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NC3Rs:国家动物替代、改良和减少研究中心
指导

训练动物

简介

正强化训练方法,奖励理想的行为,已成为一个有价值的工具,为人道关怀和使用实验室动物。正强化训练的基础是,在动物表现出驯兽师希望增加频率的行为后,立即向动物提供一个愉快的动作或事件。正强化训练(PRT)是对动物处理方法的改进,可以改善动物福利、畜牧业、兽医护理,以及动物作为研究对象的价值。因此,动物训练被实验室动物护理的立法和专业准则建议为良好做法,并且是综合行为管理方案的一个重要组成部分。在执行这些方案时,维护人员安全至关重要。

正强化训练对动物福利的好处

正强化训练的原则适用于所有动物物种,非人灵长类动物、狗、猫、猪、啮齿动物、农场物种、鸟类和其他动物都可以从这种类型的训练中受益(见图1、2和3)。如果采用完全正强化的方法,如果动物选择不参加,它不会被迫参加,也不会对动物造成负面后果。通过这种方式,动物可以进行选择,并增强了对环境的控制力;选择和控制被认为是促进圈养动物福利的重要手段。在PRT中,训练的节奏是由动物决定的,这似乎减少了它们所经历的压力,这通过它们的行为和各种生理测量(例如,皮质类固醇等压力激素、白细胞总数、葡萄糖水平)表明。PRT减少了身体约束和/或麻醉的需要,以及与这些事件相关的风险。新利体育网页版一种叫做反条件反射或脱敏的训练技术,可以用来减少动物对设备、饲养程序、人类和其他事物的恐惧,从而使动物在研究环境中变得更舒适。

除了有利于动物福利,PRT还可以通过最小化可能增加实验数据变异性的个体生理变化(如与压力或恐惧相关的变化)来提高研究的质量。减少多样性来源的技术也有可能减少特定研究项目所需的动物数量。

一只猪在实验室的走廊里,还有一个驯兽师。驯兽师拿着一个移动的靶子,猪被训练来跟随它。
图1:这只猪接受了跟随移动目标的训练(被驯兽师牵着)。图片由卡琳·鲍威尔提供。
实验室里的猪。这头猪接受了站在称上的训练,并自愿爬到称上进行日常称重。
图2:一头猪主动爬上称体重的秤。图片由卡琳·鲍威尔提供。

培训实验室灵长类动物

PRT项目已经在实验室灵长类动物身上得到了最全面的开发和评估,但在许多其他动物身上也取得了类似的进展。通过PRT,灵长类动物被教会在被要求时进入转移箱,或从一个围栏到另一个围栏,以便仔细检查身体部位(如口腔、手、胸部内部),允许使用听诊器听他们的心脏或肺,并展示会阴区域以检测寄生虫。灵长类动物接受过放射诊断、针灸治疗、伤口仔细检查和局部药物治疗。训练灵长类动物冷静地容忍约束(例如,坐在“约束椅”上)可以减轻它们的压力,并增加进行某些研究的难度。我们可以从合作的灵长类动物身上收集到许多不同的生物样本,包括尿液、粪便、唾液、阴道液、精液、鼻液,甚至血液。灵长类动物也接受过肌肉注射和皮下注射的训练。在某些情况下,训练可以减少异常行为模式,如踱步,特别是如果动物被训练的行为与异常行为的表达不相容。PRT的其他应用可以减少社会群体内的攻击性(例如,通过训练来减少食物竞争),并减少对人类的攻击性。经验表明,经过训练的动物在参与过程中保持了高度的可靠性,但如果它们回归(它们先前训练的行为表现恶化),进一步的训练通常可以重新建立这种行为。

一只普通的雌性狨猴坐在体重秤上,透过笼子的栅栏可以看到。她拿着一个白色的勺子,这是她的目标。它的配偶坐在它身后的一根树枝上,等待它的目标(黑色的)出现。
图3:一只经过跟踪目标训练的灵长类动物可以被要求坐在家里笼子里的称上,从而避免被捕获、束缚和从笼子里带走,这可能会带来压力。图中,一只雌性狨猴坐在称上,抱着她的(白色)目标,而她的配偶则等待他的(黑色)目标出现。

培训的成本

与培训相关的主要成本是最初的时间投资,包括对员工的教育,以及实施行为修正过程。在某些情况下,这些成本可以在以后收回,因为培训可以增加程序执行的便利性、速度和安全性。目前正在研究的另一种降低训练成本的方法是识别动物特征(如性格或气质)的个体差异,这可能会预测更快速地获得需要训练的行为,然后将选定的动物与需要训练的特定研究程序匹配。

负强化

在某些情况下,使用PRT比使用更传统的主要依赖于负强化的训练方法需要更多的训练时间。负强化(NR)依赖于在期望的行为发生后立即去除不愉快的行为或厌恶的刺激。实验室中常见的一种负强化方法是使用笼子“回挤”来将动物移到手术的位置,然后一旦需要的行为完成,就释放回挤。这种类型的训练是有效的,但不太可取,因为它减少了动物的选择和控制,并可能涉及强制。当PRT不能在合理的时间内实际完成需要的任务时,可以将NR与PRT结合使用,以加快训练过程。在这些情况下,应使用最小量级的NR来达到目的,应使用尽可能短的时间,并应与PRT一起使用。在某些情况下,可以使用NR的简单应用来促进训练中某些点的进展,而在大多数训练步骤中仍然使用PRT。

积极强化训练指导

那些试图辨别PRT对他们自己的动物管理方案的价值的人应该仔细审查描述和评估动物训练方法的越来越多的科学文献。有一些指导可以帮助实验室人员开发和实施适当的培训计划(参见相关资源),特别是针对非人灵长类动物和狗。NC3Rs正在积极制定关于非人灵长类动物训练的进一步指南,包括关于改进使用食物或流体控制作为行为神经科学中猕猴的激励工具的指南,以及关于座椅约束的合作训练(请参阅我们的资源页)非人灵长类动物).

相关资源

实验动物训练技术的一般资料:

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建立动物训练方案:

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生物样本采集培训:

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提高培训效率的方法:

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训练对生理变量的影响:

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训练容忍克制:

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用脱敏术来减少灵长类动物的恐惧和攻击性:

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正强化训练提高团队动力:

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训练:对不正常或不受欢迎的行为进行治疗的训练:

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网站资源:

资料由美国GA Yerkes区域灵长类研究中心Mollie A Bloomsmith提供。
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