Назовите типы информации, которые являются основными для компьютера человека и животного
Обновлено: 02.07.2024
Вы слышали мифы о животных и научных исследованиях. Мы хотели бы поделиться некоторыми фактами.
Миф: кошки, собаки и приматы чаще всего используются в исследованиях.
Факт: примерно 95% от общего количества животных, необходимых для медицинских и научных исследований в США, составляют грызуны.
Большинство животных, необходимых для медицинских и научных исследований в США, — это грызуны (например, крысы и мыши), и их специально разводят для этой цели.
Собаки, кошки и нечеловеческие приматы вместе составляют менее 1% всех животных, необходимых для медицинских исследований. Остальные 4 % составляют самые разные виды: от угрей до броненосцев, рыбок данио и лягушек.
Миф. Исследовательские животные подвергаются насилию и жестокому обращению.
Факт: хорошая наука и хороший уход за животными неразделимы.
Если с животными плохо обращаются, наука и знания, полученные в результате их исследований, не заслуживают доверия и не могут быть воспроизведены, что является важным признаком научного метода.
Наши исследователи активно поддерживают защиту животных и считают свою работу с животными привилегией. Они юридически и морально обязаны обеспечивать здоровье и благополучие всех животных, находящихся на их попечении, в строгом соответствии с федеральными и государственными нормативными требованиями и гуманными принципами, а также следить за тем, чтобы наши животные участвовали только в продуктивных и значимых исследованиях.
Миф. Исследования на животных — это научное мошенничество, поскольку животные и люди разные.
Факт: есть много общего между людьми и животными.
Например, шимпанзе имеют более 99 % общего ДНК с человеком, а мыши — более 98 %! Животные подвержены многим из тех же проблем со здоровьем, что и люди, включая рак, диабет и болезни сердца.
Исследования видов животных позволили нам многое узнать о развитии болезни, уходе, лечении и излечении. Например, мыши внесли значительный вклад в успехи в лечении и выживании рака молочной железы; рыбки данио — отличные модели для изучения гемофилии; а кошки помогли нам узнать больше о таких расстройствах, как синдром внезапной детской смерти (СВДС), апноэ во сне и эпилепсия.
Миф: исследования на животных больше не нужны, потому что есть альтернативы экспериментам на животных без животных.
Факт: исследователи стремятся найти альтернативы использованию животных, когда это возможно, по этическим, гуманным и экономическим причинам, и активно используется широкий спектр альтернативных методов.
К таким альтернативам относятся методы культивирования клеток, животная или человеческая сыворотка (производная крови) и компьютерное моделирование, среди прочего. Все вместе эти альтернативные методологии исследований играют важную и растущую роль в биомедицинских исследованиях. Однако они не могут воспроизвести взаимодействия неповрежденной, цельной живой биологической системы, созданной лабораторными животными, и не могут выявить потенциальные осложнения от препарата, предназначенного для лечения одного заболевания, на другие органы и системы.
По закону использование животных является обязательной частью разработки лекарств. Действующие федеральные законы и правила США требуют подтверждения безопасности и эффективности путем тестирования на животных моделях до того, как будут разрешены какие-либо исследования на людях (клинические испытания). Никакое новое лекарство не может быть назначено в Соединенных Штатах без успешного завершения клинических испытаний на людях и одобрения FDA.
Несмотря на все многообещающие и информационные альтернативы исследованиям на животных, они пока не могут полностью заменить модели на целых животных каким-либо всеобъемлющим образом.
Миф. В дебатах об испытаниях на животных утверждается, что эксперименты на животных бесполезно дублируются.
Факт: исследователи стремятся предотвратить ненужное дублирование экспериментов.
Тщательное научное рецензирование исследовательских предложений, обширный поиск литературы и изучение предыдущих экспериментов помогают исследователям предотвратить дублирование.
Помимо этического императива избегать дублирования, существуют также экономические стимулы. Исследования на животных обходятся дорого, и отказ от повторных экспериментов экономически эффективен, а также этически обоснован. Конкуренция за финансирование также гарантирует, что повторные эксперименты вряд ли будут одобрены, что проекты были оценены, чтобы определить, нужны ли животные, и что используется абсолютно минимальное количество животных.
Миф: миллионы украденных питомцев продаются для исследований.
Факт: животные, используемые для исследований, поступают не от случайных торговцев животными, которые крадут собак и кошек для исследований.
В Калифорнии собак и кошек, необходимых для медицинских исследований, приобретают у специализированных заводчиков лабораторных животных, зарегистрированных в Министерстве сельского хозяйства США.Эти специально выведенные животные выбираются по их генетическому составу, состоянию здоровья и породе, чего нельзя было бы добиться, используя животных из приютов или приютов или от людей с животными, выведенными не в лаборатории. Все собаки и кошки должны иметь документы, четко подтверждающие их происхождение, чтобы гарантировать и доказать, что эти животные никогда не были домашними животными.
Повсюду возникает шумиха при упоминании исследований на животных: эксперименты на животных устарели, поскольку их заменяют компьютерные модели и другие современные методы. Например, вы могли слышать такие утверждения:
«Исследователи разработали множество сложных компьютерных моделей, имитирующих биологию человека и развитие развивающихся заболеваний. Исследования показывают, что эти модели могут точно предсказать, как новые лекарства будут реагировать на организм человека, и заменят использование животных в поисковых исследованиях и во многих стандартных тестах на наркотики». – сообщает PETA.
«Ученые из частных компаний, университетов и государственных учреждений разрабатывают новые тесты клеток и тканей, компьютерные модели и другие сложные методы для замены существующих тестов на животных. Эти альтернативы не только гуманны; они также, как правило, более экономичны, быстры и надежны, чем традиционные тесты на животных», — говорится в сообщении Общества защиты животных США.
"Однако исследования показывают, что компьютерное моделирование сердца может улучшить разработку лекарств для пациентов и снизить потребность в испытаниях на животных", — говорится в журнале Scientific American.
«Компьютерные модели могут заменить испытания на животных». — гласит заголовок Global Biotech Insights.
«В течение последних нескольких лет OCSPP и ORD работали вместе, чтобы добиться значительного прогресса в сокращении, замене и уточнении требований к тестированию на животных. Начиная с 2012 года, Программа скрининга эндокринных разрушителей начала многолетний переход к проверке и более эффективному использованию методов вычислительной токсикологии и высокопроизводительных подходов, которые позволяют Агентству по охране окружающей среды быстрее и с меньшими затратами проводить скрининг потенциальных эндокринных эффектов. В 2017 и 2018 годах ORD и OCSPP работали с другими федеральными партнерами над сбором большого количества старых исследований токсичности, которые использовались для разработки компьютерных моделей для прогнозирования острой токсичности без использования животных». Читает меморандум Эндрю Р. Уиллер, администратор Агентства по охране окружающей среды, в котором он объявил о сокращении испытаний потенциально токсичных химических веществ на животных.
Интеллектуальный анализ данных в PubMed
Есть простой способ проверить, верны ли заявления о том, что компьютерные модели заменили исследования на животных. Поскольку конечным продуктом научных исследований являются научные статьи или «бумаги», мы можем сравнить количество статей, созданных с помощью компьютерных моделей и с животными, чтобы оценить фактическую продуктивность двух подходов. Существует общедоступный репозиторий всех статей, опубликованных в любой точке мира: PubMed. Он находится в ведении правительства Соединенных Штатов, в частности Национальной медицинской библиотеки США, входящей в состав Национального института здравоохранения (NIH). В PubMed вы можете выполнять поиск по ключевым словам, чтобы найти статьи на любую тему, поэтому я использовал его для интеллектуального анализа данных, чтобы сравнить количество статей с использованием исследований на животных и компьютерных моделей. На странице «Результаты поиска» в левом верхнем углу есть отличная графика с полосами, представляющими количество статей в год, содержащих ключевое слово. Ниже находится ссылка «Скачать CSV», которая позволяет вам получить эти числа в электронной таблице. Я импортировал числа в графическую программу (Prism 8, GraphPad), чтобы создать графику, которую собираюсь вам показать.
Существует несколько способов ввести ключевое слово в поиск. Вы можете искать ключевое слово в любом месте статьи («Все поля»). Однако для моей цели это бесполезно, потому что если в статье упоминается «компьютерная модель», это не означает, что это был основной метод, использованный в статье. Мой любимый метод ограничения поиска — искать ключевое слово только в заголовке или аннотации статьи («Заголовок/Аннотация»). Тем не менее, это не оптимально, поскольку разные авторы могут использовать разные слова для обозначения одного и того же понятия. Например, термины «компьютерная модель» и «компьютерное моделирование» являются синонимами. Чтобы решить проблему синонимов, PubMed использует медицинские предметные рубрики (MeSH, домашняя страница, Википедия), своего рода тезаурус для облегчения поиска путем связывания синонимичных терминов, поэтому, если вы введете один из них, он извлечет все связанные термины. Это называется «расширенный поиск». PubMed может выполнять поиск MeSH по Основной теме MeSH, Подзаголовку MeSH или Условиям MeSH. Эти различные типы типов записей MeSH объясняются здесь. дескриптор, основной заголовок или основная тема — это термины, используемые для описания темы каждой статьи. Определители или подзаголовки используются вместе с дескрипторами для большей конкретики.Условия ввода — это «синонимы или тесно связанные термины, которые имеют перекрестные ссылки на дескрипторы». Поэтому я выполнил поиск, используя термины MeSH, чтобы не искать точную формулировку основной темы MeSH. Когда вы вводите ключевое слово в качестве термина MeSH, например, «мыши», PubMed ищет это слово и все его синонимы, в данном случае «мышь», «Mus» и «Mus Musculus».
Цифры показывают количество статей за период с 1975 по 2017 год, потому что 1975 год — это год, когда PubMed начинает собирать большинство статей, написанных в мире. Записи кажутся неполными до этой даты. Также кажется, что PubMed требуется до двух лет, чтобы собрать свою коллекцию цитат, поскольку количество статей в каждом поиске существенно сокращается за последние два года. Поэтому я исключил данные за 2018 или 2019 год.
Документы с использованием животных, мышей, крыс и немлекопитающих
Для начала неплохо бы посмотреть на количество статей, в которых используются все животные, мыши, крысы, мыши или крысы, а также немлекопитающие. Рисунок 1 показывает, что количество статей с использованием любых видов животных линейно растет с 1975 года и в настоящее время составляет более 100 000 статей в год. В значительной части этих статей используются крысы или мыши, и их количество увеличивается линейно параллельно количеству статей, в которых используются все животные. Однако исследования с использованием крыс оставались постоянными с 1990 года, в то время как количество статей с использованием мышей росло в геометрической прогрессии. Синяя линия на графике представляет собой экспоненциальную кривую, которая отлично подходит для данных мыши. Поэтому ученые отказались от крыс в пользу мышей, вероятно, из-за растущей доступности трансгенных мышей, которые позволяют проводить сложные эксперименты. Количество работ, в которых используются немлекопитающие (в основном птицы, рыбы, насекомые и черви), также растет в геометрической прогрессии и в последнее время превысило количество исследований с использованием крыс.
Документы о людях и клинических испытаниях
Поиск по термину MeSH «животное» без исключения людей дает очень большое количество статей. Это связано с тем, что существует большое количество статей о людях, которые показаны на Рисунке 2 вместе с результатами для нечеловеческих животных, мышей или крыс. Очевидно, что работ о людях гораздо больше, чем о животных. Они увеличиваются экспоненциально, в то время как исследования на животных увеличиваются линейно, так что со временем разница становится больше. Если в 1975 году количество статей о людях было примерно в два раза больше, чем статей о животных, то сегодня на каждое исследование, посвященное животным, приходится шесть исследований, посвященных людям.
Однако это не означает, что исследования на животных заменяются исследованиями на людях. Строго говоря, исследования на людях проводятся в рамках клинических испытаний, поэтому давайте посмотрим, что произойдет, если мы выполним поиск в PubMed по клиническим испытаниям. Глядя на шкалу оси Y на рисунке 3, мы видим, что статей, сообщающих о клинических испытаниях, гораздо меньше, чем статей о людях. Сегодня на каждые 50 статей о людях приходится одна клиническая. Это связано с тем, что статьи о людях представляют собой отчеты о медицинских случаях, эпидемиологические исследования и другие медицинские наблюдения. Их можно считать исследованиями, но уж точно не теми исследованиями физиологических и биохимических механизмов, которые могут заменить исследования на животных.
Количество клинических испытаний со временем увеличилось, но не следует четкой тенденции, будь то линейной или экспоненциальной. Примерно в 1990 году произошло резкое падение, за которым последовал быстрый рост до 2003 года. С тех пор количество клинических испытаний остается постоянным. Результат этого поиска согласуется с отчетами ClinicalTrials.gov, в которых перечислены 34 128 исследований. Поскольку клинические испытания проводятся в течение нескольких лет, это может привести к количеству ежегодных статей, показанных на рис. 3.
Документы с использованием компьютерных моделей
Теперь у нас достаточно справочной информации, чтобы сравнить количество статей о компьютерных моделях с различными типами исследований на животных и людях. Рисунок 4 показывает изменение количества статей с использованием компьютерных моделей с течением времени. До 1985 г. практически не было опубликовано ни одной статьи. После этого количество исследований медленно увеличивалось до 2001 г. и быстро с 2001 по 2008 г., когда оно перестало расти.
На тот момент количество исследований с использованием компьютерных моделей было сопоставимо с количеством клинических испытаний и в 40 раз меньше количества исследований на животных.В целом их количество достаточно хорошо соответствует экспоненциальной кривой, но это в значительной степени связано с их первоначальным ростом. Однако во многих из этих исследований используются компьютерные модели в сочетании с исследованиями на животных. Как показано на Рис. 4, исключение статей, в которых использовались животные, уменьшило количество статей почти на две трети. Более того, стагнация числа исследований с использованием компьютерных моделей после 2008 г. становится более очевидной, если исключить исследования, в которых также используются животные. Если бы компьютерные модели заменяли исследования на животных, мы бы увидели увеличение количества статей, использующих исключительно компьютерные модели. Вместо этого мы видим, что в большом количестве статей используются как компьютерные модели, так и животные, либо потому, что модели используются для анализа результатов, полученных с животными, либо потому, что эксперименты на животных используются для проверки модели.
Термин MeSH «компьютерное моделирование» включает пять различных подкатегорий: дополненная реальность, моделирование молекулярной стыковки, моделирование молекулярной динамики, моделирование для конкретного пациента и виртуальная реальность. Поиски с «дополненной реальностью» и «виртуальной реальностью» в терминах MeSH дали всего несколько результатов. Согласно Википедии, молекулярная динамика «представляет собой метод компьютерного моделирования для анализа физических движений атомов и молекул» и используется в биомедицинских исследованиях для изучения трехмерных структур белков и других биомолекул. Молекулярный докинг используется для изучения взаимодействия небольших молекул с их «стыковочными карманами» или «сайтами связывания» в белках, таких как ферменты или рецепторы нейротрансмиттеров. Это отличный инструмент для разработки новых лекарств, взаимодействующих с этими белками. Моделирование для конкретного пациента используется для планирования операций и моделирования функций органов. Ясно, что ни один из этих методов не может заменить исследования на животных; скорее, они дополняют его. Как мы видим на Рис. 4, молекулярная динамика и молекулярная стыковка составляют значительную часть недавних работ с использованием компьютерных моделей. Моделирование для конкретного пациента требует очень небольшого количества статей.
Рисунок 5 показывает сравнение количества статей, созданных в 2015 году с использованием компьютерных моделей, с животными или без них, и статей, полученных в результате клинических испытаний или использования разных видов животных. Большинство газет того года использовали мышей или крыс. Компьютерные модели произвели намного меньше статей, но это количество было похоже на количество статей о клинических испытаниях. Когда мы рассматриваем статьи, использующие исключительно компьютерные модели, их количество было намного меньше и сравнимо с теми, в которых использовались отдельные виды животных, такие как собаки, кошки и приматы. Интересно, что количество работ с участием приматов, отличных от человека, аналогично количеству статей с использованием рыбок данио, дрозофилы Drosophila или червя C. elegans, демонстрируя относительную важность исследований немлекопитающих и беспозвоночных. Если мы добавим количество статей, использующих эти виды, то их будет значительно больше, чем статей, использующих исключительно компьютерные модели. Рисунок 1 показывает, что в 2015 году было опубликовано 120 000 статей, посвященных животным любого вида.
Последствия для 3R: сократить, заменить и уточнить
Рисунок 1 показывает, что в целом использование животных в исследованиях увеличивается с 1975 года и, вероятно, продолжит расти в будущем. Большая часть этого увеличения связана с экспоненциальным ростом использования мышей и немлекопитающих. В следующей статье я рассмотрю вопрос о замене млекопитающих немлекопитающими или методами in vitro. Однако ясно, что компьютерные модели не заменяют животных в исследованиях. Количество исследований с использованием компьютерных моделей относительно невелико и не сильно увеличилось за последние 10 лет. Если считать только исследования, в которых используются компьютерные модели без животных, то их количество намного меньше и с 2008 г. не увеличилось вообще. не заменяют эксперименты на животных. Таких типов бумаг становится все больше, и некоторые из них могут включать использование животных.
Конечно, количество статей с использованием животных не отражает фактическое количество животных, использованных в исследованиях. В статьях об обезьянах используются лишь некоторые из них; в работах о мышах и крысах обычно используются сотни животных, в то время как в работах о плодовых мушках используются десятки тысяч из них. Однако количество статей говорит нам об относительном вкладе каждого вида в научную деятельность. Кроме того, учитывая, что количество животных на бумаге для определенного вида вряд ли сильно изменится с течением времени, увеличение количества бумаг для этого вида, вероятно, будет отражать увеличение количества используемых животных.
Поэтому использование животных в исследованиях в целом не сокращается, а продолжает линейно увеличиваться.Что касается замещения, вполне вероятно, что харизматичные виды, такие как собаки, кошки и обезьяны, заменяются мышами и немлекопитающими (этот вопрос я рассмотрю в следующей статье). Однако компьютерные модели явно не заменят исследования на животных.
Почему компьютерные модели не заменят исследования на животных
Но как насчет будущего? Несомненно, огромный рост компьютерных мощностей и искусственного интеллекта определит, что рано или поздно биомедицинские исследования перейдут от животных к компьютерным моделям, верно?
Ну, нет. Есть несколько фундаментальных проблем, которые определяют, что в обозримом будущем нам понадобятся настоящие тела животных или людей, чтобы извлекать из них информацию. Хотя компьютеры будущего значительно помогут ускорить биомедицинские исследования, они не смогут сказать нам, что происходит внутри наших тел или тел животных. Мы должны будем сказать им.
Причина этого кроется в самой природе жизни. Живые существа были созданы эволюцией, которая является случайным процессом. Слово «условный» означает, что в процессе присутствует элемент случайности, который делает невозможным предсказать его результат. По словам биолога-эволюциониста Стивена Джея Гулда, если бы мы вернулись в прошлое и снова запустили эволюцию, то получили бы совершенно другой набор живых существ. Все ферменты, внутриклеточные сигнальные пути, ионные каналы, рецепторы нейротрансмиттеров, рецепторы гормонов, мембранные переносчики и т. д., отвечающие за функционирование нашего организма, были созданы случайными процессами. Не совсем случайно, но все же предсказать невозможно. Например, представьте, что вам нужно спроектировать новый автомобиль. Вы будете ограничены физикой, если хотите, чтобы машина работала, но машина все равно может иметь бесконечное множество разных видов. У него может быть четыре колеса, три или шесть. Он мог ездить высоко, как SV, или низко, как спортивный автомобиль. Внешний наблюдатель не мог предсказать, как это будет выглядеть и как это будет работать. Точно так же, если вы скажете компьютеру «выяснить, как нейроны в спинном мозге обрабатывают боль», компьютер не сможет вам ответить. Кто-то должен был бы посмотреть на эти нейроны и выяснить. Вы должны передать эту информацию компьютеру, прежде чем он сможет что-либо с ней сделать.
Количество информации в наших телах, в каждой из наших клеток, ошеломляет. Мы едва начали царапать его. Геном человека содержит от 20 000 до 25 000 генов, и мы до сих пор не знаем, что делает большинство из них. Компьютер, каким бы мощным он ни был, ничего нам не скажет. И знание того, что делает каждый из этих генов, — это лишь малая часть истории. Нам нужно знать, как белки, кодируемые этими генами, взаимодействуют друг с другом, чтобы обеспечить метаболизм. Единственный способ сделать это — взять тело животного и заглянуть внутрь. Компьютер не может угадать, что происходит внутри тела, точно так же, как он не может угадать содержание книги, которую он не читал.
Развитие компьютерных технологий в ходе информационной революции было настолько поразительным, что мы убедились, что нет ничего такого, чего не мог бы сделать продвинутый компьютер. Вот почему организациям по защите прав животных так легко убедить общественность, что мы можем отказаться от исследований на животных и заменить их компьютерными моделями. Даже организации, которые якобы защищают исследования на животных, способствовали этому заблуждению, продвигая идею о том, что в конечном итоге их заменят компьютерными моделями, исследованиями in vitro или клиническими испытаниями. Это просто не соответствует действительности. Как я показал здесь, по мере увеличения научной продуктивности растет и использование животных. Он не уменьшился, мы просто используем меньше животных некоторых видов (собак, кошек, кроликов, приматов) за счет большего количества животных других видов, таких как мыши и рыбки данио. И, как показано на Рис. 4, исследования с использованием компьютерных моделей относительно невелики и развиваются недостаточно быстро, чтобы когда-либо догнать исследования на животных.
В заключение следует отметить, что компьютерные модели не заменяют и, вероятно, никогда не заменят исследования на животных. Компьютеры могут делать удивительные вещи, но они не могут угадывать информацию, которой у них нет. Возможному есть пределы, и это один из них.
Глава: Существуют ли альтернативы использованию животных в исследованиях?
Посетите NAP.edu/10766, чтобы получить дополнительную информацию об этой книге, купить ее в печатном виде или загрузить в виде бесплатного PDF-файла.
Предлагаемое цитирование: «Есть ли альтернативы использованию животных в исследованиях?». Институт медицины. 1991. Наука, медицина и животные. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/10089.
Есть ли альтернативы использованию животных в исследованиях?
Некоторые считают, что многие эксперименты на животных можно было бы заменить экспериментами, дающими ту же информацию без использования животных. Фактически, нынешняя возможность заменить эксперименты на животных альтернативами, такими как культуры тканей, микроорганизмы или компьютерные модели, очень ограничена.22 Исследователи разработали заменители некоторых экспериментов на животных, и поиск альтернатив продолжается. Но если бы ученые могли заменить большое количество экспериментов на животных экспериментами, в которых животные не используются, они бы это сделали, потому что животные дороги и сложны в использовании, а также потому, что ученые не хотят экспериментировать на животных без необходимости. Исследователи, которые используют животных, делают это, потому что это лучший способ получить нужную информацию.
Существует прогресс в сокращении количества животных, используемых в тестировании. Тестирование включает использование животных, в первую очередь крыс и мышей, для оценки безопасности или эффективности потребительских товаров, таких как лекарства, химикаты и косметика. В настоящее время многие исследователи ищут способы еще больше сократить использование животных в тестах, и эти усилия также могут снизить потребность в животных в исследованиях.
Термин "альтернативы" включает в себя ряд вариантов. В исследовательском сообществе альтернатива была определена как сокращение количества используемых животных, усовершенствование экспериментальных планов для уменьшения любой боли или стресса у животных или замена животных другими организмами или методами. 23 Таким образом, альтернатива может по-прежнему включать использование животных, но это может означать использование меньшего количества животных или их использование по-другому.
Большинство исследователей обычно считают, что эксперименты без животных являются скорее дополнением, чем альтернативой экспериментам на животных. Исследования, в которых не используются животные, могут дать много ценной информации, но они не могут полностью заменить информацию, полученную в результате экспериментов на животных. Только животные могут продемонстрировать влияние болезни, травмы, лечения или профилактики на сложный организм. Например, некоторые аспекты причинно-следственной связи, лечения или предотвращения слепоты нельзя изучить у бактерий, потому что у них нет глаз; некоторые аспекты высокого кровяного давления не могут быть изучены у простейших, потому что у них нет сердца или кровеносных сосудов; некоторые аспекты артрита невозможно изучить в клетках культуры ткани без костей или суставов.
Предлагаемое цитирование: «Есть ли альтернативы использованию животных в исследованиях?». Институт медицины. 1991. Наука, медицина и животные. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/10089.
Новые экспериментальные процедуры иногда могут сократить количество используемых животных, особенно при тестировании новых соединений на токсичность. Например, новые химические соединения в настоящее время регулярно исследуются в клеточных культурах, и если обнаруживается их токсичность, их не вводят животным. Но клеточные культуры не могут заменить животных. Если соединение оказалось безвредным в клеточной культуре, его все равно необходимо протестировать на животных, чтобы оценить его влияние на сложный организм. Точно так же компьютерные модели и другие альтернативы, не связанные с животными, могут в лучшем случае дополнить, а не заменить эксперименты на животных.
Техник вводит пипетку в чашку для культивирования, используемую для проверки воздействия химических веществ на культивируемые клетки эмбриона хомяка.
Предлагаемое цитирование: «Есть ли альтернативы использованию животных в исследованиях?». Институт медицины. 1991. Наука, медицина и животные. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/10089.
Предлагаемое цитирование: «Есть ли альтернативы использованию животных в исследованиях?». Институт медицины. 1991. Наука, медицина и животные. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/10089.
Необходимость использования животных в биомедицинских исследованиях — горячо обсуждаемая тема в классах по всей стране. Часто учителя и ученики не имеют доступа к сбалансированному фактологическому материалу, который способствовал бы обоснованному обсуждению темы. Этот красочный 50-страничный буклет предназначен для того, чтобы рассказать подросткам о роли исследований на животных в борьбе с болезнями в прошлом и настоящем; перспектива использования животных во всем спектре биомедицинских исследований; правила и надзор за исследованиями на животных; и постоянные усилия по более эффективному и гуманному использованию животных.
Добро пожаловать в OpenBook!
Вы просматриваете OpenBook, онлайн-читальный зал NAP.edu с 1999 года. Основываясь на ваших отзывах, наших пользователях, мы внесли некоторые улучшения, которые упрощают чтение тысяч публикаций на нашем веб-сайте.< /p>
Хотите быстро ознакомиться с функциями OpenBook?
Показать оглавление этой книги, где можно перейти к любой главе по названию.
<р>. или используйте эти кнопки, чтобы вернуться к предыдущей главе или перейти к следующей.Переход вверх на предыдущую страницу или вниз на следующую. Кроме того, вы можете ввести номер страницы и нажать Enter, чтобы сразу перейти на эту страницу в книге.
Переключайтесь между исходными страницами, где вы можете прочитать отчет в том виде, в котором он был напечатан, и текстовыми страницами для веб-версии, где вы можете выделять текст и искать его.
Чтобы выполнить поиск по всему тексту этой книги, введите здесь поисковый запрос и нажмите Enter .
Поделитесь ссылкой на страницу этой книги в предпочитаемой вами социальной сети или по электронной почте.
Посмотрите предлагаемую ссылку на эту главу.
Готовы читать в автономном режиме? Нажмите здесь, чтобы купить эту книгу в печатном виде или загрузить ее в виде бесплатного PDF-файла, если он доступен.
Использование животных в некоторых формах биомедицинских исследований по-прежнему необходимо для выявления причин, диагностики и лечения болезней и страданий у людей и животных.
Стэнфорд разделяет озабоченность общественности лабораторными исследованиями на животных.
У многих людей возникают вопросы об этике тестирования на животных и спорах об испытаниях на животных. Мы очень серьезно относимся к этичному обращению с животными в медицинских исследованиях. В Стэнфорде мы подчеркиваем, что гуманный уход за лабораторными животными важен как с этической, так и с научной точки зрения. Плохой уход за животными не является хорошей наукой. Если с животными не обращаются должным образом, научные данные и знания, которые они производят, не заслуживают доверия и не могут быть воспроизведены, что является важной отличительной чертой научного метода.
Есть несколько причин, по которым использование животных имеет решающее значение для биомедицинских исследований:
•• Животные биологически очень похожи на людей. На самом деле мыши имеют с нами более 98 % ДНК!
•• Животные подвержены многим тем же проблемам со здоровьем, что и люди, — раку, диабету, сердечным заболеваниям и т. д.
•• Благодаря более короткому жизненному циклу, чем у людей, модели животных можно изучать на протяжении всей их жизни и на протяжении нескольких поколений, что является критическим элементом в понимании того, как протекает болезнь и как она взаимодействует с целостной живой биологической системой.< /p>
Этика экспериментов на животных
До сих пор не обнаружено ничего, что могло бы заменить сложные функции живой, дышащей, целостной системы органов с легочными и кровеносными структурами, подобными человеческим. До такого открытия животные должны продолжать играть решающую роль, помогая исследователям тестировать потенциальные новые лекарства и методы лечения на предмет их эффективности и безопасности, а также в выявлении любых нежелательных или опасных побочных эффектов, таких как бесплодие, врожденные дефекты, повреждение печени, токсичность, или канцерогенный потенциал.
США федеральные законы требуют проведения исследований на животных, кроме человека, для демонстрации безопасности и эффективности новых методов лечения, прежде чем будет разрешено проведение каких-либо исследований на людях. Эти исследования и испытания приносят пользу не только нам, людям, но и сотням лекарств и методов лечения, разработанных для людей, которые теперь регулярно используются в ветеринарных клиниках, помогая животным жить дольше и здоровее.
Важно подчеркнуть, что 95 % всех животных, необходимых для биомедицинских исследований в Соединенных Штатах, составляют грызуны — крысы и мыши, специально выведенные для лабораторного использования, — и что животные являются лишь частью более широкого процесса биомедицинских исследований.< /p>
Наши исследователи активно поддерживают защиту животных и считают свою работу с животными в рамках биомедицинских исследований привилегией.
Исследователи из Стэнфорда обязаны обеспечивать благополучие всех животных, находящихся на их попечении.
Стэнфордские исследователи обязаны обеспечить благополучие животных, находящихся на их попечении, в строгом соответствии с самыми высокими стандартами и в соответствии с федеральными законами и законами штата, нормативными рекомендациями и гуманными принципами. Они также обязаны постоянно обновлять свои методы ухода за животными на основе новейшей информации и результатов в области ухода за лабораторными животными и содержания животных.
Исследователи, запрашивающие использование моделей на животных в Стэнфорде, должны получить свои исследовательские предложения от комитета, уполномоченного на федеральном уровне, в который входят два независимых члена сообщества. Только с одобрения этого комитета можно начинать исследования. Мы в Стэнфорде стремимся улучшать, сокращать и заменять животных в исследованиях, когда это возможно, а также использовать альтернативные методы (культуры клеток и тканей, компьютерное моделирование и т. д.) вместо или до проведения исследований на животных.
Целью биомедицинских исследований является преобразование открытий и наблюдений в лаборатории или клинике в новые методы лечения. Методы биомедицинских исследований варьируются от прогностических исследований до тех, которые охватывают целые живые системы. Области исследования могут включать (1) общие популяции, (2) отдельных людей, (3) нечеловеческих животных, (4) методы in vitro с использованием клеток и тканей человека, животных или даже растений, (5) микроорганизмы, включая бактерии, дрожжи или вирусы, и даже (6) молекулярный анализ генов, белков и других биомолекул.Животные модели используются в биомедицинских исследованиях, когда вопросы требуют изучения целых организмов, что невозможно провести на людях.
Как правило, исследования на животных необходимы для исследований, направленных на понимание сложных вопросов развития болезни, генетики, пожизненного риска или других биологических механизмов целостной живой системы, которые были бы неэтичными, неприемлемыми с моральной точки зрения, технически неосуществимыми или слишком сложными для выполнения в человеческие предметы. Наиболее распространенными лабораторными животными в биомедицинских исследованиях являются специально выведенные крысы и трансгенные мыши. На самом деле примерно 95% всех теплокровных лабораторных животных составляют грызуны. Вклад этих животных и других видов помогает исследователям ответить на вопросы биологической неопределенности и необходим и имеет решающее значение для улучшения здоровья людей и животных.
Другие очень важные вспомогательные средства включают математическое моделирование, анализ баз данных, компьютерное моделирование и модели in vitro, такие как культуры клеток и тканей. Эти вычислительные методы используются для анализа больших объемов исторических экспериментальных данных, чтобы выделить биологические тенденции и приоритетные цели исследований, а также для компиляции больших объемов экспериментальных данных в виртуальные биологические системы и сети, которые, в рамках современных знаний, способны делать прогнозные оценки вопросов исследования.
Фокус биомедицинских исследователей разнообразен, но все они стремятся найти ответы на вопросы, относящиеся к здоровью людей и животных, которые однажды могут воплотиться в клиническую практику. Исследовательские программы можно найти в области общественного здравоохранения, эпидемиологии, профилактической медицины, эпигенетики, рака, старения, эндокринологии, нейроэндокринологии, диабета, клеточной биологии, молекулярной биологии, фармакологии, психофармакологии, неврологии, генетики, вирусологии и многих других областях.
Роль исследований на животных в развитии медицины
Практически каждое крупное медицинское достижение прошлого века основывалось на исследованиях на животных. Животные служили суррогатами в исследовании болезней человека и давали ценные данные в процессе открытия новых способов их лечения, излечения или предотвращения. От иммунизации до лечения рака наша способность управлять здоровьем животных также улучшилась благодаря исследованиям на животных и применению медицинских достижений в ветеринарии.
Хотя большинство американцев поддерживает необходимость использования животных в биомедицинских исследованиях, они также обеспокоены уходом за лабораторными животными и обращением с ними. NABR вместе с научным сообществом стремится к тому, чтобы все проводимые исследования были этичными, ответственными и гуманными.
Читайте также: