即将发射的神舟二十一号载人飞船,将携带 6 项科学实验上行中国空间站。
其中," 空间动物品系筛选与饲养关键技术验证 " 实验将围绕首次进入中国空间站的 4 只小鼠,开展为期 5 到 7 天的 " 小鼠空间环境的适应性和应激响应研究 ",这将填补我国在空间站小型哺乳动物实验方面的空缺。在中国科学院动物研究所,近期,科研人员们一直在为这次空间科学实验的顺利进行做着准备。
" 小鼠上天 " 执行重要任务
这次一项重要研究就是围绕 4 只小鼠展开。小鼠是生命科学研究的重要哺乳类模式动物,与人类基因相似度约 85%。
小鼠由于体形小、繁殖周期短,且易于进行基因编辑,是开展生命体空间生理、病理及生长发育和繁衍研究的合适对象,对于人类未来长期太空生存、繁衍,及健康等方面的研究具有重要意义。

在轨期间,航天员与地面科研人员将通过多维度视频图像监测小鼠的空间行为,研究失重、密闭等空间条件对小鼠行为模式的影响,从而掌握空间小型哺乳动物饲养和监测关键核心技术,并初步探究小鼠在空间环境的应激响应和适应性变化规律。

本项目上行的 4 只近交系小鼠,包括雌性、雄性各 2 只,在轨饲养 5 到 7 天后,随神舟二十号载人飞船返回地球,开展进一步的科学研究。
中国科学院动物研究所副研究员 李天达:这次的任务探索,从地面发射前准备一直到在轨实验,是一个全流程的通路。给下次建立这个能力,再开展生物研究奠定基础,这是一个从 "0" 到 "1" 的过程。
" 过五关斩六将 "
科研人员告诉记者,航天员的筛选是万里挑一,这批实验小鼠的筛选也同样十分严格。近期,他们已经在实验室对约 300 只候选小鼠进行了长达 60 多天的层层筛选与训练,重点考核小鼠的生理指标、繁殖能力、运动能力、空间识别能力、记忆能力等,以确保这次哺乳动物空间科学实验的顺利进行。
为了筛选合格的小鼠,科研人员专门设计了测试小鼠体能和抗眩晕能力的仪器。
小鼠体能测试
小鼠转棒式疲劳仪,就像是给小鼠设计的 " 动感单车 ",6 只小鼠需要在每个旋转的滚轮上不停地跑动,才能不会掉下来,哪一只小鼠停留时间最久,就会最终胜出,进入下一轮筛选。

专家称,如果这一轮测试中,所有小鼠都掉落下来,那么他们会选择最后掉下来的一只体能最好的小鼠进入下一轮角逐。
小鼠抗眩晕能力测试

考验小鼠的抗眩晕能力,有点像航天员的地面失重训练。在一个高速旋转的容器内,小鼠会经历横向、竖向及正、反的持续转动。
中国科学院动物研究所实验动物中心工程师 王祎曦:这是很核心的筛选项目,来测试小鼠,旋转对它前庭功能是否有影响。如果对它前庭功能没有任何影响,就视为筛选合格的小鼠。

专家介绍,前庭功能是指维持平衡和空间定向的核心系统,负责感知头部运动、协调身体姿势与眼球运动。如果前庭功能异常,可能会导致眩晕、失衡等症状。通过测试小鼠前庭功能,科研人员可以筛选出更适应发射阶段失重状态的优质小鼠。

完成抗眩晕能力测试的小鼠从容器中被取出后,就马上进入 " 平衡木 " 测试。眼前的小鼠就顺利地通过了平衡木进入了下一关。

据介绍,除体能方面的筛选外,科研人员还为小鼠设计了 " 闯迷宫 " 等测试环节,用以考验小鼠的记忆力和智商,确保其在空间环境中能够准确找到食物。
小黑鼠更具优势
科研人员将全程监控
科研人员告诉记者,这次实验使用的是一种小黑鼠,区别于以往我们看到的实验用小白鼠,小黑鼠具备独特优势,是这次空间科学实验的首选动物样本。
据介绍,这次用到的小黑鼠属于近交系,它们不仅长得很像,而且利用这种小鼠做出的实验结果也十分有利于开展科学研究。
中国科学院动物研究所实验动物中心工程师 王祎曦:用近交系小鼠,这 1 只小鼠和 100 只小鼠做出来的实验结果应该是没有太大差别的,几乎可以说是一模一样。得到的发射前后和训练筛选前后的数据都有可比性。
据介绍,我们常见的小白鼠属于封闭群小鼠,这种小鼠个体差异性较大,对于这次空间科学实验来说,小黑鼠更加适合。
中国科学院动物研究所实验动物中心工程师 王祎曦:对于目前阶段来讲,需要用近交系的小黑鼠来获得一致性的结果,来攒一定的数据。而在未来,可能我们封闭群的小白鼠也会运用到航天实验中。
科研人员告诉记者,经过精心筛选训练后的 4 只小鼠将装在特制的容器中,随神舟二十一号载人飞船运送到中国空间站,并在全程监控情况下开展实验。这次实验将为未来我国开展此类空间研究奠定基础。
在轨期间,航天员与地面科研人员将通过多维度视频图像监测小鼠的空间行为,研究失重、密闭等空间条件对小鼠行为模式的影响,从而掌握空间小型哺乳动物饲养和监测关键核心技术,并初步探究小鼠在空间环境的应激响应和适应性变化规律。4 只小鼠将在轨饲养 5 到 7 天,之后会随神舟二十号载人飞船返回地球,科研人员将对其开展下一步的科学研究。
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监 制丨李绍飞
编 辑丨应凰
审 校丨刘雅虹
来 源丨央视网综合央视新闻



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