群居還是獨居好呢? 探討小鼠群養與壓力生成的關係

單獨飼養小鼠是否會影響動物福利並降低實驗有效性？ 為了得到一些結果，布魯塞爾大學的研究人員（Buckinx 等人）使用 EthoVision XT 軌跡追蹤軟體來協助他們用自動化的方式研究這個問題 [1]。

小鼠飼養策略

目前的研究明確表示，實驗動物福利是動物實驗結果品質的關鍵要素，善待實驗動物可以最大限度地減少動物的壓力，而且可以確保以此方式獲得的實驗數據準確且具再現性[2, 3]。由於小鼠是生物醫學研究中最常用的實驗動物，因此如何最好地安置實驗小鼠以最大​​程度地減少它們所承受的壓力的問題是生醫研究中的一個需要認真評估的因素[4] 。

由於小鼠是群居動物，因此建議的預設飼養條件是群體飼養或成對飼養。 然而，雄性小鼠之間經常發生攻擊行為，這意味著單獨飼養在某些研究上會更為實用。 此外，在某些研究中，單獨飼養可能會是更有利的實驗條件，例如，當群體環境可能會影響正在調查的特定行為時。 在這種情況下，單獨飼養才可以幫助科學家根據實驗本身的刺激得出針對小鼠特定個體行為變化的結論，而不受群養其他小鼠的影響。

如果您想要保持群體飼養的潛在效益，同時防止雄性之間的攻擊，建議在較大的鼠龍飼養動物，並使用柵欄等分隔物將小鼠彼此隔開（允許小鼠之間進行感官接觸而非肢體接觸）。

使用動物軌跡追蹤軟體來分析小鼠的行為與活動力

Buckinx等人決定通過一系列測試來研究不同飼養方法對小鼠壓力生成的影響[1]。他們的研究小組首先將小鼠放在各種條件下：單隻飼養、成對飼養或帶有籠內隔板的成對飼養，飼養持續數週。 此後，研究人員使用 EthoVision XT 動物軌跡追蹤軟體自動監測和分析小鼠在三個不同測試中的活動力和行為。

Open Field Test 開闊場實驗

開闊場實驗 (OFT) 是一項用於評估一般活動力、總體運動和探索習慣的測試 [6]。 在這次測試中，研究人員使用 EthoVision XT 自動計算幾個參數：總移動距離、在中心區域花費的時間以及用於評估探索/運動活動和焦慮行為的特定行為測量值。 研究人員發現，雖然分籠方式確實影響了老鼠在總移動距離的表現，但在中心區域花費的時間（衡量焦慮行為的指標）並沒有顯著差異。

Elevated Plus Maze Test 高架十字迷宮

高架十字迷宮 (EPM) 測試用於調查焦慮行為 [7]。 在這個測試中，小鼠被放置在一個從地面升高的十字形迷宮中。 迷宮的兩個臂是開放的，而另外兩個臂是封閉的，提供了一個讓老鼠有安全感的庇護區域，封閉臂往往會吸引老鼠花更多和更長的時間停留與訪問，若是本身就焦慮或是憂鬱的老鼠則會花更多的時間在封閉臂上。

在此測試中，EthoVision XT 使研究人員能夠進行全自動測量動物停留在開放臂與封閉臂所花費的時間、總移動距離和探索/運動活動。 研究小組觀察到，老鼠如何分房或是獨居並不會影響到牠們在高架十字迷宮的表現。

Fear Conditioning/Freezing Behavior 條件恐懼實驗/凍結行為

最後，研究人員使用聽覺條件恐懼實驗來研究小鼠的恐懼記憶形成[8]。 在此測試中，EthoVision XT 用於檢查小鼠在適應期間以及在受到各種聽覺刺激時的驚嚇凍結行為。 通過將“凍結”定義為 1 秒內動物在攝影機觀察下的像素量變化差異小於 0.3%，研究人員能夠使用 EthoVision XT 進行全自動的凍結數據收集。 最後的結果卻令人意外，在這些恐懼測試中，單籠飼養的小鼠和群體飼養的小鼠之間的凍結行為並沒有發現顯著差異。

您可以點選 這裡 來查看更多有關條件恐懼實驗的說明。

所以說這代表了什麼？

開闊場、高架十字迷宮和條件恐懼條件實驗的結果皆沒有顯示出單獨或成對飼養的小鼠之間存在任何差異，同籠但是使用籠內隔板的小鼠亦同。 考慮到該研究的假設，這是出乎意料的，該假設指出獨居可能會增加老鼠的壓力和焦慮，並且群居加上龍內隔板也會減少動物的壓力。 然而作者認為這種研究方法仍然有許多改善空間，獨居在被認為是一種可行的小鼠飼養策略之前應該進一步研究。 此類調查對於動物福利和道德規範的持續改善非常有價值，而這類研究若要快速獲得大量數據佐證則可以通過 EthoVision XT 等強大且多功能的工具來實現。

EthoVision XT 軌跡追蹤軟體的價值

多年來，EthoVision XT 已從單純的軌跡追蹤軟體，進而發展成一套成熟的實驗解決方案，除了最基本的軌跡追蹤外，還提供數據的全面分析和動物行為實驗的全自動化。 從開闊場等簡單測試到複雜或長時間且批量的行為實驗，EthoVision XT 皆可以精確測量並分析大量參數，並在數據處理和分析提供無與倫比的高自由度與多功能性。 EthoVision XT 亦是目前是世界上引用次數最多的軌跡追蹤軟體 [9]。

參考文獻和進階閱讀

1. Buckinx, A. et al. Exploring Refinement Strategies for Single Housing of Male C57BL/6JRj Mice: Effect of Cage Divider on Stress-Related Behavior and Hypothalamic-Pituitary-Adrenal-Axis Activity. Frontiers in Behavioral Neuroscience 15, (2021).
2. Poole, T. Happy animals make good science. Lab Anim 31, 116–124 (1997).
3. Science-based assessment of animal welfare: laboratory animals - PubMed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16358504/.
4. Carbone, L. Estimating mouse and rat use in American laboratories by extrapolation from Animal Welfare Act-regulated species. Scientific Reports 11, 493 (2021).
5. Social enrichment by separated pair housing of male C57BL/6JRj mice | Scientific Reports. https://www.nature.com/articles/s41598-020-67902-w.
6. Open Field. Behavioral and Functional Neuroscience Laboratory https://med.stanford.edu/sbfnl/services/bm/sm/openfield.html.
7. Elevated Plus Maze Test. Behavioral and Functional Neuroscience Laboratory https://med.stanford.edu/sbfnl/services/bm/ep/bml-plusmaze.html.
8. Effects of repeated anodal transcranial direct current stimulation on auditory fear extinction in C57BL/6J mice - PubMed. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33454396/.
9. Benefits - EthoVision XT. Benefits - EthoVision XT https://www.noldus.com/ethovision-xt/benefits.