The advancement and quality of science rely on research that is robust and unbiased in its experimental design, execution, analysis, and reproducibility. In preclinical research, a better understanding of animal emotions and refinement of their husbandry, housing, and handling are important goals in providing good animal welfare in a laboratory setting which underpins rigorous research quality. Induction of positive emotional state in animals is a key component of their well-being, and one approach is to increase their environmental complexity using, for example, ball pits or playpens in rats. In this study, we recorded 50 kHz ultrasonic vocalisations (USVs) during animals' exposure to the ball pit and playpen. We have previously shown that 50 kHz USVs provide a graded and quantifiable measure of an animal's emotional state, and here find that access to the ball pit and playpen increases 50 kHz USVs, indicative of a more positive affective state. Using our affective bias test (ABT) we next quantified the animals' emotional response to an aversive intervention and whether this could be attenuated by access to a playpen. The playpen exposure completely mitigated the negative affective state induced by an anxiogenic drug when compared with animals who experienced the drug in the home cage. Together, these findings suggest ball pits and playpens provide a simple and effective method to improve the welfare of laboratory rats and reduce the cumulative suffering they experience from their housing conditions and minor, aversive procedures.
L’avancement et la qualité de la science dépendent d’une recherche robuste et impartiale au niveau de sa conception, de son déroulement, de son analyse et de sa reproductibilité. En recherche préclinique, une meilleure compréhension des émotions animales et un raffinement de l’élevage, du logement et de la manipulation des animaux sont des objectifs importants pour aboutir à un meilleur bien-être des animaux de laboratoire, afin d’appuyer une recherche de qualité. L’induction d’un état émotionnel positif chez les animaux s’avère donc une composante clé du bien-être. L’une des approches à adopter à cet effet consiste à augmenter la complexité de leur environnement en utilisant, par exemple, des fosses à balles ou des zones de jeu pour les rats. Dans cette étude, nous avons enregistré des vocalisations ultrasoniques (VUS) de 50kHz lorsque les animaux étaient dans la fosse à balles ou dans la zone de jeu. Nous avons précédemment montré que des VUS de 50kHz fournissaient une mesure graduée et quantifiable de l’état émotionnel d’un animal. L’accès à la fosse à balles et à la zone de jeu augmente le nombre de VUS de 50kHz, ce qui indique un état affectif plus positif. En utilisant notre test du biais affectif (TBA), nous avons ensuite quantifié la réponse émotionnelle des animaux à une intervention aversive et cherché à savoir si elle pouvait être atténuée par un accès à la zone de jeu. Par rapport aux animaux ayant fait l’expérience du même médicament, mais en cage, l’exposition à la zone de jeu a complètement atténué l’état affectif négatif induit par un anxiogénique. Ensemble, ces résultats suggèrent que les fosses à balles et les zones de jeu fournissent une méthode simple et efficace pour améliorer le bien-être des rats de laboratoire et réduire la souffrance cumulative qu’ils éprouvent en fonction de leurs conditions de logement et des procédures mineures ou aversives.
Fortschritt und Qualität der Wissenschaft bedingen eine Forschung mit robuster und objektiver Versuchsplanung, -durchführung, -analyse und -reproduzierbarkeit ab. In der präklinischen Forschung sind ein besseres Verständnis der Emotionen von Tieren und die Verbesserung ihrer Haltung, Unterbringung und Handhabung wichtige Ziele, um guten Tierschutz in einer Laborumgebung zu gewährleisten, welches eine stringente Qualität der Forschung bedingt. Die Auslösung positiver emotionaler Zustände bei den Tieren ist ein Schlüsselelement für ihr Wohlbefinden, und ein diesbezüglicher Ansatz besteht in der Erhöhung der Komplexität ihrer Umgebung, z. B. mit Hilfe von Kugelbädern oder Laufställen für Ratten. In dieser Studie haben wir 50-kHz-Ultraschallvokalisationen (USVs) aufgezeichnet, während die Tiere Kugelbad und Laufstall ausgesetzt waren. Wir haben bereits früher gezeigt, dass 50-kHz-USVs ein differenziertes und quantifizierbares Maß für den emotionalen Zustand eines Tieres darstellen, und haben hier festgestellt, dass der Zugang zu Kugelbad und Laufstall die 50-kHz-USVs erhöht, was auf einen positiveren affektiven Zustand hinweist. Mit unserem Test zur affektiven Verzerrung (ABT) haben wir sodann die emotionale Reaktion der Tiere auf eine aversive Intervention quantifiziert und versucht festzustellen, ob diese durch Zugang zu einem Laufstall abgeschwächt werden kann. Der Laufstall milderte den negativen affektiven Zustand, der durch eine angstauslösende Droge herbeigeführt wurde, vollständig ab, verglichen mit Tieren, die die Droge im Heimkäfig erhielten. Diese Ergebnisse legen nahe, dass Kugelbäder und Laufställe eine einfache und wirksame Methode sind, um das Wohlergehen von Laborratten zu verbessern und kumuliertes Leiden zu verringern, dem sie aufgrund ihrer Haltungsbedingungen und kleinerer, aversiver Verfahren ausgesetzt sind.
El avance y la calidad de la ciencia dependen de que la investigación sea sólida e imparcial en su diseño experimental, ejecución, análisis y reproducibilidad. En la investigación preclínica, una mejor comprensión de las emociones de los animales y el perfeccionamiento de su cría, enjaulamiento y manipulación son objetivos importantes para proporcionar un buen bienestar a los animales en un entorno de laboratorio que sustente una investigación rigurosa de calidad. La inducción de un estado emocional positivo en los animales es un componente clave de su bienestar y uno de los métodos consiste en aumentar la complejidad de su entorno utilizando, por ejemplo, piscinas de bolas o corralitos de juego para los roedores. En este estudio, registramos unas vocalizaciones ultrasónicas de 50 kHz (USV) durante la exposición de los animales a la piscina de bolas y al corralito. Anteriormente hemos demostrado que las USV de 50 kHz proporcionan una medida graduada y cuantificable del estado emocional de un animal y aquí encontramos que el acceso a la piscina de bolas y al corralito aumenta las USV de 50 kHz, lo que indica un estado afectivo más positivo. A continuación, mediante nuestra prueba de predisposición afectiva (ABT), medimos la respuesta emocional de los animales a una intervención aversiva y si esta podía atenuarse mediante el acceso a un corralito. La exposición al corralito mitigó completamente el estado afectivo negativo inducido por un fármaco ansiógeno en comparación con los animales que recibieron el fármaco en su jaula doméstica. En conjunto, estos estudios sugieren que las piscinas de bolas y los corralitos de juego proporcionan un método sencillo y eficaz para mejorar el bienestar de los roedores de laboratorio y reducir el sufrimiento acumulado que experimentan por sus condiciones de enjaulamiento y los procedimientos menores y aversivos.
Keywords: Rodents; behaviour; environmental enrichment; ethics and welfare; laboratory animal welfare; organisms and models; refinement; vocalization.