Schopnost potkaních samců rozlišovat jednotlivé pachy

Bc. Veronika Opplová

Master's thesis

The ability of rat males distinguish individual odors

Abstract:

Čich je jedním z nejdůležitějších smyslů zvířat. Většina savčích druhů má schopnost detekovat a rozlišit veliké množství chemických struktur. Například krysy obecné Rattus rattus mají velmi rozvinutou schopnost detekovat a identifikovat odoranty i v minimálních koncentracích. Olfaktorickou citlivost jedince ovlivňuje několik faktorů. Může jimi být věk jedince nebo krmný stav zvířete (k jakému množství potravy a jak často má přístup).Každý pach je specifický nejen díky struktuře jednotlivých molekul, ale také díky jejich koncentraci, jejich specifické kombinaci a relativní koncentraci složek ve směsi odorantových molekul. Vzhledem k tomu, že většina pachů jsou složité směsi několika jednotlivých složek, je rozlišení jednoho pachu od druhého obtížné. Předchozí zkušenosti však schopnost detekce pachu zvyšují. Při rozvoji čichové citlivosti hraje roli opakované vystavovaní jedince danému pachu. Z toho plyne, že učení je nezbytnou součástí olfaktorického vnímání. V této práci je také popsaný tzv. behavioral skills training, což je souhrn instrukcí, modelování a zkoušek s odezvou na výkon. Jedná se v podstatě o doporučení, jak by měl trenér správně postupovat při tréninku, aby bylo dosaženo co nejlepších výsledků a byly naplno využity schopnosti trénovaného jedince.Mezi nejčastěji používané hlodavce, co se olfaktorie týče, patří africké krysy obrovské Cricetomys gambianus. Na jejich výcviku a následném využití se podílí především belgická výzkumná nezisková organizace APOPO. Vyškolení trenéři zde učí krysy detekovat tuberkulózu (využití v subsaharské Africe) nebo výbušniny (především Mozambik, Angola, Kambodža). Krysy obrovské se v této oblasti ukázaly jako rychlejší a přesnější bioindikátor plicní tuberkulózy než laboratorní testy. Navíc je tento druh vysoce odolný vůči této nemoci.Aby krysy mohly bezpečně detekovat miny v terénu, je potřeba více než 9 měsíční speciální výcvik.Trénink potkanů probíhal na základě pozitivního posilování. Krátce po odstavu jsem začala mláďata trénovat na kliker a odměnu. Když si potkani spojili zvuk klikeru s odměnou, mohli jsme zahájit trénink. Nejdříve jsme trénovali bez snifferů, později s prázdnými sniffery, a nakonec jsem do nich přidala lidské pachy. Obtížnost jsem zvyšovala přidáváním snifferů i nových pachů.V kriminalistice se pro pachovou identifikaci používají psi. Ti jsou ale nároční na prostor a chov. Snažili jsme se tedy najít druh, který by je mohl nahradit nebo doplnit. Jako vhodné subjekty se jevili potkani Rattus norvegicus, kteří mají citlivý čich, jsou nenároční na chov a jsou vysoce sociální a učenliví.Potkani byli opravdu schopni naučit se rozlišovat jednotlivé pachy a správně je označit. Bohužel však musel být projekt předčasně ukončen z důvodu uhynutí jednoho z potkanů. Jelikož jsou vysoce sociální, tak druhý potkan smutnil, přestal jevit zájem o trénink, a tak již nebylo možné v projektu pokračovat. To vede k závěru, že by bylo reálné vycvičit potkany pro pachovou identifikaci osob. Ale kvůli jejich krátkověkosti není možné je pro tuto práci dlouhodobě využívat.

Abstract:

Olfaction is one of the most important senses of animals. Most mammalian species have the ability to detect and distinguish a large number of chemical structures. For example, rats Rattus rattus have a well-developed ability to detect and identify odorants even at minimal concentrations. The olfactory sensitivity of an individual is affected by several factors (e.g. age or animal feeding status). Each odor is specific because of the structure of the individual molecules, their concentration, their specific combination and the relative concentration of the components in the compíound of odorant molecules. Most odors are complex of several individual components, so it is difficult to distinguish one odor from another. Previous experience increases the ability to detect odors. Olfactory sensitivity improves with repeated exposure of an individual to a given odor. Which means that learning is an essential part of olfactory perception.This project also describes behavioural skills training, which is a complex of instruction, modelling and testing with performance response. It is a recommendation of how a trainer should proceed properly during training to achieve the best possible results and utilise all skills of the trained individuals.The most commonly used rodent for olfactory is the African pouched rat Cricetomys gambianus. The Belgian research non-profit organization APOPO is mainly involved in their training and subsequent utilising. Trained coaches teach rats to detect tuberculosis (used in sub-Saharan Africa) or landmines (especially Mozambique, Angola, Cambodia). Giant pouched rats are a faster and more accurate bioindicator of pulmonary tuberculosis than laboratory tests in these part of Africa. Besides, this species is highly resistant to this disease.We need more than 9 months of special training to enable rats to safely detect landmines.The training of the rats Rattus norvergicus was based on positive reinforcement. Shortly after weaning, I started training the juveniles for a clicker and a reward. When the rats connected the sound of the clicker with the reward for themselves, we could start training. At first, I trained them without any sniffer, later with an empty sniffer and finally, I added human odours into the sniffers. I increased the difficulty by adding sniffers and new odours.In forensics, dogs are used for odor identification. But they are demanding on place and breeding. But they are demanding on place and breeding. So we tried to find a species that could replace them. Rats Rattus norvegicus which have a sensitive sense of smell, are easy to breed and are highly social and teachable, appeared to be proper subjects.The rats were really able to learn to distinguish individual odors and indicate them correctly. Unfortunately, I had to terminate my project because of the death of one of the rats. Because they are very social, the second rat became sad and did not interest in training. So it was not possible to continue in this project. This leads to the conclusion that it would be realistic to train rats for odor identification. But due to their short lifetime, it is not possible to use them for his work in the long term.

Keywords

pach, sniffer, kliker, chování, potkan

Keywords

odour, sniffer, clicker, behaviour, rat

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 7. 2020

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Iva Langrová, CSc.
• Reader: Ivana Knížková, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Animal Science / Companion Animal Management