BHV-BTS 動物行為實(shí)驗(yàn)站建設(shè)解決方案

       一、動物行為實(shí)驗(yàn)站簡介：

       動物行為實(shí)驗(yàn)由于是動物整體生理和心理狀態(tài)綜合、全面和實(shí)時(shí)效應(yīng)的反應(yīng)，被認(rèn)為 是人類疾病表現(xiàn)和發(fā)病機(jī)制研究，新藥發(fā)現(xiàn)、安全和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測分析的基本實(shí)驗(yàn)手段，在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生 命科學(xué)和軍事醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域具有不可替代的地 位和作用，越來越受到國際科學(xué)界的廣泛重視。

       二、動物行為實(shí)驗(yàn)方法學(xué)的發(fā)展歷史 ：

       動物行為實(shí)驗(yàn)方法的起源要追溯到公元前384——公元前322年，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)奠基者 Aristotle 在其著 作中，論述了用人工觀察的方法描述并記錄了 540 種動物的生活史和行為。17至18世紀(jì)，研究者應(yīng)用人工觀察方法，研究不同物種動物的行為發(fā)生發(fā)展機(jī)制。德 國 的 Johunn Pernaller 和 法 國 的 Chorles George Lereg分別對鳥和大型動物的捕食行為進(jìn)行了研究。Darwin1859年《物種起源》、1871年《人類的由來》的問世，開始了將動物行為實(shí)驗(yàn)結(jié) 果推演到人類自身行為的研究時(shí)代。1906年，動物學(xué)家 H.S.Jennings出版了本與動物行為實(shí)驗(yàn)方法學(xué)相關(guān)的專著《原生動物的行為》。1927 年P(guān)avlov利用狗完成的經(jīng)典的條件反射實(shí)驗(yàn)，首次對動物學(xué)習(xí)記憶行為的產(chǎn)生現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)研究，發(fā)表的《大腦兩半球機(jī)能講義》專著使得實(shí)驗(yàn)動物行為學(xué)研究在國際上引起廣泛重視和關(guān)注，各種動物行為實(shí)驗(yàn)方法也應(yīng)運(yùn)而生。1931年生物學(xué)家Ting Bogen和Lorenz在自然和半自然條件下，對動物的行為進(jìn)行了長期的研究，形成了動物行為分析和行為生態(tài)研究相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)動物行為學(xué)。20世紀(jì)30年代，B.F.Skinner利用自行研制的斯金納 箱研究鴿子的操作性條件反射行為，為后來的操作式條件反射學(xué)習(xí)記憶行為研究奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)然這些人工手段為主的研究方式的缺陷是顯而易見的，如限制了同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的動物數(shù)量，使得實(shí)驗(yàn)周期延長，不但耗費(fèi)大量的人力、物力，而且對于一些要求較短實(shí)驗(yàn)周期的動物模型無法進(jìn)行研究; 

      其次，人工觀察會對動物行為本身產(chǎn)生影響，影響實(shí)驗(yàn)環(huán)境; 最后，實(shí)驗(yàn)者通過觀察動物行為及其變化進(jìn)行記錄，在描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)不同的實(shí)驗(yàn)人員可能有不同的記錄，不能確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確性、客觀性和完整性，并且人肉眼觀察到的信息是有限的。 18 世紀(jì)以來隨著紅外傳感器、阻斷磁場、多普 勒轉(zhuǎn)換等新興檢測技術(shù)的出現(xiàn)，動物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)方法有了質(zhì)的跨越，實(shí)現(xiàn)了從人工到機(jī)械化自動監(jiān)測 的轉(zhuǎn)變。一些新的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)方法不斷用于動物 行為學(xué)研究，可以采集動物外表活動表現(xiàn)( 自發(fā)活 動、吃、喝、站立、驚恐、顫動、癲癇、靜止、睡眠) ，并進(jìn)行長時(shí)監(jiān)測，同時(shí)使得行為學(xué)的客觀和定量評價(jià)成為可能。我國科學(xué)家自上世紀(jì)80年代開始，研制開發(fā)了以紅外感應(yīng)、壓力傳感等傳統(tǒng)技術(shù)為主的 動物自發(fā)活動、學(xué)習(xí)記憶、疼痛等行為實(shí)驗(yàn)方法。 張均田等應(yīng)用紅外感應(yīng)原理的跳臺和避暗實(shí)驗(yàn)方 法，進(jìn)行了十二種化學(xué)藥品對小鼠學(xué)習(xí)記憶損害的 比較研究。不過，這些實(shí)驗(yàn)方法仍需要專家經(jīng)驗(yàn)和大量的勞動，容易導(dǎo)致疲勞和注意力分散，數(shù)據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)有內(nèi)在的可變性和主觀性; 而且主要采集的是 動物單一的行為活動，不能提供對復(fù)雜行為學(xué)、或 伴隨發(fā)生的生理或生物力學(xué)變化的評價(jià)。需要重 復(fù)測試同一批動物，或應(yīng)用大量的動物才能獲得多信息。 二十世紀(jì)隨著計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)、成像、電 子工程和信息等多種新興學(xué)科的迅速發(fā)展和各種 新技術(shù)向動物行為實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的交叉滲透融合，一些 能同時(shí)捕獲多種行為信息的設(shè)備不斷問世，動物行 為學(xué)實(shí)驗(yàn)方法不斷得到改進(jìn)和完善。如荷蘭 EnthoVision、法國 ViewPoint、西班牙 Smart 等動物行為分析系統(tǒng)，可以獲得動物在特定區(qū)域的運(yùn)動路程、運(yùn)動軌跡、站立次數(shù)、時(shí)間、速度、進(jìn)入該區(qū)域的 頻次等。自動智能化的動物行為分析系統(tǒng)的研 究對象可以涵蓋大小鼠等嚙齒類動物、斑馬魚、 大型哺乳動物等。動物在群體中的行為更接近 動物行為的本質(zhì)。近年來，動物個(gè)體在群體行為的 研究方法有所突破，實(shí)現(xiàn)了動物的精準(zhǔn)識別，長時(shí)檢測，并可同時(shí)檢測動物的多種行為。

     三、動物行為實(shí)驗(yàn)站的應(yīng)用：

     動物行為學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的研究涉及到實(shí)驗(yàn)動物、 醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、電子工程、計(jì)算機(jī)和圖像識別等多學(xué) 科、跨領(lǐng)域交叉和集成，有可能促進(jìn)多學(xué)科的融合 和新學(xué)科的產(chǎn)生，使人類認(rèn)識生命和疾病過程的方 法和手段從整體和綜合的角度得到充實(shí)和完善。 動物行為實(shí)驗(yàn)研究將為探索認(rèn)知、情緒和運(yùn)動等復(fù) 雜生命現(xiàn)象，保障人類將來長期在太空、極地和深 海等生活環(huán)境的健康，發(fā)現(xiàn)新的生命現(xiàn)象提供得天獨(dú)厚的實(shí)驗(yàn)手段。

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