Эксперименты с крысами: 9 экспериментов над крысами, которые помогли понять много нового про людей

9 экспериментов над крысами, которые помогли понять много нового про людей

Истории

Крысы наряду со свиньями, обезьянами и политиками физиологически и интеллектуально близки к человеку. Поэтому для ученых одно удовольствие над ними издеваться. Грызуны к этому привыкли и зачастую превращают научные эксперименты в веселый крысиный балаган.

Эксперимент №1

Галеты и эполеты

Французский исследователь Дидье Дезор из Университета Нанси опубликовал в 1994 году любопытную работу под названием «Исследование социальной иерархии крыс в опытах с погружением в воду».

Изначально в опыте участвовало шесть классических белых лабораторных крыс. Когда приходило время кормежки, их помещали в стеклянный ящик с единственным выходом наверху. Этот выход представлял собой тоннель-лестницу, спускавшуюся на дно соседнего стеклянного резервуара, наполовину наполненного водой. На стене резервуара с водой размещалась кормушка, к которой крыса, вынырнув из тоннеля на дне, могла подплыть и выхватить оттуда галету. Однако, чтобы съесть ее, животному необходимо было вернуться обратно на твердую поверхность лестницы.

Очень быстро среди шести участников этого эксперимента сформировалась четкая иерархия. Две крысы стали «эксплуататорами»: сами они не плавали, а отнимали еду у трех эксплуатируемых пловцов. Шестая же крыса выбрала стратегию самообеспечения: она ныряла за галетами и успешно защищала их от рэкета. Самое удивительное состояло в том, что, сколько бы ученый ни повторял эксперимент с разными крысами, в итоге происходило точно такое же распределение ролей! Даже когда в группе объединяли только эксплуататоров, только рабов или только независимых, их сообщество возвращалось к исходной иерархии.

Если же группу увеличивали, результат получался еще более впечатляющим. Доктор Дезор посадил в испытательную клетку двести крыс. Они дрались всю ночь. Утром там лежали три бездыханные жертвы социального катаклизма, а в крысином сообществе сформировалась сложная система подчинения.

«Генералам» еду приносили «лейтенанты», которые отбирали ее у рабочих пловцов. При этом кроме «автономных», образовался еще и класс «попрошаек»: они не плавали и не дрались, а питались крошками с пола. Конечно, доктор Дезор не был бы настоящим ученым, если бы (используем эвфемизм, принятый в научной среде) не пожертвовал своих подопытных науке. После препарирования выяснилось, что все крысы в процессе эксперимента испытывали повышенный уровень стресса. Однако больше всех страдали вовсе не угнетенные пловцы, а эксплуататоры!

В свое время эта работа произвела много шуму, ученые-бихевиористы делали самые мрачные выводы о судьбе общества, бесполезности революций и генетически заложенном в нас инстинкте социальной несправедливости. Взгляд, конечно, мелкобуржуазный, но, думается, что-то в этом есть.

Эксперимент №2

Клубника и алкоголь

Впрочем, крысиная жизнь не всегда ужасна. Возьмем, к примеру, недавний эксперимент в Политехническом университете провинции Марке, Италия, в ходе которого ни одно животное не пострадало. Скорее, наоборот.

В процессе опытов крысы на протяжении десяти дней вместе с основной пищей употребляли клубничное пюре из расчета 40 мг на кило веса. После этого им давали алкоголь. Контрольная группа в этот момент употребляла спирт без всяких клубничных церемоний.

Правда, в конце всех счастливых участников эксперимента ждало похмелье, усугубленное изучением состояния слизистой их желудков, которое затеяли исследователи.

Оказалось, что у крыс, употреблявших ягоды, снизилась вероятность возникновения язвы. «Позитивный эффект клубники заключается не только в содержащихся в ней антиоксидантах, — уверяет доктор Сара Тьюлпани, — но и в том, что она стимулирует выработку естественных ферментов в организме». Кто бы спорил! Мы тоже считаем, что в ходе экспериментов с алкоголем многие вещи кажутся очень позитивными. И клубника, безусловно, одна из них.

Эксперимент №3

«Вселенная-25»

Однажды доктор Джон Б. Калхун решил создать мышиный рай. Взял бак два на два метра, установил в нем перекрытия, проложил систему тоннелей с индивидуальными отсеками и поилками и в начале 1972 года запустил в этот рай четыре пары здоровых, генетически безупречных мышей. В баке всегда было +20 оС, каждый месяц его чистили и набивали кормом и материалом для гнезд.

Во «Вселенной-25», как Калхун назвал бак, царил золотой век. Через сто дней, осознав свое счастье, грызуны начали бешено размножаться. Население удваивалось каждые 55 дней, и никакого изгнания за грехопадение не предвиделось.

Однако еще в момент своего создания «вселенная» была обречена. Ведь номер 25 выбрали неслучайно. Это был уже 25-й эксперимент на крысах и мышах, и каждый раз рай превращался в ад. Мышам, к 315-му дню размножившимся до 600 особей, уже категорически не хватало пространства.

Общество начало стремительно разрушаться. Сформировались любопытные классы: «нонконформисты», которые сгрудились в центре и регулярно нападали на владельцев гнезд, «прекрасные» — самцы, которые не интересовались размножением и ухаживали исключительно за собой, и, наконец, «средний класс», который пытался любой ценой сохранить привычный уклад. В баке процветало насилие, свальный грех и даже каннибализм.

В конце концов 90% самок репродуктивного возраста покинули популяцию и поселились в изолированных гнездах в верхней части бака. На 560-й день со «Вселенной-25» фактически было покончено. Популяция достигла пика в 2200 особей, рождаемость упала, редкие беременности кончались убийством детенышей. Возросшая смертность не спасла рай: последние восемь мышей умерли одна за другой, так и не вернувшись к привычным ролям и не пытаясь завести детенышей!

В своей работе «Плотность популяции и социальные патологии» Калхун вместе со «Вселенной-25» похоронил и все человечество: «Еще до того, как нам перестанет хватать ресурсов, люди задохнутся в своих городах!» Хотелось бы сказать: не дождется! Но…

Эксперимент №4

Вечный оргазм

Возможно, ты слышал про классический эксперимент 50-х годов, в ходе которого психологи Олдс и Миллер нечаянно обнаружили в мозге у крыс зону «чистого счастья». Не будем преувеличивать благие намерения ученых: изначально они планировали доставить крысам боль.

Однако, расположив электроды почти в самом центре мозга, ученые неожиданно обнаружили, что крыса снова и снова нажимает на рычаг, замыкающий электрическую цепь. Дальнейшие эксперименты показали, что некоторые особи готовы нажимать на рычаг практически беспрерывно, по 2000 раз в час, забыв про сон и еду.

Ни половозрелые самки, ни физическая боль не могли остановить самца на пути к заветной «кнопке удовольствия». Лимбические зоны головного мозга, которые стимулировали у крыс в ходе этого эксперимента, сформировались на самой заре эволюции. Они есть у всех млекопитающих, включая человека. Правда, до сих пор не очень понятно, за что они отвечают.

Так вот, недавно были обнародованы записи других ученых, которые не совсем легально проводили похожие опыты на пациентах психиатрических лечебниц. Суть «чистого счастья» оказалась на редкость проста: люди описывали это ощущение как… восхитительный оргазм.

Эксперимент №5

Супермышь

В 2007 году Ричард Хэнсон и Парвин Хакими из Университета Кейс Вестерн Резерв в Огайо модифицировали мышиный геном и вывели около 500 супермышей, которые были в несколько раз более выносливы, чем их сородичи.

Мышиные супергерои не только могли бежать без отдыха в течение шести часов, в то время как обычная мышь выдыхается после получаса, но и жили дольше, сохраняя репродуктивные способности до самой старости, а также потребляли на 60% больше корма, чем контрольная группа, при этом оставаясь более стройными и спортивными.

Замечательный эксперимент не только доказал, что посредством модификации всего одного гена можно существенно ускорить метаболизм живого существа, но и то, что людям в ближайшее время ничего такого не светит. Специальная комиссия сочла, что даже думать об этом неэтично. Так что даже не думай!

Эксперимент №6

Морфий и развлечения

В конце 1970-х годов канадский исследователь Брюс К. Александер пришел к выводу, что крысам не хватает развлечений (вообще-то создается ощущение, что к такому выводу пришли все ученые из нашей подборки и крысы тут совершенно ни при чем). Доктор Александер не был слишком оригинальным: он решил исследовать формирование наркотической зависимости.

Канадский ученый вызвался доказать, что устойчивое привыкание крыс к наркотикам, которое доказывают многочисленные опыты, вызвано тем, что подопытные животные были заперты в тесных клетках и им не оставалось ничего другого, кроме как развлекать себя инъекциями.

Для подтверждения своей теории доктор Александер построил своеобразный крысиный парк развлечений — просторное жилище, в котором были тоннели, беличьи колеса, мячи для игры, уютные гнезда и обилие пищи. Туда заселили 20 разнополых крыс.

Контрольная же группа теснилась в классических клетках. И тем и другим были поставлены две поилки, в одной из которых была обычная вода, а в другой — подслащенный раствор морфия (крысы — сластены, поначалу они отказывались пить наркотический раствор из-за его горечи).

В итоге теория Александера полностью подтвердилась. Жители клеток очень быстро подсаживались на морфий, а вот счастливые обитатели парка поголовно игнорировали наркотик.

Правда, некоторые из парковых крыс пробовали воду с морфием несколько раз, словно желая удостовериться в полученном эффекте (как правило, это были самки), но ни одна из них не показала признаков регулярной зависимости.

Как и положено творцу, доктор Александер не мог отказать себе в удовольствии поиграть судьбами своих подопечных и на определенном этапе поменял местами некоторых парковых и клеточных крыс. Вполне логично, что грызуны, скоропостижно и необъяснимо оказавшиеся в стесненных жилищных условиях, немедленно пристрастились к морфию. А вот те, кто был перемещен в парк из клеток, оказались более хитрыми. Они продолжали употреблять наркотик, только менее регулярно — ровно в той степени, чтобы сохранять эйфорию, но быть в состоянии исполнять свои основные социальные функции.

Вообще-то опыты доктора Александера кардинальным образом поколебали главенствующую в медицинских кругах теорию о химическом происхождении опиоидной зависимости, которую наркоман не в состоянии контролировать. Но научное сообщество сделало вид, будто ничего не было, эксперимент замяли. А вот мы не претендуем на научность, нам можно!

Эксперимент №7

Любовь в невесомости

Да, крысам удалось испытать то, что нам с тобой только снилось, — спаривание в невесомости! Дело, правда, оформлено второпях, так как опыт был сильно ограничен по времени: он происходил в рамках полетов специального экспериментального аппарата «Фотон».

Возить крысиные клетки на МКС, где животные могли бы спариться с чувством, толком и расстановкой, — дело слишком дорогостоящее. Система крысиного жизнеобеспечения в невесомости занимает кучу места, а это самый важный ресурс на орбитальной станции.

Можешь, кстати, гордиться: в деле спаривания крыс в невесомости мы впереди планеты всей, так как именно наши ученые проводили этот опыт на «Фотоне».

Увы, его результат вряд ли можно назвать удачным. По всем признакам, спаривание состоялось, однако беременность у самок так и не наступила. Впрочем, если отвлечься от крыс, в большинстве случаев это никак не минус, а очень даже плюс.

Эксперимент №8

Обжорство

Пожалуй, научным крысам удалось поучаствовать во всех грехах человечества (не без помощи ученых, конечно). Такой примитивный грех, как обжорство, тоже не обошли стороной. Для его полноценного воплощения братья Луис и Теодор Зукеры вывели специальных генетически модифицированных крыс, которые гордо носили имена своих создателей.

Собственно, все предназначение зукеровских крыс состояло в том, чтобы всю жизнь поглощать пищу. Они обладали повышенным чувством голода и могли весить в два раза больше своих немодифицированных предков. Крысы поплатились за свои грехи еще в этой жизни: у них был повышенный уровень холестерина в крови и целый букет болезней.

Эксперимент №9

Эксперимент над экспериментатором

Логическим завершением этой череды беспощадных экспериментов над животными, мы считаем, стал эксперимент над людьми с участием крыс, который провел психолог доктор Розенталь в Гарварде в 1963 году. Он предложил своим студентам потренировать крыс проходить лабиринт.

При этом половине студентов было сказано, что у них крысы специальной интеллектуальной породы, которая очень быстро обучается. Вторая половина студентов работала с «обычными крысами». После недельной тренировки учителя «интеллектуальных» грызунов получили ощутимо более высокие результаты, чем студенты, которые тренировали «обычных».

Как ты, вероятно, догадался, крысы были абсолютно одинаковыми. Что ж, во-первых, это доказывает, что никогда не надо верить первому встречному профессору и соглашаться на сомнительные эксперименты: не факт, что ты в итоге не окажешься их объектом. Во-вторых, верить и соглашаться — в некоторых случаях означает получать завышенный результат абсолютно на пустом месте!

Автор текста:Катя Чекушина

Автор фото:Влад Лесников

Почему ученые чаще всего проводят эксперименты на крысах

Свежий номер

РГ-Неделя

Родина

Тематические приложения

Союз

Свежий номер

Общество

04.10.2021 06:40

Елена Мационг

Целый ряд ценных научных экспериментов провели ученые в пандемию на крысах.

Так, японские ученые доказали, что ткани в кишечнике крыс, а значит, и других млекопитающих, способны впитывать кислород, если это невозможно сделать другим способом. Проще говоря, животных накачали кислородом через анус. Исследователи считают, что в будущем такой ректальный способ вентиляции легких может использоваться и для спасения жизней людей. Это стало ценным открытием в пандемию COVID-19.

Ну а в Китае в это же время провели сложный эксперимент, в ходе которого впервые в истории родила мужская особь крысы.

Австралийские ученые в поисках способа улучшения эмоционального состояния в течение месяца щекотали грызунов. И не исключают, что когда-то с помощью выработанного в итоге метода «правильной щекотки» удастся бороться и с неврозами у людей.

Ну а российские и американские ученые выяснили, что с помощью специальной периодичности в системе кормления крыс можно снижать кровяное давление.

Но что известно о самом испытуемом животном? Почему ученые проводят свои эксперименты чаще всего на крысах? Правда ли, что это — самое умное и коварное животное? И почему люди так невзлюбили этих хвостатых грызунов? Об этом — в интервью «РГ» с ученым, изучающим крыс уже почти 40 лет, кандидатом биологических наук, сотрудником лаборатории эволюционной экологии Института экологии растений и животных УрО РАН Юрием Вигоровым.

Юрий Леонидович, почему главным образом крыс ученые выбрали в качестве испытуемых животных?

Юрий Вигоров: Они активно плодятся, крыса вынашивает потомство всего за 24 дня. За раз могут приносить до 17 крысят, и за год у них бывает по два-три приплода. Все это позволяет удачнее всего проводить на этих животных генетические исследования. Ученый в ходе своей научной работы, а проще говоря, за свою жизнь, может отслеживать показатели на протяжении нескольких поколений крыс. Кроме того, выходит, что на крысах проводить опыты просто дешевле.

При такой плодовитости города должны быть наводнены крысами. Сколько этих животных в миллионном городе?

Юрий Вигоров: Считается, что в крупных городах на каждого жителя приходится по 2-3 серых «теневых обитателя», то есть если в Москве по неофициальным данным насчитывается порядка 15-17 миллионов жителей, то крыс-москвичей может быть примерно 50 миллионов хвостов. В Екатеринбурге при неофициальном уровне населения около двух миллионов, крыс можно будет насчитать почти 6 миллионов. Самым крысиным городом Европы считается Рим, в нем их почти 15 миллионов.

А почему этих животных так невзлюбили? Иной раз наделяют почти демоническими чертами.

Юрий Вигоров: Крыс боятся больше по инерции — из-за до сих пор не угасшей памяти об эпидемиях чумы и других напастях, о получивших пробоины кораблях, в трюмах которых благоденствовали крысы.

Но страхи небезосновательны и сегодня. Серые крысы — эти типичные обитатели помоек и мусорных куч всеядны и неразборчивы в пище. Они не брезгуют даже падалью и экскрементами. А поэтому являются опасными переносчиками целого ряда смертельных вирусов и бактериальных инфекций. Среди них чума, бешенство, сыпной тиф. Заразиться можно не только от прямого контакта с крысой, но и опосредованно. Через зараженные крысами продукты питания и воду передаются криптоспоридиоз, лептоспироз, лямблиоз, листериоз, туляремия, геморрагическая лихорадка. А также не менее серьезные заболевания — гепатит, туберкулез, токсоплазмоз, сальмонеллез. Кроме того, продукты жизнедеятельности крыс могут спровоцировать аллергические реакции и приступы астмы у людей со слабой иммунной системой.

Но если они разносят столько заразы, можно взять и уничтожить их? К каким последствиям это приведет для биологической цепочки?

Юрий Вигоров: Если крыс уничтожить полностью и повсеместно, их место неизбежно займут другие виды животных, среди которых могут быть переносчики болезней, приспособленные к условиям антропогенного ландшафта. А для борьбы с ними нужны будут новые армии специалистов.

А правда, что у крысы один из самых высоких уровней IQ среди животных?

Юрий Вигоров: Умственные способности крыс все-таки сильно преувеличены. Да, они стали изобретательны, живя бок о бок с человеком тысячелетиями и добывая себе пищу за его счет. Но любой опытный сотрудник зоопарка, где традиционно очень много крыс, скажет, что их умение избегать капканы и отравленные приманки об особом уме все же не свидетельствует. Если бы интеллект выработался, невозможно было бы успешно проводить дератизацию в крольчатниках, свинарниках и на птицефабриках.

А как же легенда об особой интуиции крыс покидать тонущий корабль задолго до того, как об опасности становится известно человеку?

Юрий Вигоров: Это один из мифов, пришедших со времен парусных судов. Когда пробито днище корабля, крысы бегут куда угодно, лишь бы спастись. Но если бы они загодя чувствовали опасность, они не залезли бы в трюмы кораблей, и остались на берегу.

И все же некоторые их приспособительные способности действительно поражают. Однажды в Липецкой области мы ловили черных крыс на одном из пищевых предприятий. Напуганные человеком, эти грызуны заскакивали по трубам и проводам под потолок цеха в несколько метров, как птицы.На одном из мясокомбинатов они научились вить гнезда из сухожилий и вплетенных в них обрывков шерсти даже в тушах животных в холодильнике.

Удивляет, сколько пищи могут заготавливать впрок эти животные. Так, в одном из укрытий нашли несколько ведер картошки, 42 яйца, и еще разные виды пропитания. Если перевести эти объемы на человеческие пропорционально весу, это все равно, что семья заготовила бы для себя четыре-пять КАМАЗов еды.

Представители самых разных экосообществ выступают за отмену испытаний над животными, в том числе и над крысами? Как вы к этому относитесь?

Юрий Вигоров: Ради науки, ради будущего человечества опыты необходимы. Даже на людях с их согласия испытывают действия лекарств, так что к мнению «зеленых» отношусь как заявлениям, мягко говоря, странным.Как же тогда ставить опыты? Думаю, у многих представителей экодвижений цель на самом деле — пошуметь, привлечь к себе внимание.

Кстати

Прародители современных крыс — хомяковые — появились около 35 миллионов лет назад. Те крысы, которые напоминают современную напасть (коричневые) распространились по Европе в конце прошлого тысячелетия. Они мигрировали туда из Аравии. Сегодня крысы не расселены разве что в приполярных областях Земли. Нет их в пустынных территориях, вдали от поселения людей, в тундре, в болотах — там, где им не выжить.

Досье «РГ»

Юрий Леонидович Вигоров после окончания Московского государственного университета и аспирантуры Института биофизики Академии наук приехал в Свердловск, где долгое время изучал поведение мелких грызунов в виварии Института экологии растений и животных УрО РАН. Интерес к пасюкам возник у него, когда он обратил внимание, как изобретательно они воруют корм из кормушек лабораторных леммингов. Постепенно Юрий Леонидович приступил к изучению и самих серых теневых обитателей экосистем. В том числе — и их адаптивных систем, в частности, экологических, поведенческих, физиолого-биохимических и других.

НаукаПриродаСвердловская областьУрал и Западная СибирьВ регионах

Крыс | Кембриджский университет

Обучение в Кембридже

Об университете

Исследования в Кембридже

Домашний
Исследования
Исследования в Кембридже
Исследования на животных
Какие виды животных мы используем?
Крысы

Почему мы используем крыс?

Лабораторная крыса внесла неоценимый вклад в сердечно-сосудистую медицину, регенерацию нервной системы, заживление ран, диабет, трансплантацию, поведенческие исследования и исследования космической болезни. Крысы также широко использовались для проверки эффективности и безопасности лекарств. Улучшенные модели во всех этих областях исследований должны стать результатом наших новых знаний о геноме крысы.

Почти все гены человека, связанные с болезнями, имеют аналоги у крыс. Их выявление должно помочь исследователям разработать генетические модели болезней человека у крыс.

Крыс часто используют для изучения поведения в психологических экспериментах. Их мозг больше, чем у мышей, а животные менее пугливы и более сообразительны. Хотя крысы «думают» не так, как люди, некоторые структуры их мозга напоминают более примитивные элементы человеческого мозга, и, следовательно, их можно использовать для моделирования некоторых видов человеческого поведения.

Информация адаптирована с сайта AnimalResearch.info

Что мы изучаем?

Кокаиновая зависимость

Крысы помогают нам понять, почему некоторые люди более склонны к кокаиновой зависимости и почему им так трудно преодолеть свою зависимость. По оценкам, в 2010–2011 годах только в Англии насчитывалось чуть менее 300 000 потребителей опиатов и кокаина.

Используя крыс, исследователи показали, что зависимость проявляется по-разному у разных людей и что у некоторых навязчивое стремление к кокаину продолжается, несмотря на неблагоприятные обстоятельства. Наркомания в основном рассматривалась как конечная точка постепенной потери контроля над поиском наркотиков в результате отказа части мозга — префронтальной коры, отвечающей за принятие решений. Однако наши исследователи смогли показать, что длительное воздействие наркотиков также изменяет область мозга, называемую базолатеральной миндалиной, которая связана со связью между стимулом и эмоцией.

На самом деле, используя свою крысиную модель, наши исследователи определили совершенно новый путь в мозгу, который связывает импульсы с привычками. Этот мозговой контур косвенно связывает базолатеральную миндалину с дорсолатеральным полосатым телом, которое является нервным очагом привычек.

См. также: Путь к зависимости: как наркотики и алкоголь могут захватить ваш мозг

Понимание атеросклероза

Атеросклероз — это тяжелое заболевание артерий, вызывающее сердечный приступ и инсульт. Заболевание начинается с накопления жировых отложений в стенке артерии. В 2019 году, Кембриджские ученые участвовали в исследовании, которое определило механизм затвердевания артерий, и с помощью крыс обнаружили, что непатентованное лекарство, обычно используемое для лечения акне, может быть эффективным средством для лечения этого состояния.

См. также: Выявлена причина затвердения артерий и возможности лечения 031

История лабораторной крысы полна научных триумфов и этических затруднений | Наука

Из-за своего генетического и физиологического сходства с людьми лабораторные грызуны стали краеугольным камнем исследований на животных. Елена Курашова/iStock
Более 20 лет назад два медицинских исследователя из Гарвардского университета, Джозеф и Чарльз Ваканти, возглавили команду, которая успешно вырастила кусок хряща в форме человеческого уха на спине лабораторной мыши. В эксперименте использовалась форма в форме уха, заполненная хрящевыми клетками коровы. «Ухо» сначала поместили в инкубатор, а когда оно начало расти, его пересадили в тело голой мыши (разновидность лабораторной мыши с генетической мутацией, вызывающей деградацию или отсутствие органа тимуса, что угнетает животных). иммунной системы и способности отторгать чужеродные ткани).
«Ушная мышь», или мышь Ваканти, как стало известно это животное, продолжала отращивать кусок ткани из своей спины, пока он не стал по размеру и форме напоминать человеческое ухо. Команда опубликовала свое исследование в
«Пластическая и реконструктивная хирургия» в 1997 году. Эксперимент был разработан для проверки жизнеспособности растущих тканей для последующей трансплантации пациентам-людям. И только в прошлом году человеческие дети в Китае, страдающие генетическим дефектом, называемым микротией, который препятствует нормальному росту наружного уха, получили новые уши, выращенные из их собственных клеток — процесс, аналогичный процессу выращивания «уха» у ушной мыши.
Мышь Vacanti с растущим из спины куском хряща в форме человеческого уха. Wikicommons при добросовестном использовании
Мышь с человеческим ухом на спине, возможно, была одним из самых странных и визуально тревожных экспериментов, проведенных на грызунах, но мыши использовались для научных экспериментов примерно с 1902 года, когда причудливый и предприимчивый заводчик по имени Эбби Э. К. Латроп признал потенциал животных для генетических исследований. Первое использование крыс в экспериментах началось еще раньше, записи относятся к 1850-м годам. Ученые покупали своих подопытных у профессиональных заводчиков, известных как «любители крыс», которые ценили этих существ как домашних животных за их уникальную шерсть и характер. В течение десятилетий лабораторные крысы и мыши использовались для достижения больших научных и медицинских успехов, от лекарств от рака и антиретровирусных препаратов против ВИЧ до ежегодной вакцины против гриппа.

Лабораторные мыши — чаще всего вида Mus musculus, или домовая мышь — представляют собой биомедицинские швейцарские армейские ножи с геномами, которыми легко манипулировать для генетических исследований. Однако физиология человеческого тела более точно воспроизведена у
Rattus norvegicus или норвежской крысы , и ее различных штаммов. Крысы также легко поддаются дрессировке и идеально подходят для психологических экспериментов, особенно если учесть, что их нейронные сети очень похожи на наши. (В 19В 50-х и 60-х годах, например, исследователи, изучающие биологические основы любопытства, отметили, что лабораторные крысы, лишенные каких-либо других стимулов или задач, предпочитают исследовать неизвестные части лабиринта.)
Крысы также намного крупнее мышей и имеют более толстые хвосты и более тупые морды. Но именно характеристики, общие для мышей и крыс, делают их и бичами города, и, так сказать, идеальными научными морскими свинками.
«Они быстро размножаются, они общительны, они легко адаптируются и всеядны, поэтому они едят практически все, что угодно», — говорит Мануэль Бердой, зоолог из Оксфордского университета. Кроме того, крошечный размер грызунов позволяет относительно легко хранить их в лабораториях, а их общие эволюционные корни с людьми означают, что геномы этих видов в подавляющем большинстве перекрываются.

В результате грызуны практически захватили наши лаборатории, составляя почти 95 процентов всех лабораторных животных. За последние четыре десятилетия количество исследований с использованием мышей и крыс увеличилось более чем в четыре раза, в то время как количество опубликованных статей о собаках, кошках и кроликах осталось практически неизменным. К 2009 году одни только мыши были ответственны за в три раза больше исследовательских работ, чем данио-рерио, плодовые мушки и аскариды вместе взятые.
Исследования на грызунах касаются всего: от неврологии и психологии до лекарств и болезней. Исследователи вживляли электронику в мозг мышей, чтобы управлять их движениями, неоднократно проверяли на мышах вызывающие привыкание свойства кокаина, подвергали грызунов электрошоку в качестве отрицательного стимула, имплантировали человеческий мозг в черепа мышей и отправляли мышей и крыс бегать по бесконечным лабиринтам испытаний. . НАСА даже держит лабораторных мышей на борту Международной космической станции для экспериментов в условиях микрогравитации.

Несмотря на все то, что лабораторные мыши и крысы помогли людям достичь, повседневный опыт животных происходит в основном вне поля зрения общественности. Но жизнь лабораторных грызунов может стать ключом к пониманию и улучшению их роли в ходе научных открытий.
Ученые должны пройти обучение обращению с животными и пройти этическое обучение, прежде чем им будет разрешено работать с лабораторными животными, хотя правила различаются в зависимости от того, где проводится эксперимент. В то время как канадские и европейские ученые контролируются национальным руководящим органом, правила в Соединенных Штатах различаются в зависимости от учреждения с некоторыми общими указаниями Национального института здравоохранения. (Закон США о защите животных, защищающий большинство животных, используемых в исследованиях, не распространяется на мышей и крыс.)

Большинство университетов предлагают курсы обучения тому, как обращаться с животными, чтобы уменьшить стресс и страдания. Лучшие практики обновлялись с годами, чтобы отразить меняющееся понимание грызунов и их потребностей. После того, как исследование 2010 года, опубликованное в журнале Nature , показало, что обращение с лабораторными крысами за хвост вызывает больше беспокойства, чем проводка животных по туннелю или подъем их сложенными чашечкой руками, лаборатории по всему миру отказались от ранее распространенной техники.

Ученые, желающие провести эксперименты с грызунами, должны заполнить подробную заявку с объяснением, почему для работы нужны животные. Заявки оцениваются на основе системы, известной как три R’s : сокращение количества используемых животных, замена использования животных, когда это возможно, и уточнение экспериментов с целью улучшения благополучия животных.
«Крыса или мышь — это не пробирка на ножках», — говорит Бердой. Условия содержания грызунов, например, стали на raison d’etre для сторонников защиты лабораторных животных. Большинство лабораторных мышей содержится в клетках размером с обувную коробку (для крыс пространство удваивается) с несколькими скрипучими компаньонами. И хотя наличие собратьев-грызунов удовлетворяет социальные потребности животных, в большинстве лабораторных помещений отсутствуют какие-либо объекты для обогащения окружающей среды, которые могли бы занять испытуемых. Размер их ограничений также означает, что они ограничены в естественном поведении, таком как рытье нор, лазание или даже стояние прямо.

Несмотря на то, что лабораторные мыши и крысы на данный момент генетически отличаются от своих диких собратьев, они сохраняют многие из тех же инстинктов. Подавление этих потребностей может вызвать чрезмерный стресс у животных и поставить под угрозу научные результаты. В фильме Бердоя « Лабораторная крыса: естественная история, » подробно рассказывается о том, как лабораторные крысы, выпущенные в дикую природу, вели себя и взаимодействовали так же, как их дикие предки. Ученые, считает он, должны учитывать характер крыс при планировании экспериментов, чтобы получить наилучшие результаты. «Если вы собираетесь проводить эксперименты, — говорит Бердой, — вам нужно идти в ногу с биологией, а не против нее».

Лабораторная крыса с мозговым имплантатом, используемая для записи активности нейронов in vivo во время выполнения определенной задачи (различение различных вибраций). Ученый кормит крысу яблочным соком через пипетку. Анна Марченкова через Wikicommons под CC BY 4.0
В некоторых случаях последствия движения против биологического зерна уже наблюдались. Хотя генетическая однородность лабораторных грызунов помогает исключить отвлекающие факторы из сфокусированных экспериментов, она также может более тонко искажать научные результаты. В исследовании 2010 года, посвященном влиянию диет с интервальным голоданием, Марк Мэтсон, заведующий лабораторией неврологии Национального института старения, заметил, что положительное неврологическое воздействие, которое «метаболически болезненные» лабораторные крысы получили от режима питания, не приводило к здоровые, активные люди. Результаты были применимы только к «домоседам» тварям в «сценарии типа мальчика-пузыря, где… их иммунная система не подвергается воздействию различных вирусов или бактерий».
Как лаконично отмечает Мэттсон, «то, что вы обнаружите, может не отражать здоровое животное».
Другими словами, использование статичных, однородных, защищенных животных не всегда может быть лучшим способом достижения конечной цели использования лабораторных грызунов: лучшего понимания, а в некоторых случаях и лечения человеческого тела и разума.
В целом процесс переноса эксперимента с грызунов на людей не случаен. Помимо кучи документов, новые лекарства должны быть испытаны на двух разных животных — маленьком, например, на мыши или крысе, а затем на большом, обычно на свинье, собаке или примате, — прежде чем они перейдут к испытаниям на людях. По данным Pharmaceutical Research and Manufacturers of America, только одно из каждых 250 соединений, испытанных на животных, проходит испытания на людях. Для тех, кто доходит до утверждения, весь процесс обычно занимает от 10 до 15 лет.
Даже после долгого пути к испытаниям на людях многие лекарства и процедуры, которые работают на мышах и крысах, не работают на людях. На результаты может повлиять образ жизни грызунов «домосед», или, возможно, небольшие различия между геномами крысы, мыши и человека вызывают разную реакцию на лекарства. Например, в исследованиях болезни Альцгеймера мышам и крысам искусственно придают состояние, напоминающее болезнь, потому что они не развиваются естественным путем.
Когда лекарство не работает, результаты часто разочаровывают и обходятся дорого, но иногда ошибки могут быть трагическими. Талидомид, препарат, используемый для лечения утренней тошноты в 1950-х и 60-х годов вызывали уродства у человеческих младенцев, несмотря на то, что были успешно и безвредно испытаны на крысах. Препарат разрушается гораздо быстрее у крыс, а их эмбрионы обладают большей антиоксидантной защитой от его более неприятных побочных эффектов. Однако во многих случаях причины неудачи препарата остаются загадочными.
«Это один из вопросов, лежащих в основе медицинских исследований. Ни у кого нет на него хорошего ответа, и, возможно, на него не будет хорошего ответа», — говорит Ричард Миллер, профессор патологии Мичиганского университета. «Историй успеха достаточно, чтобы люди были оптимистичны, но не все, что сработает на животных, сработает и на людях».
Может быть неизвестно, завершится ли эксперимент успешно, но одно всегда гарантировано: смерть лабораторных грызунов. Подсчет трупов неизбежен; по оценкам, ежегодно в лабораториях США ради науки убивают 100 миллионов лабораторных мышей и крыс или более. В то время как некоторые из тел творчески используются в качестве закусок для птиц в заповедниках, большинство из них замораживают и сжигают вместе с остальными биологическими отходами.
Крысы и мыши, используемые в исследованиях старения, часто живут своей естественной жизнью, но большинство лабораторных грызунов уничтожаются в конце исследования. Некоторых убивают смертельной инъекцией или обезглавливают по строгим правилам, чтобы уменьшить боль и страдания, но чаще всего их душит в клетках с углекислым газом.
В течение некоторого времени CO ₂ считался наиболее этичной практикой в конце жизни для этих лабораторных животных, но Джоанна Маковска, адъюнкт-профессор Университета Британской Колумбии и консультант по лабораторным животным Института защиты животных, считает, что существует лучший путь. По ее словам, отравление углекислым газом имитирует ощущение нехватки воздуха, когда вы задерживаете дыхание под водой, что вызывает чрезмерный страх и беспокойство. «Это не лучшая смерть. Анестезия более гуманна, но на самом деле люди этого не делают, потому что углекислый газ практичнее и дешевле».
В целом, Маковска считает, что исследователи должны прилагать больше усилий для соблюдения принципа «редукции» трех R . «Это действительно должен быть первый R », — говорит она. В Гарварде ученые создали орган на чипе, чтобы помочь в изучении лекарств и моделировании болезней без использования животных. Исследователи даже разработали компьютерные алгоритмы, основанные на тысячах испытаний на животных, которые могут точно предсказать, как ткани будут реагировать на определенные соединения.