可以考虑使用其他方法来接触香烟烟雾成分,例如通过鼻腔内给药香烟烟雾溶液(Ueha 等人,2020 年)。在用于呼吸系统疾病研究的非动物替代方法中,重现体内人类肺部状况的复杂方法已经取得了重大进展,包括体外 2D 和 3D 培养、离体组织培养、类器官、肺芯片、精密切割肺切片 (PCLS) 模型以及计算机模拟和数学方法(Hynes 等人,2020 年;Fröhlich,2021 年)。如果不用于完全取代动物模型,研究人员应考虑使用细胞模型和计算机模拟技术取得的进展,以减少动物的使用程度。
动物在复杂的环境中进化,产生了各种各样的行为,包括导航、觅食、捕食和同种动物的相互作用,这些行为在从几毫秒到几天的时间尺度上发生变化。从历史上看,这些行为一直是生态学和动物行为学研究的重点,而系统神经科学主要关注可以重复数千次并在高度人工环境中发生的短时间尺度行为。得益于机器学习、小型化和计算方面的最新进展,现在有可能在更自然的条件下研究自由移动的动物,同时应用系统技术:执行时间特定的扰动、建模行为策略以及在动物自由移动时记录大量神经元。这篇评论的作者是一群对系统神经科学、生态学和动物行为学的共同目标深表赞赏的科学家。我们相信,现在是成为一名神经科学家的激动人心的时刻,因为我们有机会作为一个领域成长,接受跨学科、开放、协作的研究,以提供新的见解,并让研究人员能够跨学科、跨物种、跨规模地联系知识。在这里,我们结合自己的工作,讨论了动物行为学、生态学和系统神经科学的起源,并强调了如何将这些领域的方法结合起来为我们的研究提供新的见解。我们希望这篇评论能促进这些互动和联盟,并帮助我们一起做更好的科学研究。
人们认识到,遗传改变的小鼠在理解许多疾病的病理生理学方面的重要性是多么重要,包括癌症,心脏和代谢疾病,以及提高我们对基本生理学的了解。创造,繁殖和维持转基因的动物,我们将确保生成的动物以最高的健康和福利标准生产,从而实现更可重现和可发表的研究。因此,我们能够招募高质量的研究科学家。动物部门具有创建,育种和饲养这些动物的专业知识,以完全控制提供直接福利福利的育种计划,并且在行政上有效地确保最小浪费,从而使几个研究计划都可以使用相同的动物系列,并在指定的时间范围内育种项目需求。
• 行为评估最好在专门的行为套件中进行。 • 环境应远离可能影响动物行为的不受控制的外部刺激,例如人流、不必要的噪音和强光。 • 应分别测试雄性和雌性啮齿动物,每次只测试一种性别的啮齿动物。如果可能,应先测试雄性,最好在不同的日子进行,但至少要彻底清洁两性之间的啮齿动物。除非啮齿动物已经关在铁丝笼或类似笼子中,并且两性啮齿动物都在同一个房间。 • 实验者不能使用气味强烈的除臭剂或香水,并且必须有处理啮齿动物的经验,并接受过行为范式和所用设备的培训。 • SOP 的变化。如果您正在进行消退或回忆测试,恐惧条件化可能会随着提示刺激类型、给予的电击量和强度、试验间隔时间的变化而变化。任何超出本 SOP 详细说明的内容都必须向 AEC 说明,以获得他们的批准。 • 如果想要使用新气味,您必须在开始实验之前与行为设施经理讨论此事。• 16000Hz 音调已经过测试并被证明是有效的;此音调有经过验证的放大器设置。如果使用不同的声音提示,用户有责任使用分贝计确定合适的放大器设置。每个盒子中的声音不应比约 75-80dB 安静得多(因为动物可能难以区分背景噪音)或大声得多(因为震耳欲聋的声音本身可能令人厌恶)。
沉浸式虚拟现实 (VR) 环境是探索认知过程(从记忆和导航到视觉处理和决策)的强大工具,并且可在自然但受控的环境中进行。因此,它们已被用于不同物种和各种研究小组。不幸的是,在这样的环境中设计和执行行为任务通常很复杂。为了应对这一挑战,我们创建了 DomeVR,这是一个使用虚幻引擎 4 (UE4) 构建的沉浸式 VR 环境。UE4 是一个功能强大的游戏引擎,支持照片级逼真的图形,并包含专为非程序员设计的可视化脚本语言。因此,可以使用拖放元素轻松创建虚拟环境。DomeVR 旨在使这些功能可用于神经科学实验。这包括一个日志记录和同步系统,用于解决 UE4 固有的时间不确定性;一个交互式 GUI,供科学家在实验期间观察受试者并动态调整任务参数,以及一个圆顶投影系统,用于在非人类受试者中实现完全任务沉浸。这些关键功能是模块化的,可以轻松单独添加到其他 UE4 项目中。最后,我们提供了原理验证数据,重点介绍了 DomeVR 在三个不同物种(人类、猕猴和老鼠)中的功能。
心脏代谢疾病是世界上发病和死亡率的主要主要原因之一。个体中一系列代谢风险因素的共存,促使Reven将其视为一种称为“ X综合征”的综合征。该术语后来演变了,健康状况今天称为“心脏代谢综合征”(CMS)。在过去几年中,对CMS的病理生理学的理解取得了重大进展。能够充分评估心脏代谢风险(CMR)对于正确诊断,预防和更好地管理CMS至关重要,因为这可能有助于减慢其进展和并发症。这在潜在治疗策略的临床前和临床评估中也可能有用。已经开发了几种方法来评估在慢性和临床环境中发展心脏代谢疾病的风险。但是,这些方法应用于涉及啮齿动物的简短和实验设置时的局限性。因此,该评论旨在重新定义和突出要重新考虑心脏代谢综合征定义中的主要风险因素;并提出了一种评估啮齿动物中CMR的综合估计方法。这与对CMS一词的适当利用和实验环境中治疗靶标的深入评估有关。1。背景自1988年以来,已经在临床和基础研究环境中对代谢和心血管疾病之间的相互作用进行了深入研究。为此,已经开发了许多计算器系统。在本课程中,用来描述患者同时发生的代谢和心血管疾病簇的术语已经发展。的确,这首先被Reaven [1]称为“综合症X”,随后将其重命名为“代谢综合征”,因为胰岛素抵抗,血压血压,高血压和肥胖之间的关联变得更加明显[2-5]。在过去的几十年中,“代谢综合征”一词被重新调整为“心脏代谢综合征”(CMS),因为代谢功能障碍对发展心血管疾病(CVD)的风险的显着贡献,以及对病因和病理学机制的相似之处[CVD)[6-7]。评估心脏代谢风险(CMR)对于确定发展心血管和其他代谢事件并开始适当治疗的风险至关重要[8-9]。但是,它们在临床环境中大多是相关的,而在动物实验的背景下存在几个局限性,因为某些参数无法在短期实验中测量。面临这些局限性,有必要在实验动物中开发更全面的CMR估计方法
令人惊讶的是,经过一个多世纪的使用,将啮齿动物用于科学研究,对于小鼠或大鼠变成成人的何时,没有明确,共识或一致的定义。具体而言,在成年海马神经发生的领域,该概念是中心的,有一种趋势要考虑到青春期标志着成年的开始,并且并不罕见地发现30天老鼠被描述为成人。但是,正如其他人前面讨论的那样,这意味着在这种特征的感知重要性上存在重要的偏见,因为功能研究通常是在很小的年龄进行的,当时神经发生峰值,无视中年和老动物,而中等古老的动物几乎没有新产生的新神经元。在本专题文章中,我们详细介绍了这些问题,并认为过去30年中有关小鼠和大鼠产后发育的研究允许建立一个青春期,以标志着成年的过渡,就像其他哺乳动物一样。大鼠和小鼠的青春期均在产后第60天结束,因此,这个年龄可以视为两种物种的成年开始。尽管如此,由于环境和社会状况,要考虑到成熟的个体间,相互应变的差异,如杰克逊实验室所建议的那样,三个月大的年龄可能是考虑小鼠和大鼠的善意成年人的一个更安全的选择。
通讯作者:Amol P. Yadav,博士,印第安纳大学医学院神经外科系,印第安纳波利斯,IN 46202,apyadav@iu.edu。致谢作者声明 Amol P. Yadav:概念化、方法论、软件、调查、形式分析、资金获取、监督、写作 — 原始草稿、写作 — 审阅和编辑 Shuangyan Li:方法论、调查、形式分析、写作 — 审阅和编辑 Max O. Krucoff:概念化、方法论、资金获取、写作 — 审阅和编辑 Mikhail A. Lebedev:概念化、写作 — 审阅和编辑 Muhammad M. Abd-El-Barr:方法论、写作 — 审阅和编辑 Miguel AL Nicolelis:资源、资金获取、监督、写作 — 审阅和编辑作者贡献 APY、SL、MOK 和 MAL 设计实验,APY 和 SL 进行啮齿动物实验和手术,MOK 和 MMA 进行灵长类动物手术,APY 进行灵长类动物实验,APY 和 SL 分析数据,APY 起草手稿,所有作者编辑手稿,MALN 监督工作。
© 作者 2023。开放存取 本文根据知识共享署名 4.0 国际许可进行授权,允许以任何媒体或格式使用、共享、改编、分发和复制,只要您给予原作者和来源适当的信任,提供知识共享许可的链接,并指明是否做了更改。 本文中的图片或其他第三方资料包含在文章的知识共享许可中,除非资料的致谢中另有说明。 如果资料未包含在文章的知识共享许可中,且您的预期用途不被法定规定允许或超出允许用途,则需要直接从版权所有者处获得许可。 要查看此许可证的副本,请访问 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 。知识共享公共领域贡献豁免(http://creativeco mmons.org/publicdomain/zero/1.0/)适用于本文中提供的数据,除非数据来源中另有说明。
开发有效治疗神经退行性疾病的一个关键局限性是缺乏准确模仿人类疾病的复杂物理学的模型。人类会随着年龄的增长而积累的神经元内神经元的色素神经素,从而合成儿茶酚胺。神经元达到最高神经元素水平的神经元在parkinson,阿尔茨海默氏症和显然健康的衰老个体中优先退化。然而,在当前动物模型中未考虑这种大脑色素,因为啮齿动物等常见的实验室物种不会产生神经念珠菌。在这里,我们生成一种被称为TGNM的组织特异性的转基因小鼠,该小鼠模仿了基于组成型儿茶酚胺特异性表达人类糖果蛋白 - 生物糖蛋白酶蛋白酶酶的蛋白酶酶的表达,从而模仿了cantecholamineragramagic neuromelanin的人类依赖性脑部范围的分布。我们表明,与渐进性人类神经元素色素沉着平行,这些动物表现出与年龄相关的神经元功能障碍和变性,影响了许多脑回路和身体组织,与运动和非运动和非运动型呈现有关,让人想起早期神经变性阶段。该模型可以帮助探索大脑衰老和神经变性的新研究途径。