Bau eines Belohnungsystems für Rattentierversuche

[Noraja]

Hallo

Hier kommt der Grund, weshalb ich mich hier nicht mir dem üblichen Nicknamen angemeldet habe. Ich bin nämlich böse und quäle in meiner Nicht-Freizeit Ratten . Ne, selber könnte ich einer Ratte nichts antun, dazu mag ich die Tierchen zu sehr, aber an einem Projekt mit Versuchsratten mitzuarbeiten und mal Einblicke aus erster Hand in diese Welt zu bekommen, hat mich trotz meinen Bedenken, ob ich damit klarkomme, so sehr interessiert, dass ich meine Semesterarbeit („wissenschaftliche“ Mini-Arbeit, kleiner als eine Bachelor oder Masterarbeit) an einem Arm-Rehabilitationsgerät für Ratten machen werde.



Projektbeschrieb

An einer Schlaganfallabteilung in einem Zürcher Krankenhaus werden schon seit längerer Zeit Versuche mit Schlaganfallratten gemacht.

Im Moment läuft der Versuch so ab: Ratte kommt in den Versuchskäfig (ein völlig unstrukturiertes Plexiglasding, in dem sich die Ratte sichtlich unwohl fühlt), ein Mensch sitzt vor dem Versuch und legt mit der Pinzette ein Pellet nach dem anderen an eine vorgesehene Stelle, das die Ratte erwischt, wenn sie die Greifbewegung richtig ausführt. Für jeden korrekten Versuch, klickt der Mensch auf einen Knopf. Nach hundert Versuchen kommt die Ratte wieder in ihren Wohnkäfig und das ganze Prozedere geht mit der nächsten Ratte weiter. Sieht so aus: http://n.ethz.ch/~graberl/setup.PNG (habs bisher auch erst auf Video gesehen)

Neu soll das ganze mit mehr Technik ablaufen. Damit die Bewegung kontrollierter und nachvollziehbarer wird und einer Ratte, die die Bewegung schlaganfallbedingt nicht mehr von sich aus ausführen kann, aktiv bei der Bewegungsausführung geholfen werden kann.
Man hat bei Menschen mit Physiotherapie an solchen Therapiegeräten schon grosse Erfolge: z.B. mit Armeo
http://www.hocoma.com/produkte/armeo/ Durch das Sinnesorgane-„sensor“-feedback kommen Sinnesreize ins Gehirn, und unbeschädigte Teile des Gehirns übernehmen die Aufgabe der Informationsverarbeitung.

Der Rattenroboter sieht in etwa so aus http://n.ethz.ch/~graberl/manipulandum.PNG , er wird im Moment von meinem Projektvorgänger gebaut. Ich werde ihn gegen Ende August übernehmen, die ganzen Programme schreiben (also definieren was die Ratten eigentlich machen müssen und wie das Ding in welcher Situation reagieren soll, Regelungstechnik, Datenauswertung und so), ein Belohnungsystem entwickeln und bauen und das Ganze an den Versuchskäfig bauen und schauen, wie die Ratten reagieren. Die graue Kugel über dem farbigen Teil ist übrigens der Greifer, den die Ratten in die Hand nehmen sollen.


zum Belohnungsystem

Mein Projektbetreuer hat dank den Literaturstudien meines Vorgängers bei alten Versuchen entdeckt, dass man als Belohnung einfach Wasser oder gesüsstes Wasser nehmen kann. Wär technisch auch recht einfach umzusetzen.
Nur werde ich das natürlich nicht machen, da so was ja nur funktioniert, wenn man den Ratten vorher länger kein Wasser gibt, was ich sicher nicht mache. Fällt euch ausser der Rattenunfreundlichkeit ein Argument dagegen ein? (ich schau im Moment in den Gesetzen, ob man das überhaupt darf, wenn es vermeidbar ist).

Also wird es wohl auf die üblichen futterautomatpassenden Pellets herauslaufen, auch wenn ich nicht so Fan bin davon…oder noch lieber, eine besser geeignete Futterbelohnung. Ich weiss aber noch nicht, ob ich einfach mit anderem Futter kommen darf. (aber was kann ich denn dafür, wenn der Futterautomat nur mit Hirse funktioniert )

Mal meine ersten Fragen:
1. Was würde sich eurer Meinung nach als Futterbelohnung anbieten? (es darf auch eine Trinkbelohnung sein, sofern sie keinen Wasserentzug voraussetzt: Fruchtsaft, Honig (?) , …)

2. Was gibt es für weitere Möglichkeiten um den Ratten zusätzlich mitzuteilen, dass sie alles richtig machen. Kann man das Akustisch irgendwie machen? Ich kann ja nicht nach jedem richtig bewegten Millimeter Futter geben, sondern erst, wenn die ganze Aufgabe gelöst ist. Aber die Aufgabe ist anderseits so kompliziert, dass die Ratten da ziemlich lange Varianten austesten müssten, bis sie es raus haben und ich befürchte, so lange ist der Greifer auf nicht interessant. Ich werde natürlich versuchen, das technisch so zu lösen, dass sich der Greifer am Anfang nur in die richtige Richtung bewegen lässt, bis die Ratten die Aufgabe kennen.

Es ist ausserdem nicht ganz sicher, ob ich es schaffe, das Belohnungsystem so zu konstruieren, dass die Ratte ganz unmittelbar belohnt wird, denn das Gerät wird ja bewegt. Vielleicht ist die Futterstelle auch einfach nur in der Nähe.

3. Macht es Sinn auch irgendeine Art sanftes negativ-feedback zu geben? (Roboter aus Reichweite fahren, Geräusch, …). Oder seid ihr auch der Meinung, dass es besser ist, ohne auszukommen?

4. Kann ich irgendetwas dafür tun, dass sich die Ratte bei dem Versuch nicht ganz so unwohl fühlt? Fühlen sich Ratten auch wohler, wenn sie in Höhlen sind – gut, ganz abdunkelt werde ich den Arbeitsbereich nicht dürfen, aber würde es für die Ratten die Situation etwas angenehmer machen, wenn ich z.B. zwei Sichtschutzwände aufstelle oder fühlt sie sich dann noch unsicherer, da dann zwei Fluchtrichtungen weniger da sind?

5. Habt ihr weiterer Anregungen? Tipps?


So, das wars mal fürs erste. Ich bin mal gespannt auf eure Anregungen.

Liebe Grüsse
Lina

[Murx Pickwick]

Gerade für solch standardisierten Versuche ist Klickertraining fantastisch ... belohnt wird die Ratte per eines nur während einer Belohnungssituation erfolgten Signals. Im Grunde genommen kann dies ein Blitz sein, ein Geräusch, ein Berührungsreiz, vollkommen wurscht, es muß nur einzigartig sein, darf sich von der Ratte nicht mit anderen Reizen verwechseln lassen und man muß in einem Vorversuch die Ratte auf das Belohnungssignal über Futter konditionieren.

Der Vorteil dieses Belohnungssystems ist, daß man selbst dann noch die Ratte belohnen kann, wenn sie schon lange satt ist ... der Reiz an sich ist Belohnung genug. Ist die Ratte hungrig, kann dieser Reiz wieder durch entsprechende Futterkonditionierung als Belohnungsreiz verstärkt werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß dieser Reiz genormt ist, er stört also nicht den Versuchablauf und ist nicht abhängig vom persönlichem Empfinden der Ratte.
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Marx ist die Theorie
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Ich habe es endlich amtlich (Mitgliedsausweis der Piratenpartei):
"Der Besitzer dieses Dokumentes ist berechtigt, sich seines Verstandes zu bedienen, Informationen zu produzieren, replizieren und konsumieren, sich frei und ohne Kontrolle zu entfalten in Privatsphäre und Öffentlichkeit.

Behinderung dieser Rechte wird geahndet durch die Piratenpartei Deutschland"

[Noraja]

Hallo

das mit dem Klickern ist sehr interessant. Das kommt mit Sicherheit in die engere Auswahl. Danke vielmals für den Tipp.


Weisst du oder sonst jemand ungefähr, wie lange man vorher mit Futter konditionieren muss, bis es auch ohne Futter geht?

Und wie schlimm ist es, wenn die anderen Ratten den laut jeweils mithören? Ich kann mir die Unterbringung frühstens übernächste Woche mal ansehen, und erfragen, wie viele Ratten es sind, aber ich vermute, die Ratten stehen alle beieinander. Mhhh...evt. könnte man verschiedene Geräusche nehmen, aber das macht dann alles wieder komplizierter.... . Oder irgendwie ein optischer "Klicker"? Was meint ihr, würden Lämpchen o.ä auch funktionieren?

Und weiss jemand von Rattentierversuchen, wo mit solchen Klängen gearbeitet wird und das auch schön beschrieben wird?


Liebe Grüsse
Lina

[davX]

Kurz und knapp. Wenn es um Belohnung von Mäuse und Ratten geht, kommt mir unweigerlich die Schokolade in den Sinn. Sinnvoll? Ich denke es ist zumindest auf ihr kurzes Leben eine kleine Versüssung des Lebens.

Schockolade wird gerne als Köder genutzt und klappt offenbar auch bei arabischen Rennmäusen (Björn Jordan hatte vor wenigen Jahren dazu einen Beitrag verfasst... wie er mit Nutella Mäuse auf der arabischen Halbinsel fing) ein Erfolg.
Hierzulande gilt es als Geheimtipp und wir selber haben damit schon gute Erfahrungen gemacht (damals musste eine streunernde Hausmaus gefangen werden, welche unsere Wohnräume unsicher machte).
Nicht zuletzt hatte der bekannte Verhaltensforscher Galef in den 1980er Jahre Schokoladeköder benutzt für Tauchversuche bei Ratten. Die Schokoladenstücke wurden in wasserdichte Verpackung eingepackt (ich glaub es war Alufolie, weiss es aber nicht mehr im Detail). Die Ratten sollten dann lernen danach zu tauchen. Hintergrund des Experiments war, dass Gandolfi und Parisi zuvor im Freiland am Po in Italien wildlebende Ratten beobachteten, welche nach Molluskeln tauchten und dessen Schale dann knackten, um sie zu verspeisen.

Ansonsten könnte ich natürlich noch die Literatur durchgehen und schauen, was als Köder so verwendet wurde... teilweise werden auch Begründungen für die Wahl getroffen, nicht selten mit Ergebnissen aus Präferenztests verbunden.
Was sonst sehr beliebt ist, sind "rolled oats", ich weiss es leider nicht auf Deutsch, aber es muss etwas mit Hafer sein, Haferflocken oder so.
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Degu-Fütterungstagebuch | Degupedia bei Youtube | Meine Degu-Aussenhaltung (Video)

Es preciso conocer el nombre de las plantas para que podamos salutarlas y ellas nos saluden a nosotros. GOETHE

Manche Menschen sind Steine und manche sind Otter.

[Noraja]

Hallo

ich war mittlerweile mal im Labor und hab mir das Ganze angeschaut und gleich nochmals eine Menge Fragen:

- Der Herr dort hatte etwas Zweifel, dass ein Klickertraining auf Dauer funktioniert und meinte, dass sich die Konditionierung mit der Zeit verwasche, wenn nicht doch ab uns zu Leckereien gegeben werden.
Wie sind eure Erfahrungen?

- Wie lange dauert es ungefähr, bis Ratten sicher verstehen, was der Klicker bedeutet?
Und wie lange ungefähr, bis sie einen Teilschritt der5 Aufgabe beherschen?

- Wie bringt ihr Ratten komplizierte Bewegungsabläufe bei? Teilelement um Teilelement und dann zusammenhängen oder hängt man besser einfach immer einen Bewegungsablauf mehr an?


Liebe Grüsse
Noraja

[Murx Pickwick]