Name: 저자 스포트라이트: 부드럽고 스트레스 없는 취급을 위한 실험실 동물 훈련
Uploaded: 2024-02-16T13:50:00
Duration: 1 min 45 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Author Spotlight: Training of Laboratory Animals for Gentle and Stress-Free Handling at JoVE.com

저자는 토끼를 돌봐주는 동물 관리인들과 그들의 동정심 많고 헌신적인 노력에 감사를 표한다. 원고를 교정해 준 Kai Diederich에게 감사드립니다.

일상적인 토끼 사육 절차를 위한 긍정적 강화 기반 교육

저자는 이 출판물과 관련된 이해 상충이 없음을 선언합니다.

2015년에서 2019년 사이에 유럽 연합(및 노르웨이)에서 4,900만 마리 이상의 동물이 과학적 목적으로 사용되었습니다. 그 중 1,745,037마리(3.5%)가 토끼였다1. 토끼는 주로 규제 연구(예: 품질 관리, 독성 및 약리학을 포함한 기타 안전성 테스트) 및 생물학적 물질(예: 혈액 기반 제품)의 일상적인 생산에 사용됩니다2. 동물 실험을 동물을 사용하지 않는 방법으로 대체하려는 노력이 이루어지고 있지만, 이러한 목적 중 일부는 여전히 동물을 사용해야 합니다. 동물실험을 대체할 수 없을 때마다, 동물의 수를 줄이고, 실험 환경과 주거 및 사육 환경을 개선하여 고통을 최소화하는 것이 중요하다. 러셀(Russel)과 버치(Burch)는 이 전략을 1959년에 3R 원칙(replace, reduce, refine)으로설명했으며3 2010년에는 과학적 목적으로 사용되는 실험동물 보호에 관한 지침 2010/63/EU로 구현되었다4. 3R5의 '신데렐라'라고도 불리는 세련미의 역할이 점점 더 중요해지고 있습니다. 대체와 감축은 동물실험을 완전히 대체한다는 지침의 궁극적인 목표를 향한 장기적 전략이지만, 개선은동물복지5의 즉각적인 개선을 가능하게 하며, 이는 다시 과학적 질을 향상시킬 수 있는 잠재력을 갖는다6. 개선의 필수 부분은 지침 2010/63/EU의 부록 III에 명시된 바와 같이 동물 취급 및 교육입니다. 이 지침은 동물 시설이 실험실 동물을 위한 종, 절차 및 프로젝트에 적합한 습관화 및 훈련 프로그램을 설계해야 한다고 규정하고 있습니다4. ETS No. 123의 부록 A는 실험실 동물 직원이 "동물과 대화하고, 다루고, 훈련하고, 손질"하는 데 시간을 할애한다고 제안합니다.7.
일부 취급 절차는 특히 토끼와 같은 육상 먹이 동물에게 스트레스를 유발합니다. 예를 들어, 구석에 몰리거나, 구속되거나(즉, 인간에게 붙잡히거나, 인간의 팔에 안히거나, 장치에 의해 움직이지 못함), 건강 검사 또는 실험 절차를 위해 들어 올려지는(즉, 바닥에서 들어올려지는 것) 등이 있다8. 애완용 토끼에 초점을 맞춘 설문 조사에 따르면 토끼의 57-61%가 들어 올려질 때 어려움을 겪었고 9,10 일부는 두려움과 관련된 공격성(즉, 무는 것)을 보이기도 했습니다11. 이것은 부드러운 취급 및 훈련 기술의 필요성을 강조합니다. 생쥐와 같은 다른 작은 포유류의 경우, 부드러운 핸들링 기술이 불안을 감소시킨다는 것이 이미 입증되었다12. 더욱이, 훈련과 병행된 부드러운 취급은 마우스에서 스트레스, 불안 및 우울증과 유사한 행동을 감소시킨다13. 붉은털원숭이와 침팬지에서, 스트레스와 관련된 생리학적 측정은 이전에 절차에 대해 훈련을 받았을 때 덜 영향을 받았다14,15. 동물이 훈련에 자발적으로 참여할 수 있다면, 동물은 상황에 적극적으로 참여하고 통제할 수 있으며, 이는 동물의 복지를 향상시키고 보다 견고하고 신뢰할 수 있는 과학적 데이터에 기여할 수 있다고 가정할 수 있다16.
많은 동물 훈련 절차는 조작적 조건화 원리, 특히 긍정적 강화의 사용과 형성에 의존하고 있다 17,18,19. 조작적 조건화는 동물이 행동을 이끌어내도록 요구하며, 그 행동은 증가하거나 감소할 수 있다20. 조작적 조건화를 설명하는 데 사용되는 네 가지 일반적인 우발적 상황이 있습니다 : 긍정적 및 부정적 강화, 긍정적 및 부정적 처벌21,22. 토끼의 경우, 적극적 처벌은 사람이 동물에게 접근(원치 않는 자극)하여 특정 위치에서 멀어지거나 특정 위치로 이동시킬 때 사용된다23. 검사 테이블에서 토끼를 다루는 맥락에서, 부정적 강화의 예는 토끼가 가만히 있을 때 토끼의 몸에 가해지는 압력(원치 않는 자극)을 제거하는 것입니다. 부정적 처벌의 예는 토끼가 힘들어하기 시작할 때 음식 보상(원하는 자극)을 철회하는 것입니다. 긍정적/부정적 처벌이나 부정적 강화는 동물 훈련에서 권장되지 않습니다. 처벌은 부정적인 정서적 영향24을 유발하는데, 예를 들면 개에서 나타나는 고통25과 같은 것이다. 대신, 긍정적 강화는 동물을 훈련시킬 때 선택되는 방법이어야 한다25,26. 긍정적 강화 훈련(positive reinforcement training, PRT)은 동물이 원하는 행동을 보인 후에 바람직한 자극(예: 음식 보상)이 제공되는 것을 의미하며, 이는 동물이 미래에 원하는 행동을 다시 보일 가능성을 증가시킨다27. PRT는 종종 컨디셔닝 강화제의 적용을 포함합니다. 조건 강화자(2차 강화자)는 일반적으로 소리와 같은 중립적 자극이며, 동물은 이를 무조건 강화자(예: 음식 보상과 같은 1차 강화자)와 연관시키는 법을 배웁니다.28. 동물이 원하는 행동을 보인 후, 조건화된 강화제가 즉시 제시되고, 이어서 음식 보상(food reward)26이 제시된다. PRT의 잘 알려진 예는 클리커 훈련(clicker training)인데, 여기서 클리커는 2차 강화제(26)로서 클릭을 생성하기 위해 사용된다.
교육은 예측 가능한 패턴을 따라야 하며, 이는 교육 프로토콜을 설계함으로써 달성됩니다. 훈련 프로토콜은 목표 행동에 단계별로 도달하는 방법(즉, 행동 형성)을 설명하며, 각 단계는 목표 기준에 의해 정의되고 쉽게 달성되어야 합니다26. 훈련이 특정 프로토콜을 따르는 경우, 실험실 동물 직원이 동물 훈련을 번갈아 가며 할 수 있습니다. 주목해야 할 중요한 점은 직원이 학습 및 훈련 기법의 원칙을 올바르게 적용하기 위해 이를 알아야 한다는 것입니다26. 동물 훈련은 종종 행동 형성을 포함합니다. 1940년대 초에 스키너(Skinner)와 동료들에 의해 처음으로 손으로 행동형성(behavioral shaping)이 의도적으로 사용되었다[29]. 이와는 대조적으로, 이전 연구에서 스키너는 오히려 "연속적인 근사치 프로그램을 구현하기 위해 물리적 환경에서 작은 변화를 만드는 것"에 초점을 맞췄다.29 사이언티픽 아메리칸(Scientific American)에 실린 한 기사에서, 그는 행동을 강화하는 것은 그 행동이 반복될 가능성을 증가시키며, 이는 "조각가가 진흙 덩어리를 형성하는 것처럼 동물의 행동을 형성하는 것을 가능하게 한다"고 설명했다.30 그 이후로, 형성은 포획 동물에 대한 중요성이 점점 더 커지고 있다 29,30,31,32. 형성 프로토콜의 재생산과 개선을 위해서는 체계적이고 객관적인 방식으로 프로토콜을 평가하는 것이 중요하다 33,34,35,36.
Pfaller-Sadovsky et al.이 최근에 발표한 체계적 문헌고찰 및 메타 분석에 따르면 조건강화는 말과 개에서 가장 빈번하게 연구되었지만, 고양이, 소, 물고기, 염소 및 인간이 아닌 영장류도 조사되었다37. 실험실 동물 과학에서 PRT는 인간이 아닌 영장류 (38,39,40) 및 개 (41,42)에 널리 사용됩니다. 또한, 돼지(43), 염소(44), 그리고 심지어 마우스(13) 및 랫트(45,46,47)와 같은 작은 포유류도 실험실 환경에서 클리커를 사용하여 성공적으로 훈련되었다. 저자가 아는 한, 실험용 토끼에 대한 PRT의 도입은 아직 거의 보고되지 않았습니다48; 수십 년 전에 발표된 기존의 동료 심사 문헌은 구식이며 현대 윤리 연구의 기준을 충족하지 않습니다. PRT49를 사용하여 토끼를 성공적으로 훈련시킬 수 있다는 것을 시사하는 동료 검토되지 않은 정보는 거의 없지만, 실험실 동물 시설에 수용된 토끼를 위한 적절한 훈련 프로토콜에 대한 지식은 부족한 것으로 보입니다. 근본적인 이유는 다양할 수 있습니다. 예를 들어, 사용된 교육 기법이 연구 논문에 자세히 설명되어 있지 않거나 규제 연구를 위해 데이터가 생성되어 게시되지 않을 수 있습니다. 더욱이, 토끼는 생쥐 및 쥐와 같은 다른 종이 연구에 더 자주 사용되기 때문에 정제 연구의 주요 초점이 아닐 수 있습니다. 토끼는 스트레스와 불편함을 매우 잘 감출 수 있기 때문에 다루어질 때 부정적인 감정 상태는 종종 인식되지 않을 수 있습니다. 토끼의 크기는 인간이 절차를 위해 이러한 동물을 제지할 수 있도록 하는 반면, 인간이 아닌 영장류와 같은 다른 종은 심각한 부상을 입지 않고는 유사한 개입을 위해 손으로 잡을 수 없을 수 있습니다50. 그러나 이러한 사실이 실험실 토끼를 위한 PRT 프로토콜의 개발 또는 공유를 방해해서는 안 됩니다.
PRT의 잠재적 이점과 관련하여, 실험용 토끼를 위한 적절한 훈련 프로토콜에 대한 지식 격차를 해소하기 위한 첫 번째 시도가 이루어졌습니다. 취급, 건강 검사 및 체중 측정과 같은 일상적인 절차를 용이하게 하기 위해 교육 프로토콜이 개발되었으며 암컷 뉴질랜드 흰 토끼에 대한 타당성을 평가했습니다. 교육 프로토콜에 설명된 대체 처리 기법이 기존 처리 기법보다 덜 혐오적인지 여부와 교육 프로토콜이 개선 조치로 작용할 수 있는지 여부를 평가하기 위해 비교를 수행했습니다. 그림 1 은 본 연구의 시간표를 보여줍니다.
동물 관리
13마리의 암컷 뉴질랜드 흰토끼는 상업적인 출처에서 얻었다(대략 생후 7주가 되었을 때 동물 시설에 도착했다). 동물은 FELASA 권고안51에 나열된 모든 바이러스, 박테리아 및 기생충 병원체가 없었다. 보호복 및 장비(장갑, 마스크, 머리망)는 본 프로토콜의 단계를 수행할 때 착용되었습니다. 6마리로 구성된 그룹과 7마리로 구성된 그룹은 각각 2.8m × 2.8m(바닥 주택)의 바닥 우리에 함께 수용되었습니다. 바닥은 미세하고 벗겨지기 쉬운 나무 침구 재료(오토클레이브)로 덮여 있었습니다. 또한 둥지 재료와 종이 양모가 침구 위에 흩어져 있었습니다. 각각 두 개의 개구부(37cm × 60cm, 높이 30cm)와 플라스틱 터널(길이: 58cm, 지름: 16cm)이 있는 세 개의 플라스틱 집이 대피소로 사용되었습니다. 또한 나무 갉아먹는 블록, 건초와 버드나무 공, 공을 움직일 때 떨어지는 음식 알갱이로 채워진 간식 공과 같은 영양 보충 아이템이 제공되었습니다. 토끼들은 수돗물, 펠릿으로 만든 음식, 고압멸균된 건초와 짚을 자유롭게 구할 수 있었습니다. 식품 및 강화 항목에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다. 동물 방은 목요일에 청소했습니다.
토끼는 표준 조건(평균 ± 표준 편차로 제공된 실내 온도 및 상대 습도: 20.3 ± 0.4°C 및 50± 5%)에서 12:12 h의 밝음:어두운 주기(추가 일광 입사가 있는 인공 조명)에서 유지되었습니다. 토끼가 주변 소음에 익숙해지도록 조명 단계가 시작되기 30분 전에 약 8시간 동안 라디오를 켰습니다.

<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

실험 동물에 대한 비혐오적 취급 및 훈련 기술은 실험 및 일상적인 축산 절차를 촉진하여 동물 복지와 과학적 품질을 모두 향상시키는 데 필요합니다. 클리커 훈련은 토끼를 들어 올리는 것(즉, 바닥에서 들어 올리는 것)/구속하는 것(즉, 인간의 팔에 안기는 것)과 관련된 스트레스가 많은 일상적인 사육 절차를 개선하기 위한 훈련 프로토콜을 개발하는 데 활용되었습니다. 13마리의 암컷 뉴질랜드 흰토끼를 3주에 걸쳐 훈련시켰다. 모든 토끼는 미리 정의된 목표 행동을 학습했다: 그들은 표적 막대기를 따라가고, 체중계 위로 뛰어오르고, 운반 상자에 들어가고, 앞발을 조련사의 손에 올려놓으면서 몸을 일으켰다. 또한 10마리의 동물이 바닥에서 뛰어내려 앉아있는 조련사의 무릎 위로 뛰어올라 조련사가 조련사의 무릎에 앉은 상태에서 발을 표면에서 들어 올릴 수 있도록 했습니다. 일부 개인의 경우, 추가적인 중간 단계를 통해 프로토콜을 조정해야 했습니다. 훈련이 끝날 때쯤, 토끼들은 짧고 긴 훈련 휴식 후에도 기대했던 목표 행동을 안정적으로 보여주었습니다. 몇 가지 예외를 제외하고, 조련사가 아닌 다른 친숙한 사람이 토끼로부터 목표 행동을 이끌어 낼 수 있었지만(일반화), 일반화를 위해서는 추가 세션이 필요했습니다. 자발적 접근 테스트에서 토끼들은 1차 시도에서 조련사와 상호작용하는 것을 선호했지만, 2차 시도에서 조련사와 보낸 시간만큼 낯선 사람과 많은 시간을 보냈다. 행동 관찰 결과, 프로토콜에 설명된 대로 토끼의 목덜미로 토끼를 제지하고 팔로 들어 올리는 대신 운송 상자로 토끼를 들어 올리는 것이 덜 혐오스럽다는 것을 시사했습니다. 대체로 교육 프로토콜은 실현 가능했으며 실험실 동물 시설에서 개선 전략으로 사용할 수 있습니다. 동물 복지를 위해, 훈련 프로토콜은 가능한 한 적용되어야 합니다.

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.

저자 스포트라이트: 부드럽고 스트레스 없는 취급을 위한 실험실 동물 훈련

일상적인 사육 절차를 개선하기 위해 실험실 토끼 훈련

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.

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토끼의 일상적인 축산 절차에 대한 긍정적 강화를 포함하는 훈련 프로토콜이 개발되어 토끼가 주간 일반 검사에서 훈련된 행동을 신뢰할 수 있게 보임에 따라 성공적인 것으로 입증되었습니다. 운송 상자로 토끼를 집어 올리는 것은 기존의 처리 기술보다 덜 혐오감이 들었습니다.

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

우리는 동물 실험이 수행되는 한 동물 복지를 개선하고자 합니다. 실험 동물이 가능한 한 덜 고통받도록 하는 것이 우리의 도덕적 책임이자 의무입니다. 여기에는 가능한 한 부드러운 방법으로 동물을 돌보고 다루는 것도 포함됩니다.예를 들어, 긍정적 강화 훈련을 사용합니다. 우리의 연구는 부드러운 다루는 기술과 긍정적 강화 훈련이 실험실 동물의 스트레스를 줄인다는 것을 시사합니다. 연구원들은 현재 실험실 동물을 훈련시켜야 하는 요구 사항에 직면해 있습니다.그러나 이것은 동물 훈련에 대한 경험이 없는 사람에게는 매우 도전적인 일입니다. 그러므로, 우리의 프로토콜은 모든 사람이 토끼 훈련에서 처음으로 긍정적인 경험을 얻을 수 있도록 하는 단계별 지침을 제공한다. 우선, 동물 친화적입니다.우리는 토끼를 운송 상자에 집어넣은 후의 행동이나 기존의 처리 기술과 비교했습니다. 운송 상자는 덜 혐오적이었기 때문에 효과적인 정제 수단으로 사용할 수 있었습니다.

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Research

JoVE Journal

Behavior

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.

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.