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实验动物福利动物福利（animalwelfare）是指人为提供给动物的相应物质条件和采用的行为方式，要保证动物在健康舒适的状态下生存，使动物处于生理和心理愉快的感受状态。本章我们主要就以下三个方面进行讲解1、动物福利的渊源、内涵。2、利用实验动物进行生物医学研究中落实动物福利的原则和做法。3、对提高科学研究质量的意义。动物福利的渊源和内涵一、动物福利的渊源19世纪初，欧洲的一些有识之士最早把同情的目光投向动物，并在法律实践中解决这个道德议题。1809年一位英国的勋爵提出一项法案，要求禁止虐待动物。这项法案在当时遭到人们的嘲笑，结果，虽然在上院获得通过，但在下院被否决。但是，随着时间的推移，社会的进步，人们关于动物利益的思考渐趋成熟。1822年，“人道主义者”马丁提出禁止虐待动物议案，真正获得上下两院通过，这项法案就叫《马丁法》（MartinAct）。马丁法是世界上第一个反对虐待动物的法律，首次认定虐待动物本身是一种犯罪，是动物福利保护史上的里程碑。人们对待动物的态度从此开始了微妙的变化。《马丁法》不仅影响到英国的民众，也影响到其他国家。1850年，法国通过了反虐待动物法律。与此同时，爱尔兰、德国、奥地利、比利时和荷兰等国家相继也通过了反虐待动物法律。1866年，美国成立了“禁止虐待动物协会”，并迅速通过了《反虐待动物法案》。到了19世纪末开始以后，随着动物越来越多地用于生物医学研究的实验中，实验动物的福利就成了人们关注的焦点，各个国家相关的法律和条款相继颁布。美国联邦政府1966年颁布的《动物福利法》，正是在这种背景下出台的，经过1970、1976、1985、1990年的修订和增加条款，不断地完善。有关实验动物福利的主要内容大多包括在相关动物福利法中，有些国家也专门颁布了单行法，专门用于保障生物医学研究中实验动物的福利。如，1876年英国颁布了全世界第一部与动物实验有关的法律《防止虐待动物法》，以后又颁布了《实验动物保护法》、《狗的繁殖法案》等。美国联邦政府在1966年颁布了《动物福利法》后，1985年又颁布了《改善实验动物标准法》、《卫生研究扩展法》。在西方国家，实验动物福利的保障在这些法规的实施中得以具体落实。二、动物福利的内涵动物福利，一般强调保证动物健康、快乐的外部条件。当外部条件无法满足动物的健康、快乐时，就标志着动物福利的恶化。满足动物的需求是保障动物福利的首要原则。动物的需求主要表现在以下三个方面：维持生命需要、维持健康需要和维持舒适需要。这三个方面决定了动物的生活质量。人为地改变或限制动物的这些需要，会造成动物行为和生理方面的异常，影响动物的健康，影响我们科学实验的真实性。解除动物的痛苦，让动物享有如下五大自由，是保障动物福利的基本原则：1享有不受饥渴的自由。2享有生活舒适的自由。3享有不受痛苦伤害和疾病的自由。4享有生活无恐惧和悲伤感的自由。5享有表达天性的自由。实验动物的行为、应激和疼痛一、实验动物的行为1、概念--所谓行为是指个体为了维护自己的生存和种族的延续，在适应不断变化的复杂环境时所做出的各种反应。是通过遗传信息和所处环境的相互作用，以个体的方式发展起来的。行为是指动物的动作，除了跑、跳、游、爬及各种其它方式的转移位置外，包括动物的进食、求偶、甚至呼吸时的所作所为，此外，动物身体某些部位的细微动作，如竖起耳朵、发出声音、静立不动和注目凝视等，也是行为的一部分。行为是观察到的动物对环境的反应，是对环境条件改变的适应活动，动物为了生存下去，必须不断地行动，因为动物的行动是为了维持生命和繁衍后代。2、行为的生理学基础--最为人熟悉是激素，这种化学信使由内分泌腺释放至血中，它不但可以激发某些生理过程，而且也能够影响许多行为形式。激素对动物行为影响最显著的是在性欲和亲仔行为方面。行为的另一个生理学基础就是建立在神经系统及与其相关的感觉器官和反应器官上。从机械作用的观点来说，行为是肌肉活动的结果，但肌肉没有受到神经的刺激，一般是不会伸缩的，行为是一系列非常协调动作的组合。任何刺激使感受器兴奋，都要变成神经冲动信息，由传入神经传到神经中枢，经过神经中枢的综合分析，再通过传出神经，引起效应器官产生一定的反应。神经系统和内分泌系统不是互相孤立的，它们对行为的控制作用也不是隔离进行的，而是两者互相影响，协同起作用的，它们两者又都处在环境因素影响之下，很多行为都是既涉及神经系统又涉及内分泌系统，而且二者之间又密切相关。3、意义--遗传的变化和环境的压力不断促使动物行为向着适于生存的方向进化，那么动物当前的行为方式必然是动物选择最具有生存适应意义的行为形式。让动物的行为、心理和健康处在这种最适当的正常状态，我们就应该了解和保证动物的体内平衡（原状态的稳定）。在某一特定时期内，使动物的内环境（如体温、神经、内分泌等）和外环境（如温度、噪音、微生物及社会种群的地位等）保持在适当的恒定状态不变。环境因素的压力在自然选择过程中会迫使一切动物都去适应它们生存的环境条件。只要动物能够完全适应了这些变化，就说明动物处于体内平衡状态（原状态的稳定）。而当动物不能够适应环境因素，无法保持体内平衡状态。这就可能使动物出现非正常行为或疾病，其健康状况心理和行为甚至生存都受到影响。4、行为的种属特征--每一种生物都是一个独特的遗传系统，在结构、生理、行为及其他特征上，都与其他种各不相同。动物的行为也正像它的形态一样具有极为繁多的变异和类型，这就是动物行为的多样性。遗传变化和自然选择不断促使动物选择最具适应意义的行为形式，因此，行为与其他适应形状一样，是经受自然选择的压力而逐渐形成的，是有其遗传基础和受基因控制的。自然选择既然是促使动物行为向着适于生存的方向进化，那么动物当前的行为方式必然对它的生存有适应价值，这种行为方式是种属专有的。5、行为的个体特征--发育中有机会呈现了一幅与变化着的生理协同变化的行为图景，这些行为上的变化，虽然有许多是由于成熟和生长的事件造成的，而发育中有机体的行为和经验也同时影响改变着生理。经验导致发育中有机体生理系统的改造和变化，这种生理和解剖上的变化给新反应提供了机会，新反应造成的新经验，而新经验又反过来影响个体的生理系统，早期经验或早期训练可以造成持续到成年期的反应模式。这种新经验产生的行为模式是属于个体特征。6、学习行为是动物个体在成长过程中，通过生活经验和模仿而建立起来的新行为活动，它是一种后天性行为。我们习惯于把动物的向性、趋性、反射、本能统称为先天行为或天赋行为，这是由遗传型所决定的，是一种定型的，对一定刺激产生特定反应的行为，其优越性在对刺激能做出迅速的、无误的反应。而学习和推理则是后天获得的行为，它能对一些反应做出改变，学习行为的好处在于能适应多变的环境。条件反射型学习和操作条件反射型学习把原来不能引起某一反应的刺激，经过一个学习过程，变为能够引起这一反应，即在条件刺激与无条件反应之间建立起联系。动物能学会把一定动作与事物联系起来，，造成的是手段性的条件反射，称为操作条件反射。操作条件反射是更接近自然界的一类学习，它具有很大的适应意义。习惯化、印记、模仿。二、实验动物的应激1、应激（stress）是指个体面临或察觉（认知、评价）到环境变化（应激源）对机体有威胁或挑战时做出的适应性和应对性反应的过程。加拿大心理学家塞里（H.Selye）于1936年首次将应激引入生物医学领域，他认为，应激是机体对环境做出的适应性反应的一种非特异性全身适应综合征，即各种不同的刺激（如冷、热、缺氧、噪音、拥挤和长期紧张等）会使动物产生一组相同的症状群。继塞里之后，随着人们对应激问题的关注，不少学者对应激的研究不再局限于应激的生理方面，而是更多地关注引起机体应激的刺激不仅仅局限于生物刺激，而是扩展到生物、心理和社会刺激，强调环境对机体的生存有威胁、挑战的生物性、心理性和社会性刺激，反应则是生理、心理或行为两个方面。因此，现代应激理论将应激过程分为三个部分：应激输入、中介机制、应激反应和应对。2、应激输入应激输入也称应激源，是指使机体产生认识评价后，可引起心理及（或）生理反应的环境或刺激物。可分为以下三类：1．个体的内环境：机体内部各种必要的物质的产生和平衡失调，如疾病、营养缺乏、内分泌紊乱、机体内各种酶和血液成分的改变，这些即可以是应激反应的一部分，也可以做为应激源。2．外部的物质环境：机体所处的周围环境条件，如温度、湿度、光照、噪音、气流及风速、空气洁净度、饲料和水、药物、病原微生物和寄生虫等，均为应激源。3．心理社会环境：居住条件、饲养密度、个体间的关系、种群间的冲突、与人的关系等主要的生存环境应激。3、中介机制应激的中介机制也是应激的生理学基础，是指机体将传入信息（应激源、环境需求）转变为输出信息（应激反应）的内在加工过程，是应激反应的中间环节。包括心理中介机制和生理中介机制。心理中介机制是指个体觉察到情景对自身影响的认知评价过程，觉察和认知评价是决定个体对环境刺激是否引起防卫和抵抗的关键，涉及到个体对信息处理的水平，取决于气候、饮食、药物、生物关系以及特异环境等外部条件，也受到个体的遗传和既往经历等内在因素的影响。生理中介机制是探讨当应激源的信息被认知评价后，是如何转化为生理反应的。过去的研究将其分为神经系统、内分泌系统和免疫系统，近年的研究则更倾向于将其做为一个整体去看待，统称为“应激系统”。4、应激反应当个体经认知评价而觉察应激源的威胁后，通过心理和生理中介机制所产生的行为、心理和生理变化，这种变化称为应激反应。当应激源作用与机体时，中枢神经系统对应激信息接受、整合，传递至下丘脑，下丘脑通过交感-肾上腺髓质系统，释放大量儿茶酚胺，增加心、脑、骨骼肌的血流供应。同时，下丘脑分泌的神经激素可兴奋垂体-肾上腺皮质系统，广泛影响体内各系统的功能。但较强或较为持久的应激反应，可引起机体生理功能的紊乱和失衡，严重时可引发病理性的改变。应激可导致动物焦虑、恐惧、愤怒和抑郁等各种不良表现。三、实验动物的疼痛虽然痛的感觉在人类是很普遍的，但是，要清楚的确定它在其它动物身上是否存在就困难的多，因为动物不能报告它们的主观体验。然而，也有若干种动物，它们对那些使人感到很痛的刺激的行为反应同人非常相似，看来，说这些动物有痛的感觉并不仅仅是拟人论。狗、猫、某些有蹄类动物和鸟，它们的叫声和动作即使同人不相同，也是非常相似的。低等脊椎动物，如鱼和蜥蜴，通常是沉默的动物，所以它们对这种刺激的反应只限于运动行为。在这种情况下，痛知觉也是存在的。1、不适和受苦--不适是动物生活中必不可少的事情，并且调节着机体的各种功能。动物的不适、需求和功能障碍的经历都是具有生物学意义的现象，这种经历是动物调节自身的各种功能以摆脱这些状态的行为产生因素。对于一个个体来讲，饥饿、干渴、丧失配偶和恐惧都是不适的表现，这种状态促使个体进食、饮水、求偶、防卫或逃避等行为。当这种状态持续存在时，尤其是当动物不能或丧失了适当的纠正不适状态的行为特性时，不适转变为在应激的情况下出现的病理状态的行为，如刻板和破坏性行为。在没有可利用的行为来达到期望的结果时，动物也可能会表现为无行为冲动，变的消极、被动、冷漠和倦怠。2、疼痛--疼痛是一类不愉快的感觉和情绪上的感受所造成的痛苦，伴随着现有的或潜在的机体损伤。疼痛是由于机体内外较强的刺激而产生的，经常是主观的感觉和体征，包含有生理和精神情绪经验等心理各方面的因素。疼痛的生理反应包括疼痛感觉和疼痛反应，疼痛反应可以是局部的或是全身性反应，机体在不同的环境下机体的不同生理和心理活动状态下，其感觉和反应均不同。疼痛的主要作用是在机体对一定程度的疼痛通过痛感觉和痛反应，使机体迅速作出适应性防御反应，具有保护作用。恐惧也是对疼痛的条件反应，这种恐惧和逃避反应，是动物经过千百万年进化形成的生存机制的一部分。疼痛的产生起源于外周，感觉却在中枢。疼痛的过程中，机体内许多内源性致痛物质也参与神经冲动传导为神经递质，如5-羟色胺，在外周组织中，它作为致痛物质来自解体的血小板，低浓度既可致痛，主要参与血管性疼痛和饿损伤性疼痛。在中枢神经系统中，5