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【科普】作为生物医学学生,教师,研究员,和普通人的我们能为做实验动物最后做些什么?
做实验一定要用小白鼠?你不知道的实验动物还有很多
什么是实验动物?为什么要在动物身上做实验?它对我们人类有什么帮助?为什么要用实验动物做实验?因为,实验动物身上也存在一些跟人类类似的疾病,能够局部或者全部地反映人类得病的过程和特点。科学家们研究这些疾病在实验动物身上的发生、发展过程,对于研究如何为人类治病具有相当重要的作用。而且,在研究新药的过程中有许多未知的风险,通过在实验动物身上做实验,能提前发现这些可能存在的危害。例如,在某些大鼠身上会有跟人类相似的高血压病,这种疾病伴随着高血压性心血管病变,能帮助科学家们研究如何治疗人类的脑血栓和梗死等症状。
学习医学、生物学的可能都知道,在医学院实验室,动物解剖实验也是不可避免的重要课程之一,一般供医学院实验的动物包括蟾蜍、小白鼠、兔子和狗等。动物解剖实验是医学生掌握生物体构造知识必修课,就拿小编来说,上了一年生物技术(后转了专业),解剖过蚯蚓、小白鼠、兔子、鸽子、鲤鱼等等。据不完全统计,每分钟都有约200只动物因实验死亡,一个个鲜活的生命就因为我们要了解下身体构造就给残忍杀害了。
这些年实验动物屡次走进大众的视野,一些负面的新闻使得医学、生物类等使用实验动物的院校和研究所被推向风口浪尖。可以说,每一种新药的研发,和医药行业等的进步,都是和实验动物的牺牲密不可分的。让每一次实验发挥出最大的价值可能才是对实验动物最大的尊重。
我在国内一所大学读本科一年级的时候上过动物学解剖课,至今记忆尤深。那个时候整个实验室外摆了好几个大笼子,里面装满了活的白兔。
当时老师在讲台上简单做了一个示范,然后就让毫无经验的我们用往白兔耳朵的血管里注射空气的方式先将它们杀死然后再进行解剖。我因为接受不了就提前离开了。
后来听留下来的同学说,整个场面特别失控。因为同学没有经验,无法准确将针头插进兔子耳朵的血管里,这也使得本来就非常恐惧的兔子更加惊慌失措,于是有的同学为了加快进展,直接选择用刀割兔子的脖子。大家知道,平日里兔子是很安静的动物,但在当时,受惊了的兔子加上剧烈的疼痛不停地挣扎和尖叫。我同学转告我这些的时候依然有些胆战心惊。
我后来因为上了动物福利的研究生,才得知注射空气致死的方法本来就已经是不人道(inhumane)的了,再加上让完全没有经验的一年级本科生直接上手,以致后来直接砍脖子的行为,放在一些有严格反虐待动物法律的国家来说,是会直接因为虐待实验动物,被警察找上门的。
我并不是一个反对用动物进行实验或教学的人,然而这样的课程安排是应该被改进的。
可是该如何改进呢?
人道的安乐死应做到在无痛的情况下使动物快速失去意识和死亡,对于实验动物不人道的销毁情况是否有办法改观,我们相信是有的,可以从两方面着手检讨:
检讨动物解剖实验的必要性
就拿小编亲身经历的生物技术专业而言,其实解剖实验就是让学生亲眼见证下动物实际的生理结构,这些在课本上都是有介绍的。是否有必要,小编觉得是没有必要的。所以我们呼吁相关管理部门应该仔细认真对现有设置动物解剖实验课进行详细论证检讨,将没必要的动物解剖课要坚决停止,对于必须的应该甄别是否具有可替代方案。
虚拟实验法的引入
随着AR/VR技术的发展,对于必须设置的解剖实验课,我们可以引入虚拟现实技术对传统实验进行替代,外接VR传感设备,如立体眼镜(头盔),体感/ 姿态设备,手势识别/ 反馈设备,分布式仿真设备,肌电/ 脑电/ 心电设备,眼动仪,语音识别等设备,实现操作人员和虚拟环境的闭环交互。定通过空间定位技术,实现虚拟场景及真实构件的混合叠加,即混合现实,进一步提高用户体验,增加沉浸感。
我们到底该怎么使用实验动物呢?
实验动物用自己的生命推进了人类科研的进步。而那些科研成果,比如疫苗和药物等,也是在我们身边被广泛使用的。
因为伦理道德以及出于人对自己使用的动物应有的责任感,现在研究界广泛采用的方式是3R准则来提高实验动物福利。
3R是指3个R,分别是Reduction(减少), Replacement(替代), Refinement(精细化)
Reduction(减少)
减少是指在保证实验或教学质量的基础上,减少实验动物的使用量。
Replacement(替代)
替代是指在能不用实验动物的时候就不使用实验动物,比如可以用模拟系统,模型,细胞实验来替代。
Refinement(完善)
完善是指改善实验动物的饲养环境和对实验动物的使用过程,以提高它们的福利。比如往实验鼠的笼子里做环境丰荣(environmental enrichment),使用纸杯抓小鼠而不是提尾巴,或使用更好的安乐死方法。
在教学方面,3R的准则同样适用。
对初高中以及一些本科专业的教学是不必使用实验动物的。因为这类学生的层次还很基础(比如当时只是大一的生物专业的我们),通过解剖能学到东西通过其他形式也可以实现。
比如,现在有很多非常精确完整的电脑程序可以让学生进行模拟解剖并学习各类器官和组织(例如easy anatomy或者100唯尔教育的虚拟仿真现实示解剖学课件),这对低基础或不需要那么熟知动物体的学生来说远远足够了。
easy anatomy 和是我学习兽医解剖学的得力助手
像别的一些专业,比如动物医学和人类医学,有一些基础操作比如练习手术线的缝合,或抽血是可以通过模型进行练习的(比如Koken 大鼠模型以及DASIE手术模型)。
那么虚拟仿真实验有什么优势呢?
什么?实验动物还有福利!生命,就应该彼此尊重。给予实验动物福利不仅是人道主义的要求,同时也是科学实验的要求。只有保障实验动物的福利,在实验室才能尽可能降低实验动物应激反应对实验可能造成的干扰。
实验动物有哪些福利呢?科学家考林思伯在《动物福利》一书中列出“五大自由”:
生理福利:免受饥渴的自由
环境福利:生活舒适的自由
卫生福利:不受痛苦伤害,疾病折磨的自由
行为福利:表达天性的自由
心理福利:无恐惧、悲伤的自由
( 1 )降低教学成本
虚拟技术可谓“一次投入,终生受益”。 虽然虚拟技术一次性投入很大,但利用虚拟技术进行解剖学相关实验,不存在标本损耗的问题。 学生可以不断训练,可以根据课程内容随时添加实验内容,长远来看还是能够有效地降低教学成本的。 而且可以充分利用网络资源,实现资源共享,提高资源的有效利用率。
( 2 )不受时间和空间的限制
虚拟技术结合网络技术,使传统的解剖实验教学不再局限于固定的时间、固定的教学场所中,时间和空间都得到了无限的延伸。只要在网络条件下,学生就可以根据自己的情况,随时随地进行实验、进行学习,不再受时间和空间的限制。
(3 )教学内容立体化
虚拟技术在解剖学实验教学中的应用,极大地改变了传统的教学模式。通过虚拟技术,学生可以三维观察标本,比二维图片更形象、更清晰。虚拟技术在解剖学的实践教学方面有着强大的优势和潜力,架构着书本与临床间的桥梁。虚拟技术改变了传统的教育观念和模式,加快了实践教学的改革步伐。
但是虚拟技术毕竟只是虚拟,不能完全替代真实的实践教学,学生也需要有一定的实际经验。所以,我们在对解剖学实践教学进行优化的过程中一定要注意合理的虚实结合。相信随着科技水平的不断发展,虚拟技术会在解剖学的实践教学中得到更合理、更广泛、更深入的应用。
然而,因为是医学教育,解剖仍是不可缺少的课程。然而哪怕使用不可避免,对实验动物的使用也应进行优化。比如减少动物的使用量,进行解剖学习时重复使用同一只动物尸体,以及在实验进行前先让经验丰富的工作人员将实验动物使用人道手段安乐死,而不是让毫无经验的学生自行操作,以达到减少动物的恐惧和痛苦,提升动物福利的目的。
在Koken大鼠模型上练习
逼真的大鼠解剖模型
我国的科研成果在世界上有着越来越大的影响力,这是非常值得骄傲的。然而,我们对实验动物的使用仍然有很多需要学习和改进的地方。
作为学生,我们可以向教学处提出希望可以优化教学和实验动物使用的请求。
作为教师,可以以身作则,积极完善自己的课程,在使用实验动物之前可以优先考虑能否使用替代方式。
作为研究员,我们可以积极学习实验动物福利的知识,并善待为我们献身的动物,退一万步,更好的实验动物也意味着更好的实验数据。
作为普通人,也可以督促和呼吁教育和研究机构完善对实验动物的使用方法,要求加强监管力度,为提升实验动物福利做出自己的一份贡献。
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参考文献及图片来源
走进实验动物:反活体解剖协会将4月24定为“世界实验动物日”
在医学的发展史上,实验动物的功劳是不可磨灭的。在欧洲,每年大概需要约1000万只动物用于各类医学试验,我国在2006年9月发布了实验动物福利有关指导性的政策,但是每年仍有数以千万计包括猫、狗、兔和猕猴在内的实验动物被使用。每年的4月24日为"世界实验动物日"。
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