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淺談動物行為實驗方法學的發展展望
點擊次數:506 發布時間:2020-09-08

   現代科技發展使得人類生存環境、生活模式發生了重大轉變,老年性癡呆、抑鬱、焦慮和睡眠障礙等神經精神性疾病正成為危害人類身心健康的*殺手人類正向極地、高原、深海和太空拓展的全新生活環境也對人類認知、情緒產生重大影響。研究這些挑戰人類生存發展難題,尋找其有效的防治措施,正受到科學界的高度重視。

   由於直接以人體為對象開展科學研究尤其是暴露於物理刺激源或特殊環境下的生物效應研究存在極da的風險並受到倫理學製約,鑒於動物與人類在進化上的高度保守性,利用實驗動物在不同層次的相應特征與人類相比具有相似性,按照結構、預測、表麵效度三原則,進行動物行為實驗研究,建立模型推演,進行動物行為與人之間的生物效應等效性分析,已經成為揭示人體生物效應及生命活動的基本規律,研究人類疾病表現和發病機製,開展新藥和健康產品發現、安全和風險監測分析的有效途徑。

 

1、動物行為學實驗是神經精神性疾病藥物發現的主要方法和手段

   由於神經精神性疾病具有複雜和多基源特性,其產生涉及到大腦複雜的高級思維活動,與注意、興趣等其它因素密切相關,這其中包括有膽堿能、興奮性氨基酸、神經肽等眾多神經遞質參與的複雜的生理生化反應。神經藥理學家們已經認識到以單一靶標為起點的傳統藥物研發模式不適用於神經精神性疾病藥物的研發。的確,對癌症、傳染病或心血管等疾病的臨床前藥物研發而言,以單一靶點為基礎的分子生物學和分子藥理學知識具有廣泛應用價值,但神經係統藥物作用靶點的鑒定和驗證、有效成分 / 部位的確定都隻能通過一係列的行為學研究,可以說,行為學數據是神經精神藥物發現和開發的基石。采用動物行為學進行神經精神疾病藥物的發現和安全評價具有更全麵、可靠和準確的特點,在科學界受到廣泛應用。

2、 動物行為實驗在軍事領域具有不可替代的地位和作用

   現代戰爭正呈現海、陸、空、天、電一體化聯合作戰態勢,軍事人員的作業能力腦力、體力已成為決定戰爭勝負的關鍵要素。另外,基於人道主義理念,不以造成人員致命性損傷為目的,通過幹擾運動、認知和情緒功能致人員失能的非致命性打擊是現代文明時代維護國jia安全的主要手段。上世紀 90 年代,歐美多個發達國家幾乎同步推出了人員失能非致命性新型裝備概念,包括激光致眩、聲波驅散、微波拒止等。2007 年成功推出了主動拒止係統的新一代微波裝備。俄羅斯也致力於積極推進僵屍槍等裝備研究計劃。我國正啟動非致命性裝備的研製,以適應這一發展趨勢、滿足保衛國jia安全和fan維穩的現實緊迫需求。

這些非致命性生物效應的評價和作業能力研究主要是神經精神層麵功能性的影響,需要依靠行為學實驗研究。

3、動物行為實驗對於腦科學研究具重大推動作用

  闡釋認知和情緒發生現象和產生機製,揭示生命的本源,一直是人類夢寐以求的目標和理想。美國在上世紀 90 年代即啟動了腦科學 10 研究計劃,歐盟、加拿大和日本等發達國家紛紛啟動了新的腦研究計劃,投入巨資,研究控製神經精神活動的大腦奧秘。動物行為實驗方法將為認知、情緒和運動等複雜生命現象本質的探索研究,發現新的生命現象提供得天獨厚的實驗手段,有助於推動我國乃至腦科學研究手段發生革命性的變化。

4、不斷發展的現代科技和多學科的交叉融合,給構建新行為學實驗方法提供良好機遇 

  實驗研究方法的發展與同時代的科學技術水平密不可分。19 世紀以前的動物行為實驗研究主要還是借助於人體自身的觀察來實現的,隨著晶體管的發明,電子工程技術和各種傳感技術的出現,20世紀動物行為實驗研究方法有了突破性的發展。

   不斷發展的現代科技和多學科的交叉融合,尤其是信息、計算機、電子工程及材料科學等生命科學以外學科的新技術、新方法向動物行為實驗研究領域的不斷滲透,為發展自動化、智能化和精細化程度更高的動物行為實驗方法提供了強大的推動作用。

   以齧齒類動物為重點,認知、情緒和運動行為實驗方法正從傳統的二維信息向三維行為信息的提取和分析,評價指標正逐步精細化、定量化和自動化單一個體的行為檢測手段正向群體環境下交互行為研究方法轉變,使得更逼近人類社會行為;適應航天等軍事特因作業環境的行為實驗方法研究已受到我國科學界的高度重視,執行操作任務時的認知作業評價方法已在我國成功應用 複雜操作任務下的大動物認知行為檢測方法國外推出商業化產品行為實驗檢測分析設備日趨微型化、集成化和智能化特因環境高低溫、高濕、低壓,以及聲、電、光等多重刺激源條件下進行動物行為實驗的實時在線檢測分析開始受到重點關注並集行為 - 神經電生理 - 生理信號和生化指標同步采集分析,以全麵反映行為效應發生真實機製的實驗方法是將來的發展方向。

   動物行為學實驗方法的研究涉及到實驗動物、醫學、藥學、電子工程、計算機和圖像識別等多學科、跨領域交叉和集成,有可能促進多學科的融合和新學科的產生,使人類認識生命和疾病過程的方法和手段從整體和綜合的角度得到充實和完善。動物行為實驗研究將為探索認知、情緒和運動等複雜生命現象,保障人類將來長期在太空、極地和深海等生活環境的健康,發現新的生命現象提供得天獨厚的實驗手段

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