Опыты над крысами

Социальная иерархия: эксперимент с крысами

Дидье Дезор, исследователь лаборатории биологического поведения университета Нанси (Франция), провел исследование поведения крыс, которое показало результаты, интересные для психологов.

С целью изучения плавательных способностей крыс он поместил в одну клетку шесть зверьков. Единственный выход из клетки вел в бассейн, который необходимо было переплыть, чтобы добраться до кормушки с пищей.

В ходе эксперимента выяснилось, что крысы не плыли вместе на поиски пищи. Все происходило так, как будто они распределили между собой социальные роли: были два эксплуататора, которые вообще никогда не плавали, два эксплуатируемых пловца, один независимый пловец и один не плавающий козел отпущения.

Процесс потребления пищи происходил следующим образом. Две эксплуатируемые крысы ныряли в воду за пищей. По возвращении в клетку два эксплуататора их били до тех пор, пока те не отдавали свою еду. Лишь когда эксплуататоры насыщались, эксплуатируемые имели право доесть остатки пищи.

Крысы-эксплуататоры сами никогда не плавали. Чтобы наесться досыта, они ограничивались тем, что постоянно давали взбучку пловцам. Автоном (независимый) был довольно сильным пловцом, чтобы самому достать пищу и, не отдав ее эксплуататорам, самому же и съесть. Наконец, козел отпущения, которого били все, боялся плавать и не мог устрашать эксплуататоров, поэтому доедал крошки, оставшиеся после остальных крыс.

То же разделение — два эксплуататора, два эксплуатируемых, один автоном, один козел отпущения — вновь проявилось в двадцати клетках, где эксперимент был повторен.

Чтобы лучше понять механизм крысиной иерархии, Дидье Дезор поместил шесть эксплуататоров вместе. Крысы дрались всю ночь. Наутро были распределены те же социальные роли: автоном, два эксплуататора, два эксплуатируемых, козел отпущения.
Такой же результат исследователь получил, поочередно поместив в одной клетке шесть эксплуатируемых крыс, затем шесть автономов и шесть козлов отпущения.

В результате выяснилось: каков бы ни был предыдущий социальный статус индивидуумов, они всегда, в конце концов, распределяют между собой новые социальные роли.

Исследователи университета Нанси продолжили эксперимент, исследуя мозг подопытных крыс. Они пришли к неожиданному на первый взгляд выводу, что наибольший стресс испытывали не козлы отпущения или эксплуатируемые крысы, а как раз наоборот — крысы — эксплуататоры.

Несомненно, эксплуататоры очень боялись потерять свой статус привилегированных особей в крысином стаде и очень не хотели, чтобы однажды их самих вынудили работать.

Читайте также: «Вселенная-25»: как мышиный рай стал адом

masterok

Дидье Дезор, исследователь лаборатории биологического поведения университета Нанси (Франция), с целью изучения плавательных способностей крыс, поместил в одну клетку шесть зверьков. Единственный выход из клетки вел в бассейн, который необходимо было переплыть, чтобы добраться до кормушки с пищей.

В ходе эксперимента выяснилось, что крысы не плыли вместе на поиски пищи. Все происходило так, как будто они распределили между собой социальные роли: были два эксплуататора, которые вообще никогда не плавали, два эксплуатируемых пловца, один независимый пловец и один не плавающий козел отпущения.

Процесс потребления пищи происходил следующим образом. Две эксплуатируемые крысы ныряли в воду за пищей. По возвращении в клетку два эксплуататора их били до тех пор, пока те не отдавали свою еду.

Лишь когда эксплуататоры насыщались, эксплуатируемые имели право доесть остатки пищи. Давайте посмотрим, что было дальше …

В лабораторных условиях крысы мужского пола в возрасте 60 дней помещались в клетку по 6 особей с выходом на бассейн. В другом конце бассейна находилась кормушка, пищу из которой необходимо было принести в клетку, чтобы съесть. Дистанцию около 1 метра крысе нужно было проплыть под водой. В ознакомительный период (2 дня) в бассейне не было воды, в последующие 7 дней она постепенно прибывала. Сравнивались крысы пород Long-Evans (LE) и Wistar (WI).

Крысы разделились на тех особей, кто приносил пищу (28 из 58 или 48,3 % для породы WI, 27 из 53 или 50,9 % из породы LE) и тех, кто этого не делал, но отбирал пищу у приносящих ее особей.

Крысы-эксплуататоры сами никогда не плавали. Чтобы наесться досыта, они ограничивались тем, что постоянно давали взбучку пловцам. Автоном (независимый) был довольно сильным пловцом, чтобы самому достать пищу и, не отдав ее эксплуататорам, самому же и съесть. Наконец, козел отпущения, которого били все, боялся плавать и не мог устрашать эксплуататоров, поэтому доедал крошки, оставшиеся после остальных крыс.

То же разделение — два эксплуататора, два эксплуатируемых, один автоном, один козел отпущения — вновь проявилось в двадцати клетках, где эксперимент был повторен.

Чтобы лучше понять механизм крысиной иерархии, Дидье Дезор поместил шесть эксплуататоров вместе. Крысы дрались всю ночь. Наутро были распределены те же социальные роли: автоном, два эксплуататора, два эксплуатируемых, козел отпущения.

Такой же результат исследователь получил, поочередно поместив в одной клетке шесть эксплуатируемых крыс, затем шесть автономов и шесть козлов отпущения. При помещении в клетку по 6 особей одного поведения (только «эксплуататоров» или только «работников») распределение крыс по социальным группам восстанавливалось: среди «работников» появлялись «эксплуататоры» и наоборот.

В результате выяснилось: каков бы ни был предыдущий социальный статус индивидуумов, они всегда, в конце концов, распределяют между собой новые социальные роли.

Опыт был продолжен в большой клетке, куда посадили 200 особей. Крысы дрались всю ночь. Утром трех крыс, с которых содрали шкуру, нашли распятыми на сетке. Мораль: чем больше в крысином стаде численность населения, тем больше крысиная элита проявляет жестокости по отношению к эксплуатируемым и козлам отпущения.

В то же время проявились некоторые отличия: в большой клетке крысы – эксплуататоры создали иерархию своих заместителей, чтобы с их помощью навязывать свою власть другим крысам и даже не утруждать себя непосредственно террором эксплуатируемых крыс и козлов отпущения.

Исследователи университета Нанси продолжили эксперимент, исследуя мозг подопытных крыс. Они пришли к неожиданному на первый взгляд выводу, что наибольший стресс испытывали не козлы отпущения или эксплуатируемые крысы, а как раз наоборот — крысы – эксплуататоры.

Несомненно, эксплуататоры очень боялись потерять свой статус привилегированных особей в крысином стаде и очень не хотели, чтобы однажды их самих вынудили работать.

Бернард Вербер в книге «Мы, боги» сообщает, что в более крупных популяциях (200 особей) крысы выстраивали иерархию из заместителей и жестоко расправлялись с «несогласными», но при этом исследования мозга показали, что «эксплуататоры» страдали от повышенного стресса

источники

http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF02253377

http://rasti.com.ua/forum/index.php?topic=2511.0

В любых научных экспериментах – от облучения дозами радиации и испытании новых препаратов до изменения генома – самыми часто встречающимися испытуемыми являются лабораторные мыши и крысы. Считается, что около 85% всех научных исследований первоначально проводится именно на грызунах. Невозможно даже приблизительно подсчитать, сколько именно грызунов ежегодно подвергается экспериментам – в отличие от других животных учет лабораторных крыс и мышей ведут далеко не во всех лабораториях. Так чем же крысы и мыши так сильно провинились перед наукой, что именно их чаще всего выбирают для опытов?

Конечно, никакой вины животных здесь нет. Просто мыши и крысы обладают целым рядом особенностей, которые делают их идеальными испытуемыми. Во-первых, крысы и мыши очень дешевы в приобретении. Во-вторых, они обладают достаточно малым размером тела, чтобы не возникало никаких неудобств с содержанием нескольких особей в одной небольшой клетке. При этом крысы и мыши являются млекопитающими, размер тела которых достаточен для наблюдения за результатами опытов, а главное, они находятся в том же классе животных, что и человек. Наконец, крысы и мыши очень быстро размножаются (особь достигает половой зрелости в течение 6 недель с момента рождения), а кровосмешение для них не столь опасно и не ведет к возникновению генетических заболеваний, опасных для будущего потомства. Эта особенность позволяет ученым в течение пары месяцев получить несколько поколений новых крыс после проведения испытаний на их родителях.

Сотни тысяч крыс и мышей по всему миру каждый год заканчивают свою жизнь в стенах лабораторий во имя науки. В честь их незаметного и ставшего уже рутиной подвига в 2013 году в Новосибирском Академгородке открылся памятник лабораторной мышке, символизирующий благодарность этому животному от всего человечества.

PO4EMU.RU » Животные » ПОЧЕМУ опыты делаются в основном на мышах?



Мышь – лучший друг ученых

Мышь помогла совершить большинство крупнейших прорывов в медицине, улучшив наше понимание рака груди, повреждений мозга, детской лейкемии, муковисцидоза, малярии, рассеянного склероза, туберкулеза и многих других заболеваний.

Ученые не могут недооценивать роль мышиного рода в прогрессе человечества. Но что готовит будущее для этих пушистых созданий в лабораториях?

Некоторые источники указывают, что научные исследования на животных проводятся как минимум с 500 года до н.э. Королева Виктория, правившая Британской Империей в 19 столетии, считается первой знаменитой персоной, начавшей кампанию против вивисекции. Иллюстрации той эпохи свидетельствуют, что главным объектом ученых тогда служили собаки.

Мышка входит в историю.

В начале 20 века внимание науки привлекли мыши. В 1902 году, в период большой популярности мышей в качестве домашних питомцев, генетик Уильям Эрнест Кастл (William Ernest Castle) привез домашнюю мышь в свою лабораторию при Гарвардском университете.

Генетики, работавшие под началом Кастла, стали первыми учеными, которые поняли, как генетически гомогенные линии мышей могут повлиять на развитие науки о наследственности. Они начали разводить мышей для своих исследований. Многие линии мышей, которые сегодня обитают в лабораториях США и других стран — B6, B10, C3H, CBA, BALB/c – берут начало именно от грызунов, выведенных этими учеными.

Команда Кастла заинтересовалась использованием мышей для изучения генетических основ рака, но главным преимуществом грызунов было то, что впервые независимые группы ученых могли проводить свои опыты с генетически одинаковыми животными.

Теперь ученые из разных частей света могут напрямую сравнивать свои результаты, не делая поправку на генетические различия своих лабораторных животных.

Калифорнийская ассоциация биомедицинских исследований утверждает, что почти каждый медицинский прорыв за последние 100 лет был связан с использованием лабораторных животных. Интересно, что на протяжении 20 века мышь не всегда была любимым животным ученых. Сперва ученые широко использовали плодовую мушку, а с 1970-х годов – круглых червей.

Но чтобы эксперименты были максимально применимы к человеку, лабораторное животное должно быть как можно более похожим на него. В генетическом плане фруктовые мушки и круглые черви отделились от линии наших предков (млекопитающих) около 570 миллионов лет назад. А вот отделение линии грызунов произошло 60-100 миллионов лет назад, поэтому мы так похожи с этими существами.

Почему мышь?

Мышь и человек имеют 97,5% общей ДНК. Мышь была первым млекопитающим после человека, чью ДНК удалось полностью секвенировать. Тогда оказалось, что только 21 ген у мыши не имеет какого-либо аналога в ДНК человека, и только 14 генов мыши являются абсолютно уникальными.

Исследования начала 1990-х годов говорят нам о том, что грубую копию человеческого генома можно сконструировать, если разбить геном мыши на 130-170 частей и расположить их в другом порядке.

Ученые в 21 веке могут использовать мышь для решения таких задач:

  • Помочь лучше понять функциональные части генома человека.
  • Создавать и изучать модели развития заболеваний человека.
  • Разрабатывать генную терапию для заболеваний человека.

Исследователи говорят, что у любого человека здоровье определяется комбинацией наших генов и воздействием окружающей среды. Даже генетически идентичные близнецы со временем будут иметь разные истории болезни. При этом на мышах можно проводить гораздо более точные медицинские эксперименты.

Лабораторная мышь живет всего 2-3 года, что дает исследователям возможность изучить эффекты лечения или генетических манипуляций на протяжении всей жизни организма, или даже нескольких поколений. Это практически невозможно при исследованиях на людях.

Как эксперименты на мышах спасают жизни?

Стоит напомнить о малоизвестном клиническом испытании фазы II 1993 года, во время которого 5 пациентов-добровольцев умерли в результате приема экспериментального препарата фиалуридина (fialuridine). Фиалуридин перед этим прошел доклинические токсикологические тесты на мышах, крысах, собаках и приматах. Но о токсических эффектах препарата на печень не сообщалось, и фиалуридин был одобрен для испытания на добровольцах.

Неизвестный тогда ученым механизм транспорта нуклеозидов работал по-разному у человека и у животных. В результате этого недочета 5 человек из группы добровольцев умерли от печеночной недостаточности, а двум выжившим потребовалась трансплантация печени.

Через много лет исследователи решили проверить, может ли «химерная мышь» идентифицировать гепатотоксичность фиалуридина, что позволило бы использовать ее в токсикологических тестах. Химерные мыши – это мыши, которые имеют часть человеческих клеток. В данном случае химерным мышам 90% печеночных клеток заменили человеческими.

Исследователи обнаружили, что у мышей с человеческими гепатоцитами при приеме фиалуридина развивались те же симптомы, что и у скончавшихся добровольцев в 1993 году. Если бы тогда этих грызунов использовали в токсикологических тестах, человеческих смертей удалось бы избежать.

Патологические человеческие гены можно ввести в геном мыши, чтобы подробнее изучать отдельные аспекты таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, ожирение, диабет, аутоиммунные и гематологические болезни, рак, неврологические болезни и почечная недостаточность.

Хотя на данный момент в большинстве крупных исследовательских проектов предвидится использование мышей, некоторые ученые находят недостатки в мышиной модели и предлагают обдумать ее замену в будущем.

Наиболее неожиданным, почти анекдотичным стало открытие канадских ученых. Сотрудники Университета Макгилла в Канаде обнаружили, что на результаты тестов на лабораторных мышах может повлиять… пол исследователей. Оказалось, что у мышей и крыс в присутствии исследователей-мужчин (но не женщин!) развивается стресс, который может сказаться на результатах работы.

Исследования на животных уйдут в прошлое?

Отчеты об ошибках в экспериментах на грызунах подхватываются многочисленными критиками и борцами за права животных. Все это заставляет задумываться о новых, более совершенных и этичных моделях для медицинских исследований.

В 2013 году издание Popular Science заявило, что 90% препаратов, которые прошли тестирование на животных, в дальнейшем проваливают во время клинических испытаний на людях. Как заявляют авторы, это – прямой результат генетических различий между видами. Издание подчеркивало необходимость скорейшего введения в эксперименты человеческих клеток вместо лабораторных животных.

Ученые объясняют, что при экспериментах с раком, например, клетки опухолей у лабораторных мышей могут поддаваться лечению экспериментальным препаратом, в то время как эти же препараты, нацеленные на те же самые механизмы, могут не сработать у человека. Это может быть как проблемой различий в клеточных механизмах, так и проблемой неправильной классификации опухолевых клеток.

В 2012 году Национальный институт здоровья США анонсировал отказ от экспериментов на шимпанзе. Соединенные Штаты – одна из двух стран в мире (наряду с Габоном), где все еще практикуют медицинские эксперименты с этими приматами. Шимпанзе имеют с человеком почти 99% общей ДНК.

Почему для опытов над живыми существами чаще всего используют крыс? Или это миф?

Nekto V-Palto 13669 2 года назад физик-теоретик в прошлом, дауншифтер и журналист в настоящем, живу в Германии

Для лабораторного животного важны

  1. скорость размножения (обеспечивает требуемое количество подопытных, а в генетике смена поколений важна еще и сама по себе),
  2. дешевизна содержания и
  3. соответствие цели экспериментов.
    Последний пункт часто вступает в противоречие первым двум и лимитирует их. Ну а из организмов, удовлетворяющих п. 3 выберут оптимальные по пп. 1-2.

Крысы и мыши — вполне типичные млекопитающие, пригодные как модель для исследования характерных свойств именно млекопитающих. Поскольку люди — тоже млекопитающие, опыты на крысах и мышах им интереснее опытов на ящерицах и птицах. Более близкая модель.

Среди прочих млекопитающих мыши и крысы особо дешевы и быстро размножаются. Но они дальше ряда других видов отстоят от человека в отношении развития центральной нервной системы, особенностей биохимии и т. д. Отсюда опыты на собаках, свиньях, низших обезьянах. А если нужна»почти человеческая» модель лабораторного животного, то нет замены человекообразным обезьянам — сколько бы они ни стоили и как бы медленно ни размножались.

С другой стороны, никакие млекопитающие по дешевизне содержания и скорости размножения не угонятся за беспозвоночными или бактериями. К тому же, простые организмы проще изучить и понять, где, что и как у них работает. А результаты часто актуальны даже для млекопитающих и человека. Отсюда широкое использование всяких дрозофил (классическая модель генетических исследований), нематод (очень простое устройство организма, облегчающее изучение реализации генотипа в фенотипе), а также — бактерий и прочих одноклеточных (быстрая смена поколений позволяет ставить эволюционные эксперименты в лаборатории).

Ну а работу нейронов, например, оказалось порой проще изучать на одном из видов моллюсков. Их у него — по пальцам пересчитать и они — очень крупные.

Почему научные исследования используют мышей?

Невероятные факты

От разработки новых лекарственных препаратов против рака до тестирования пищевых добавок: мыши и крысы играют решающую роль в разработке новых медицинских чудес. Действительно, согласно данным фонда биомедицинского исследования, 95 процентов лабораторных животных – это мыши и крысы.

Ученые и исследователи опираются на них по нескольким причинам. Одной из них является «удобство в использовании»: грызуны маленького размера, легко обустраиваются и приспосабливаются в новом жилище. Они также быстро приносят потомство и живут 2-3 года, поэтому в относительно короткий период времени можно наблюдать, что происходит при тех или иных обстоятельствах с несколькими поколениями мышей.

Мыши и крысы также относительно недорого стоят, поэтому могут приобретаться в больших количествах в специализированных местах, где выращиваются особые породы грызунов, предназначенных для проведения исследований. Грызуны также, как правило, кроткие и послушные, поэтому исследователям легко с ними обращаться, хотя некоторые виды мышей и крыс бывают более активные, чем другие.

Большинство мышей и крыс, кроме как половых различий, других отличительных друг от друга особенностей не имеют, генетически они практически идентичны. Это помогает сделать результаты проводимых исследований более универсальными. Минимальное требование для использования мышей в определенных экспериментах, это обязательная их принадлежность к одному виду.

Другая причина использования грызунов в качестве моделей при медицинском тестировании состоит в том, что их генетические, биологические характеристики и поведение напоминают людей, при этом многие симптомы того ли иного человеческого заболевания можно воссоздать и среди мышей и крыс. «Крысы и мыши – это млекопитающими, жизнедеятельность которых очень похожа с человеческой, поэтому они идеально подходят для поиска ответов на многие важные исследовательские вопросы», — говорит Дженни Халиски (Jenny Haliski), представитель национального института здоровья.

Причем за последние два десятилетия эти сходства стали еще сильнее. Ученые теперь могут выращивать породы генетически измененных мышей, так называемых «трансгенных мышей». Данные виды грызунов являются носителями генов, которые вызывают определенные заболевания у человека. Кроме того, любой выбранный ген может быть «отключен», при этом могут тестироваться на эффективность различные лекарственные препараты, а также влияние на организм мышей тех или иных канцерогенов, которые способствуют развитию раковых заболеваний.

Кроме прочего, грызуны – это подходящие животные для исследований, поскольку их анатомия, физиология и генетика хороша понятна исследователям, что помогает специалистам быстрее увидеть изменения в поведении мышей или предугадать их дальнейшие действия.

Некоторые грызуны, называемые мышами с тяжелым комбинированным иммунодефицитом, рождаются в естественных условиях без иммунной системы, поэтому они служат в качестве моделей для исследования нормальных и опухолевых тканей человека.

Некоторые человеческие заболевания, при исследовании которых мыши и крысы используются в качестве моделей: гипертония, диабет, заболевания катаракты, ожирение, припадки, проблемы с дыхательной системой, глухота, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, рак, ВИЧ и СПИД, муковисцидоз, заболевания сердечно — сосудистой системы, мышечная дистрофия, травмы спинного мозга.

Мыши также используются при проведении исследований в области изучения аспектов человеческого поведения, старения, питания и сенсорного восприятия. «Использование животных в подобного рода экспериментах имеет решающее значение для научного понимания биомедицинских систем, которые разрабатывают полезные лекарственные препараты и методы лечения», — подытожила Халиски.

Почему опыты проводят на крысах

Во многом развитию медицины, косметологии, физики и химии человечество обязано именно экспериментам на животных, в 85 % из числа которых используют крыс. Точное число грызунов, используемых для лабораторных опытов неизвестно, поскольку их учет не ведется.

Причин на использование крыс в качестве подопытных достаточно много.

Во-первых, они имеют высокую степень размножения в отличие от других позвоночных. Уже в возрасте шести недель самка и самец готовы к продолжению рода. При этом кровосмешение для них не опасно и не приводит к генетическим заболеваниям. Ученые получают возможность увидеть последствия заболеваний или применение медицинских препаратов на нескольких поколениях животных.

Во-вторых, клетки с грызунами занимают мало места и их можно держать даже в небольшой лаборатории, а не в специальном виварии – помещении медучреждений, в котором содержатся лабораторные животные.

В-третьих, их покупка лабораториями обходится гораздо дешевле, чем других животных.

Однако самой главной причиной использования крыс в экспериментах все же является то, что 99 % генов у человека и у крыс схожи. Геном крысы похож на человеческий, как и состав крови. Кроме того, было доказано, что крысы в большинстве своем мыслят также, как и человек, то есть в их действиях присутствует логика и мыслят они не только исходя из ассоциаций, как считалось ранее. Поэтому на крысах ставят эксперименты, связанные не только с лечением раковых опухолей и воздействием токсических веществ на организм, но и проводят психологические эксперименты.