就像白天和黑夜:如果没有时间的考虑,动物研究可能无法转化为人类
![In a recent survey of published animal studies, Randy Nelson -- chair of the WVU Department of Neuroscience and director of basic science research for the Rockefeller Neuroscience Institute -- and his colleagues found that time of day was often not taken into account. Disregarding the animals' circadian rhythms can hamper the reproducibility, reliability and validity of studies. Credit: WVU /Jennifer Shephard 就像白天和黑夜:如果没有时间的考虑,动物研究可能无法转化为人类](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2021/like-night-and-day-ani.jpg)
想象一下,你在凌晨3点被叫醒,在玉米迷宫中穿行,记住购物清单上的20个项目,或者通过驾驶考试。
根据西弗吉尼亚大学的一项新分析,在生物医学研究中,啮齿动物经常是这样的。构成绝大多数动物模型的小鼠和大鼠是夜行动物。然而,对八个行为神经科学领域的动物研究进行的一项调查显示,大多数行为测试是在白天进行的,而啮齿动物通常是在休息的时候进行的。
“在新陈代谢、免疫功能、学习和记忆、感知方面,每天都有这些剧烈的波动,但总的来说,它们被忽视了,”领导这项研究的兰迪·纳尔逊说。“你不禁要问:这在多大程度上影响了结果?”
Nelson是医学院神经科学系的主任,并指导洛克菲勒神经科学研究所的基础科学研究。
他的研究结果发表在神经科学与行为评论。
尼尔森和他的同事——rni的研究人员雅各布·布姆加纳、威廉·沃克和考特尼·德弗里斯——研究了被引用频率最高的25篇论文,这些论文涉及啮齿动物的八大行为类别:学习和记忆、感觉和感知、注意力、食物摄入、交配、母性行为、攻击性和寻求药物。
对于每项研究,他们都确定了行为测试是在白天、晚上还是两者都进行。他们还确定了哪些研究报告的时间信息含糊不清或根本没有。
总的来说,只有20%的研究报告了夜间测试。17%的人报告了白天测试,7.5%的人两者都报告了。其余的研究要么没有提到测试发生的时间(42%),要么在这一点上模棱两可(13.5%)。
即使在夜间进行的研究中,大多数也没有详细描述作者如何保护啮齿动物的昼夜节律。例如,研究人员在什么时候观察到动物?他们白天把动物关在黑暗的地方吗?如果是这样,那么每次有人开门或打开走廊灯时,他们是如何防止多余的光线进入房间的呢?在大多数情况下,从方法部分无法判断。
然而,记录这类信息对研究的可重复性至关重要。如果不知道第一次实验是如何进行的,其他科学家就无法再次进行实验,看看是否会得到不同的结果。在不同条件下多次进行实验是所有科学探究的基础。
尼尔森说:“我们希望确保每个人都在进行和报道他们所能做的最好的科学。”“这很重要,因为与NIH一样,我们希望提高科学的严谨性和可重复性。”
没有考虑到一天中的时间不仅会危及动物研究的可重复性。它也可能使其结果不太适用于人类。
被日在美国,人们往往在太阳升起时活动,在太阳落下时休息。这与科学家在生物医学研究中常用的夜间啮齿动物相反。如果科学家们忽视这种差异,当他们试图将结果外推到人类身上时,就会降低他们数据的价值。
尼尔森说:“如果你在老鼠活动的中期进行测试,也就是在黑暗中,你可以将这些数据转化为在那段时间活动的日间生物。”“我认为这很好。”
但在光线下,老鼠白天的行为不太像人。
“这就像在凌晨3点把你叫醒,对你说,‘好吧,我们去走钢丝吧’,然后你却不擅长,”他说。“哦,真是个惊喜。”
那么,当夜行动物的昼夜节律自然冲突时,人类研究人员如何设计并开展对它们的研究呢?
她可以采取的一个步骤是通过白天将动物置于完全黑暗的环境中,晚上打开灯来扭转啮齿动物的光明/黑暗循环。这样,她和她的同事就可以在模拟的“夜间”条件下观察动物的活动阶段,而不必在午夜开车去实验室。
当研究人员在白天检查这些动物时,他们可以在昏暗的红色照明下进行,而不是常规的白色照明。为了完成效果,窗户甚至可以用红色薄膜着色。啮齿类动物看不到红光,所以红光不会扰乱它们的昼夜节律。
一些实验室配备了红色顶灯,但即使研究人员无法进入这样的空间,也有办法解决这个问题。
“你可以用带有一点红色的矿工灯光在里面,”尼尔森说。“这真的很有效。”
夜视镜是另一种选择。
无论如何,详细记录这些措施是关键。
尼尔森说:“这篇论文的目的是确保我们提高对它的认识,就像人们提高对性别作为一个重要的生物变量的认识一样。”“每个人都知道这一点,但作为一群生物医学研究人员,我们忽视了这一点。bob88体育平台登录如果你忽略它,那么你真的可以把这些数据转换成夜间活动的当你在一天中错误的时间进行测试时,动物会变成白天活动的动物吗?”
进一步探索