动物行为学在医学实验研究中应用-肖程予

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第19卷 第3期 2017 年 3 月

辽宁中医药大学学报

JOURNAL OF LIAONING UNIVERSITY OF TCM

Vol. 19 No. 3 Mar .，2017

动物行为学在医学实验研究中应用

肖程予1，张会永2，杨关林1

（1.辽宁中医药大学，辽宁 沈阳 110847；2.辽宁中医药大学附属医院，辽宁 沈阳 110032）

摘 要：

动物行为学日渐成为热门研究，其涉及的领域与人们生活息息相关。该文通过阐述动物行为学在不同领域应用的重要性及应用动物行为学在动物疾病模型中的模型评价方法，进行综述。

关键词：动物行为；实验；综述

中图分类号：R332 文献标志码：A 文章编号：1673-842X (2017) 03- 0050- 05

收稿日期：2016-07-01

基金项目：国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目（2013CB531704）；辽宁省自然科学基金项目（2015020385）；辽宁中医药 大学中医脏象理论及应用国家教育部重点实验室开放基金资助项目作者简介：肖程予（1990-），女，辽宁沈阳人，硕士研究生，研究方向：中西医结合防治心血管病。通讯作者：杨关林（1962-），男（锡伯族），黑龙江肇东人，教授，博士研究生导师，硕士，研究方向：中西医结合防治心脑血管病研究。 E-mail：yangguanlin945@。

Application of Animal Behavior in Medical Experiments

XIAO Chengyu 1，ZHANG Huiyong 2，YANG Guanlin 1

（1.Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 110847，Liaoning，China；2.Affiliated Hospital of Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Shenyang 110032，Liaoning，China）Abstract：Animal behavior has become a hot research，its areas is closely related to peoples' life. This paper expounds on the importance of animal behavior in different fields，and the use of animal behavior in the animal disease model of model evaluation method，to be reviewed.

Keywords：animal behavior；experiment；review 早在渔猎蛮荒时代，人们为了免于野兽的伤

害，开始了解动物行为。行为学渐渐于人类的生活实践中产生。动物行为中例如老虎的取食行为、蚁兵的防御行为、鸟类的生殖行为、灵长类动物的学习行为、捕食动物的社会行为等，是动物对一定刺激所作出的各种反应，是对自然环境的适应。古希腊的亚里斯多德《动物记》中记录的动物生活史和行为，对后人关于生命的认识产生了很大的影响。达尔文经过20多年研究而完成的科学巨著《物种起源》，对动物行为学的研究更是产生了深远的影响。行为学作为一门新兴的边缘学科，与生态学、遗传学、生理学、进化论、社会生物学、分子生物学等有着不可分割的联系。

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行为学在不同领域的重要性1.1 畜牧业方面

行为学是研究动物行为的系统科学，研究的内容基本与动物自身行为有关。动物行为学，现已发

展成为畜牧学中的一门成熟分支学科[1]

。我国作为农业大国，畜牧业产量在国民经济中占据着主导地位，将动物行为学理论与畜牧生产相结合，不仅利于经济效益的提高，更有利于我国农业的可持续发展[2]

。研究动物行为学，观察动物在不同环境中的不同行为反应，为动物创造适合、满足福利要求的条件，对于行为学研究应用于畜牧业具有重要意义[3]。有学者[4]曾论述过动物行为学与畜牧业之间的关

系，并指出发达地工业化集约畜牧业，是促进家畜行为学发展的主要动力。随着养殖技术的发展，动物的高密度饲养方式，会给动物的行为带来很大影响，在大型猪场中时有异常行为的发生，不仅影响动物自身的生理和心里健康，也会给生产效率带来重大

影响[5]

。动物行为学与动物福利是相互依赖的，动物通过各种行为来表达自身的喜怒哀乐和各种需求[6]。动物福利的下降直接影响动物的生产性能、动物能量损失、代谢增加，饲料转换率低，严重影响畜禽的质量，给人们的身体健康带来危害。动物在良好的环境中进行生产，开展畜禽的福利，改善动物的生存环境，有利于改善畜产品质量的同时，提高畜

产品在国际市场上的竞争力[7]

。

1.2 社会福利及医学方面

动物行为学的重要性与人类生活方面密不可分的同时，更是为人类生活中提供了许多的便利。导盲犬作为视障人士提供帮助的工作犬，便是应用

了动物行为学原理[8]

。对于残疾人福利事业来说，导盲犬是其重要的组成部分，不仅反映一个国家社会文明程度，更能唤起整个社会对于残疾人的关注。对于构建和谐社会具有重要的意义。动物行为学在医药领域中的研究，近年来成为一大热点。其中小鼠因其体积小、繁殖快、容易观察的特点被广泛应用于各种实验研究，并且其基因组与人类基因组的同源性较高，更是成为了精神疾病的模式生物[9]。动

DOI：10.13194/j.issn.1673-842x.2017.03.015

19卷辽宁中医药大学学报

物行为学模型具有简便、实用、可重复性的有点，可以灵敏地反映一些疾病的早期机制，能够为一些疾病提供研究依据，但动物实验与临床之间尚存在一定距离，仍需要进一步的反复证实和测试，才能获得一个科学稳定可用于寄出评价的基准[10]。

1.3环境毒理学方面

随着目前环境问题的日益严峻，包括污染、社会压力、不良的生活方式等等，逐渐成为影响并威胁生物生存的关键因素[11]。关于动物行为的研究更能够从宏观意义上观察危险因子对于生物机体造成的伤害，行为学研究与毒理学相结合，并与功能基因筛选平台相互交叉，对于毒理学寻找靶目标提供了坚实的基础。

1.4野生动物保护方面

人类社会的进步，当今物种灭绝率比过去任何时期都要高[12]，如何才能更好的实施对于濒危物种的保护是目前不得不关注的问题。我国青藏铁路开发的同时，对藏羚羊开展长期的监测研究，分析其数量、分布、季节迁徙规律等，实现铁路运营和保护藏羚羊的“双赢”局面。川金丝猴是我国珍稀野生动物之一[13]，面对自然环境恶化、栖息地面积缩小等问题，人工繁殖成为保护该物种的一种方式逐渐受到重视。对动物繁殖行为日渐成为动物行为学研究的热门话题。

1.5地震灾害预警方面

地震发生前，家鸽惊飞，冬眠蛇出洞，动物会发生某些异常反应已为大量震例所证实[14]。动物发生不同程度的异常行为，并不是偶然的巧合，而是与地球的变化相关。我们可以通过观察震前动物的异常行为，减少人类遭受地震灾害的损失。

动物行为学已逐渐成为一门工具学科应用于人们生活中的各个领域，对于医学工作更具有独特的贡献，通过对动物自身行为的研究，逐渐揭示人类生命的奥秘。许多疾病的临床表现，是通过患者的行为改变进行判断的。疾病的发生，与平时行为习惯密不可分。同样，行为学也可以作为治疗疾病的一种方法[15]。例如偏瘫后的康复训练，多动行为的矫正训练等等。动物行为学的重要性不言而喻，在各个领域都能够见到动物行为学被广泛应用的现象。

2 行为学在医学疾病模型中的应用

2.1模型评价实验方法

2.1.1 学习及记忆能力

Morris水迷宫实验[16-25]：通过测定不同入水点下实验动物寻找并爬上平台所需要的时间，是一种评价拟痴呆动物模型的理想方法，用于评价动物的学习和记忆能力。

空间搜索实验[25]：依次从一、二、三象限入水点将动物放入水中，分别3次记录动物90 s内在目标象限的游泳时间（第四象限），有效区停留时间、经过站台次数、经过有效区次数。多用于反应动物对事物记忆的保持能力。

探孔实验[26]：将实验动物放于探孔板（4×4排列）的中心，记录实验动物在3、4、5 min时将头深入探孔中的次数。为评价实验动物基本探索能力的检测。又称洞板实验，是基于小鼠具有探洞的天性，从而评价其对新环境的探索能力[9]。随着时间的延长及反复进入洞板仪次数的增多探洞次数明显减少，从而产生适应性的特点，洞板实验也曾被一些学者应用于评价对于小鼠的记忆力。1999年，Brodkin[27]研究东莨菪碱对于洞板实验小鼠记忆力的影响，以第一次进入洞板仪为熟悉行为，随后多次进入及探洞次数，由此来评价记忆能力。

跳台实验[28]：给予箱底连续5 min的交流电刺激，记录每只大鼠收到电击后跳上平台的次数，此为正常的躲避伤害性刺激的反应。将大鼠跳上平台的次数作为学习成绩。24 h后重新实验，在通电的情况下，直接将大鼠置于平台上，记录其第一次跳下平台的潜伏期和5 min内的错误次数作为记忆的成绩。常用于评价实验动物的记忆能力。

Y形迷宫实验[29]：给予温和的足部电击，行为反应为动物逃避曾经遭受过电击刺激的地方，以每只大鼠受到电击的次数作为学习成绩，24 h后重新测试时的潜伏期和错误次数则作为记忆的成绩。能够简便的对学习记忆能力进行评价。

被动回避实验[30]：第1天将动物放入有照明的箱内，实验动物会通过小门进入暗箱，让其滞留于暗箱中30 s后放回笼中。第2天同第1天，但是待其在暗箱中时，给予足底电击，持续1.5 s后取出动物。第3天时记录动物从照明箱进入暗箱的延迟时间。延迟的时间越长，代表其学习能力越好。

2.1.2 耐力及运动能力

转棒实验[26，31]：实验动物在转棒仪器上以4 r/min 的速度适应10 min后，休息30 min，以匀速10 min内4~40 r/min，记录实验动物掉下的速度和转棒上保持的时间，用于评价实验动物的运动能力。

采用踏步实验[32]：实验动物沿着栅格移动时，前肢或后肢踩空，记录为一次错误。正常的实验动物，精细运动能力较好，踩空次数较少。而在缺血中风模型实验动物中，踩空次数发生较多。检测时，动物从一端放入，记录100步所用时间、发生错误次数。

跑步机实验[31]：将小鼠置于动物用跑步机上，在跑步机后部给予电击。如果动物在后方点击区域的停留时间超过4 s，反应为动物力竭。记录动物跑动的最长时间及受电击次数。动物耐力用单位时间内受电击的次数表示。

2.1.3 协调能力

平衡棒实验[33]：采用两个平行棒（直径1 cm，长115 cm，间距2.5 cm），末端与平台（15 cm×50 cm）相连接，记录双后肢位于平行杠上的时间，一侧后肢掉下或者摔倒、摇摆等情况。记录每分钟每米的错误次数。用于评价实验动物后肢的协调能力。

爬杆实验[32]：将小鼠放在棒的顶端，头部向下，使小鼠自然向下爬行。分级标准为，0级：一步步向下爬；1级：向下滑行；2级：不能抓住棒；3级：翻正反射消失。则是用于评价实验动物协调性的实验。

2.1.4 自发活动能力

旷场实验[21-22，24，28，34-38]：将实验动物放入25 cm×25 cm×25 cm的空箱，与旷场中央放入单只实验动物，予自由活动10 min。试验后喷洒酒精消除味道，进行下一只动物的实验。分析实验动物在中央区域

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