was deliberately used for the first time by Skinner and colleagues in the early 1940s29. In contrast, in previous work, Skinner rather focused on &#34;making small changes in the physical environment in order to implement a program of successive approximation&#34;29. In an article published in Scientific American, he explained that reinforcing a behavior increases the likelihood that the behavior will be repeated which &#34;makes it possible to shape an animal&#39;s behavior almost as a sculptor shapes a lump of clay&#34;30. Since then, shaping has experienced growing importance for captive animals29,30,31,32. For reproducing and improving shaping protocols, it is crucial to assess the protocols in a systematic and objective manner33,34,35,36.
A recently published systematic review and meta-analysis by Pfaller-Sadovsky et al. found that conditioned reinforcement was most frequently studied in horses and dogs, though cats, cattle, fish, goats, and non-human primates were also investigated37. In laboratory animal science, PRT is widely used for non-human primates38,39,40 and dogs41,42. In addition, pigs43, goats44, and even small mammals, such as mice13 and rats45,46,47, were successfully trained using a clicker in the laboratory setting. To the authors&#39; knowledge, the introduction of PRT for laboratory rabbits has only been rarely reported yet48; existing peer-reviewed literature published several decades ago is outdated and does not meet the criteria of modern ethical research. Although few non-peer-reviewed pieces of information suggest that rabbits can be successfully trained using PRT49, there seems to be a lack of knowledge on suitable training protocols for rabbits that are housed in laboratory animal facilities. The underlying reasons may be varying. For instance, training techniques used may not be described in detail in research articles or data are generated for regulatory research and therefore not being published. Moreover, rabbits may not be the main focus of refinement research since other species such as mice and rats are more frequently used in research. Since rabbits can mask stress and discomfort extremely well, their negative emotional state when being handled may often remain unrecognized. The size of a rabbit allows humans to restrain these animals for procedures while other species such as non-human primates may not be held with the hands for similar interventions without being seriously injured50. However, these facts should not prevent the development or sharing of PRT protocols for laboratory rabbits.
Regarding the potential benefits of PRT, first attempts were made to fill the knowledge gap on suitable training protocols for laboratory rabbits. To facilitate routine procedures such as handling, health inspections, and weighing, training protocols were developed and their feasibility for female New Zealand White rabbits was evaluated. Comparisons were carried out to assess whether the alternative handling technique described in the training protocols was less aversive than the conventional handling technique and whether the training protocols can serve as refinement measures. Figure 1 demonstrates the time schedule of the present study.
Animal maintenance
Thirteen female New Zealand White rabbits were obtained from commercial sources (arrival at animal facility at the age of approximately seven weeks of age). The animals were free of all viral, bacterial, and parasitic pathogens listed in the FELASA recommendations51. Protective clothing and equipment (gloves, masks, hair nets) were worn when conducting the steps of the present protocol. A group of six and a group of seven animals were housed together in a floor pen of 2.8 m &#215; 2.8 m (floor housing), respectively. The floor was covered with fine and flaky wooden bedding material (autoclaved). Moreover, nesting material and paper wool were scattered on top of the bedding. Three plastic houses with two openings each (37 cm &#215; 60 cm; height 30 cm) and a plastic tunnel (length: 58 cm; diameter: 16 cm) served as shelters. Additionally, enrichment items such as wooden gnawing blocks, hay and willow balls, and snack balls filled with food pellets, that fall out when moving the ball, were provided. The rabbits had free access to tap water, pelleted food, and autoclaved hay as well as straw. Further information on food and enrichment items are listed in the Table of Materials. The animal room was cleaned on Thursdays.
The rabbits were maintained under standard conditions (room temperature and relative humidity given as mean &#177; standard deviation: 20.3 &#177; 0.4 &#176;C and 50 &#177; 5 %) on a light:dark cycle of 12:12 h (artificial light with additional daylight incidence). A radio was turned on 30 min before the beginning of the light phase for approximately 8 h to habituate the rabbits to ambient noises.

Autor im Rampenlicht: Training von Versuchstieren für einen schonenden und stressfreien Umgang

Training von Laborkaninchen zur Verfeinerung routinemäßiger Haltungsverfahren

We intend to improve animal welfare for as long as animal experiments are carried out. It is our moral responsibility and duty to ensure that the laboratory animals suffer as less as possible. This also includes caring for and handling the animals in the gentlest way possible.For instance, by using positive reinforcement training. Our research suggests that gentle handling techniques and positive reinforcement training reduces stress in laboratory animals. researchers are currently confronted with the requirements to train their laboratory animals.However, this is extremely challenging for someone without any previous experiences in animal training. Therefore, our protocol provides step-by-step instructions that should allow everyone to get the first positive experiences in training a rabbit. First of all, it is animal friendly.We compared the behavior of the rabbits after they were picked up in a transport box, or with the conventional handling techniques. The transport box was less aversive and therefore, could serve as an effective refinement measure.

Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Training of Laboratory Animals for Gentle and Stress-Free Handling at JoVE.com

Es wurden Trainingsprotokolle entwickelt, die eine positive Verstärkung für die routinemäßige Haltung bei Kaninchen beinhalten und sich als erfolgreich erwiesen, da die Kaninchen die antrainierten Verhaltensweisen bei der wöchentlichen allgemeinen Untersuchung zuverlässig zeigten. Das Aufheben der Kaninchen mit der Transportbox war weniger aversiv als die herkömmliche Handhabungstechnik.

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

Wir beabsichtigen, den Tierschutz zu verbessern, solange Tierversuche durchgeführt werden. Es ist unsere moralische Verantwortung und Pflicht, dafür zu sorgen, dass die Versuchstiere so wenig wie möglich leiden. Dazu gehört auch, die Tiere so schonend wie möglich zu pflegen und zu behandeln.Zum Beispiel durch den Einsatz von positivem Verstärkungstraining. Unsere Forschung deutet darauf hin, dass sanfte Handhabungstechniken und positives Verstärkungstraining den Stress bei Labortieren reduzieren. Forscher sehen sich derzeit mit den Anforderungen konfrontiert, ihre Versuchstiere zu trainieren.Dies ist jedoch eine große Herausforderung für jemanden, der noch keine Erfahrung in der Tiererziehung hat. Daher bietet unser Protokoll eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, die es jedem ermöglichen soll, die ersten positiven Erfahrungen bei der Erziehung eines Kaninchens zu sammeln. Zunächst einmal ist es tierfreundlich.Wir verglichen das Verhalten der Kaninchen nach der Aufnahme in einer Transportbox oder mit den herkömmlichen Handhabungstechniken. Die Transportbox war weniger aversiv und konnte daher als effektive Veredelungsmaßnahme dienen.

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Research

JoVE Journal

Behavior

Training Laboratory Rabbits to Refine Routine Husbandry Procedures

1.1K Aufrufe.  German Federal Institute for Risk Assessment. Wir beabsichtigen, den Tierschutz zu verbessern, solange Tierversuche durchgeführt werden. Es ist unsere moralische Verantwortung und Pflicht, dafür zu sorgen, dass die Versuchstiere so wenig wie möglich leiden. Dazu gehört auch, die Tiere so schonend wie möglich zu pflegen und zu behandeln.Zum Beispiel durch den Einsatz von positivem Verstärkungstraining. Unsere Forschung deutet darauf hin, dass sanfte Handhabungstechniken und positives Verstärkungstraining den Stress bei Labor...

Serie: Autor im Rampenlicht: Training von Versuchstieren für einen schonenden und stressfreien Umgang

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.

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.