Лабораторные мыши остаются самым распространенным видом млекопитающих в биомедицинских исследованиях. По оценкам ученых, ежегодно в мире используют около 192 миллионов этих животных. Большинство из них по завершении опытов приходится умерщвлять. Поэтому значение имеет не только надежность метода, но и то, сколько боли, страха и удушья животное успевает испытать до потери сознания.
Один из самых распространенных способов — постепенно наполнять камеру углекислым газом. Это простой, но не слишком гуманный метод. При высокой концентрации газ соединяется с водой на слизистых оболочках, образует угольную кислоту и активирует болевые рецепторы. Прежние эксперименты показали, что грызуны стараются избегать таких камер и демонстрируют признаки стресса.
Ученые из Великобритании предложили более гуманный метод — постепенную декомпрессию. Давление в камере медленно снижают, имитируя подъем на большую высоту. Мозг получает все меньше кислорода, и животное теряет сознание. Из авиационной медицины известно, что человек при высотной гипоксии постепенно перестает ясно мыслить и не всегда осознает опасность.результаты исследования опубликовал lab animal.
Биологи записали активность мозга, сердечный ритм и поведение 24 молодых самцов мышей одной лабораторной линии. В первой группе давление постепенно снижали до 200 миллибар. В двух других камеру заполняли углекислым газом, подавая его сверху или снизу. Так тяжелый CO₂ скапливается внизу, поэтому способ подачи определяет концентрацию возле пола.
Выяснилось, что в бодрствующем состоянии на ЭЭГ преобладают быстрые колебания. При глубоком сне или наркозе активность смещается к медленным дельта-волнам. Эту информацию использовали как признак тяжелого нарушения сознания, при котором способность воспринимать боль и удушье должна быть заметно снижена.
При декомпрессии медленные волны начали преобладать спустя примерно 105 секунд. Мыши теряли способность сохранять нормальную позу гораздо позже, приблизительно через 290 секунд. Нарушения дыхания и потеря координации также возникали уже после перехода мозга в состояние, похожее на наркоз.
С углекислым газом изменение дыхания, попытки бегства и потеря координации начинались до устойчивого появления медленных волн. Мыши переставали держаться на лапах на 10-20 секунд раньше, чем ЭЭГ указывала на глубокую потерю сознания. Следовательно, внешне неподвижное животное еще могло ощущать удушье и боль. В углекислотных группах мыши также совершали больше судорожных вдохов.
Подача газа снизу оказалась особенно сложной. В момент потери позы содержание CO₂ на уровне животного составляло в среднем около 63% против 38% при подаче сверху. Ученые рекомендовали как минимум подавать газ сверху и не увеличивать поток сразу после падения мыши, а выждать еще 10-20 секунд, чтобы не подвергать не полностью отключившееся животное воздействию особенно высокой концентрации.
Тем не менее нельзя назвать умерщвление декомпрессией полностью безболезненным. У мышей выявили умеренное кровоизлияние в полости среднего уха, хотя барабанные перепонки сохранились. Однако этот метод статистически более гуманный.