分享

Neuron思考:使用动物研究脑科学已有50余年的历史,未来之路如何走?

 brainnews 2021-08-13

当下,脑科学的大量研究是在动物上进行的。不过,是否确实需要在动物上进行实验,一直是颇有争议的问题。动物可能遭受痛苦与实验结果需要科学可靠之间的矛盾是其中焦点。

在最近发表于Neuron 杂志的文章中,来自世界各高校的众多研究者对这个问题进行了深入的思考和探讨。

欢迎加入

全国脑科学跨界学术讨论群

添加小编微信

brainnews_11

-留言脑科学跨界研究群-


脑部疾病例如老年痴呆/抑郁症/帕金森等使千千万万的人失去了正常的生活。仅在欧盟就有35%以上的人受到脑部疾病的影响脑科学的诞生就是为了理解人类大脑的运行机制从而治疗乃至治愈这些疾病

基于动物实验的实验脑科学已有50余年的历史如今的视网膜植入芯片/人工耳蜗/深部脑刺激治疗帕金森等手段正是脑科学领域中果蝇/斑马鱼/啮齿类/非人灵长类等动物的贡献

但是这些手段不足以应对复杂的脑部疾病,对于脑部疾病最可靠的治疗方式应该是在掌握大脑运行机制后从根本上进行精准治疗

不过,目前我们对大脑如何执行睡眠/饮食/认知活动以及如何与其他脏器互动仍然知之甚少。以至于在面对脑部疾病时,我们只能根据症状进行分类,然后“试试”现有的某个手段是否有效。所以,针对大脑运行机制进行研究尤为重要。

目前,研究大脑的方法大致分为四种,其中三种如下(图B),各有优缺点:

1.局部组织体外研究 

a) 优点:能够对局部组织进行深入研究;能做发育相关的研究。

b) 缺点:脱离了对它影响深刻的身体系统,结果不够真实。

2.计算机模拟

a) 优点:帮助研究者便捷地提出猜想以及预测结果。

b) 缺点:只能基于已有认识,不能探索实际中的未知。

3.人类被试

a) 优点:范式丰富,结果对于理解人类大脑有直接帮助。

b) 缺点:分辨率低,结果可能不太可靠。

第四种,基于动物实验的研究则拥有上述三种方法的大部分优点。

研究者能使用各种侵入和非侵入手段(行为学/fMRI/光遗传/体外脑片/基因编辑等),以极高的空间(分子)和时间分辨率,完整可靠地研究大脑各种功能的机制。并且还能与上述其他三种方式联动,共同解释科学问题。

但是,动物实验有一个绕不开的问题:动物可能会遭受痛苦。

对于这个问题,国际上已经达成实验动物使用的共识:3R原则——即replacement(最好不用)/reduction(用也要少用)和refinement(尽可能减少动物痛苦)。所有参与动物实验的研究者,均须遵循此原则。

实际上,最不想让动物遭受痛苦的往往也是实验者自己。即便如此,实验动物的合理使用目前也不是那么顺利。例如德国有80%的使用申请都没有及时得到批复,导致动物长大不再适合实验,还要重新挑选,造成资源浪费并且增加了动物的痛苦;临床应用研究实验结果基本清晰,不需要那么多动物参与实验。

基础研究面临很大不确定性,相对于应用需要适当增加动物使用数量,以确保实验结论的科学可靠,但是却不被理解;公众有时也会误解实验动物的处理过程。总之,实验动物的顺利使用仍然面临很多问题和挑战。

为了更好的保障动物福利,最大化发挥它们对脑科学的贡献,造福于人类。作者们联名呼吁政策制定者应该多听一听实际工作者的声音,共同建立合理的制度体系(如图A)

公众和研究者之间应该多交流互信,破除猜测。研究者们则继续严格遵守3R原则,积极保护动物福利,并为攻克大脑疾病奠定基础。共同为人类战胜大脑疾病奠定可靠的科学基础。


参考文献

The continued need for animals to advance brain research. Neuron. 2021 Aug 4;109(15):2374-2379. doi: 10.1016/j.neuron.2021.07.015. PMID: 34352213.

编译作者:ATKK(brainnews创作团队)

    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多