星期六, 1 11 月

4隻小鼠「過五關斬六將」上太空

即將發射的神舟二十一號載人飛船,將攜帶6項科學實驗上行中國空間站。其中,「空間動物品系篩選與飼養關鍵技術驗證」實驗將圍繞首次進入中國空間站的4隻小鼠,開展為期5到7天的「小鼠空間環境的適應性和應激響應研究」,這將填補中國在空間站小型哺乳動物實驗方面的空缺。在中國科學院動物研究所,近期,科研人員們一直在為這次空間科學實驗的順利進行做著準備。

4隻實驗小鼠從300隻候選小鼠中選拔

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總台央視記者帥俊全介紹,中國科學院動物研究所的小鼠飼養間,對潔凈度要求極高,工作人員與拍攝設備需提前兩小時進入並進行全方位消毒。被選中的小鼠非常幸運,它們是科研人員最新篩選出的,將有機會搭乘神舟二十一號飛船前往中國空間站。

中國科學院動物研究所實驗動物中心工程師王禕曦:大概是從300隻小鼠里,最後選出48隻小鼠,來作為上天前的備份鼠,最終是只有4隻小鼠正式上天,是雌雄各2隻。每一輪的篩選,大概會篩選淘汰掉10%到20%的小鼠。

科研人員告訴記者,航天員的篩選是萬里挑一,這批實驗小鼠的篩選也同樣十分嚴格。近期,他們已經在實驗室對約300隻候選小鼠進行了長達60多天的層層篩選與訓練,重點考核小鼠的生理指標、繁殖能力、運動能力、空間識別能力、記憶能力等,以確保這次哺乳動物空間科學實驗的順利進行。

4隻小鼠「過五關斬六將」上太空

「過五關斬六將」優質小鼠需通過多輪考核

那麼,這批小鼠是如何進行考核的呢?

為了篩選合格的小鼠,科研人員專門設計了測試小鼠體能和抗眩暈能力的儀器。

小鼠轉棒式疲勞儀,就像是給小鼠設計的「動感單車」,6隻小鼠需要在每個旋轉的滾輪上不停地跑動,才能不會掉下來,哪一隻小鼠停留時間最久,就會最終勝出,進入下一輪篩選。

專家稱,如果這一輪測試中,所有小鼠都掉落下來,那麼他們會選擇最後掉下來的一隻體能最好的小鼠進入下一輪角逐。

4隻小鼠「過五關斬六將」上太空

考驗小鼠的抗眩暈能力,有點像航天員的地面失重訓練。在一個高速旋轉的容器內,小鼠會經歷橫向、豎向及正、反的持續轉動。

中國科學院動物研究所實驗動物中心工程師王禕曦:這是很核心的篩選項目。來測試小鼠,旋轉對它前庭功能是否有影響。如果對它前庭功能沒有任何影響的小鼠,就視為是篩選合格的小鼠。

專家介紹,前庭功能是指維持平衡和空間定向的核心系統,負責感知頭部運動、協調身體姿勢與眼球運動。如果前庭功能異常,可能會導致眩暈、失衡等癥狀。通過測試小鼠前庭功能,科研人員可以篩選出更適應發射階段失重狀態的優質小鼠。

完成抗眩暈能力測試的小鼠從容器中被取出後,就馬上進入「平衡木」測試。眼前的小鼠就順利地通過了平衡木進入了下一關。

據介紹,除體能方面的篩選外,科研人員還為小鼠設計了「闖迷宮」等測試環節,用以考驗小鼠的記憶力和智商,確保其在空間環境中能夠準確找到食物。

小黑鼠比小白鼠更具備空間科學實驗優勢

科研人員告訴記者,這次實驗使用的是一種小黑鼠,區別於以往我們看到的實驗用小白鼠,小黑鼠具備獨特優勢,是這次空間科學實驗的首選動物樣本。

據介紹,這次用到的小黑鼠屬於近交系,它們不僅長得很像,而且利用這種小鼠做出的實驗結果也十分有利於開展科學研究。

中國科學院動物研究所實驗動物中心工程師王禕曦:用近交系小鼠,這1隻小鼠和100隻小鼠做出來的實驗結果應該是沒有太大差別的,幾乎可以說是一模一樣。得到的實驗數據,發射前後和訓練篩選前後的數據都有可比性。

據介紹,我們常見的小白鼠屬於封閉群小鼠,這種小鼠個體差異性較大,對於這次空間科學實驗來說,小黑鼠更加適合。

中國科學院動物研究所實驗動物中心工程師王禕曦:對於目前階段來講,需要用近交系的小黑鼠來獲得一致性的結果,來攢一定的數據。而在未來,可能我們封閉群的小白鼠也會運用到的航天實驗中。

科 研人員將全程監控小鼠在空間站狀態

科研人員告訴記者,經過精心篩選訓練後的4隻小鼠將裝在特製的容器中,隨神舟二十一號載人飛船運送到中國空間站,並在全程監控情況下開展實驗。這次實驗將為未來中國開展此類空間研究奠定基礎。

中國科學院上海技術物理研究所副研究員劉方武:所有的裝置都是為小鼠提供適宜的生保條件的。小鼠是放在一個實驗單元裡面的,所以上行的時候,是把實驗單元放在上行生保支持裝置里,保證小鼠從地面到空間站的過程當中,小鼠在實驗單元里有比較好的生保條件。入軌之後,實驗單元就從上行生保支持裝置里取出來,放到飼養裝置里,飼養裝置可以提供更好的飼養環境,並且在飼養的過程當中,有攝像機,我們會在監控大廳可以實時地看到小鼠,可以觀測到小鼠各種的生活場景,它的狀態。

在軌期間,航天員與地面科研人員將通過多維度視頻圖像監測小鼠的空間行為,研究失重、密閉等空間條件對小鼠行為模式的影響,從而掌握空間小型哺乳動物飼養和監測關鍵核心技術,並初步探究小鼠在空間環境的應激響應和適應性變化規律。4隻小鼠將在軌飼養5到7天,之後會隨神舟二十號載人飛船返回地球,科研人員將對其開展下一步的科學研究。

中國科學院動物研究所副研究員李天達:這次的任務探索從地面發射前準備,一直到在軌實驗,一個全流程的通路。給我們下一次建立這個能力,再去開展生物研究奠定基礎,這是一個從「0」到「1」的過程。

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