Die Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine gängige Methode zur Untersuchung des Schafhirns. Bisher wurde sie nur unter Vollnarkose durchgeführt, um die Bewegungslosigkeit des Tieres sicherzustellen. Die Narkose führt jedoch zu Stress und anderen negativen Nebenwirkungen und gefährdet zudem die Untersuchung der Gehirnaktivität.
Ein Forscherteam des INRAE hat ein Trainingsprotokoll entwickelt, das an Schafe angepasst ist, um MRT-Aufnahmen bei wachen Tieren durchzuführen, ohne dass diese fixiert werden müssen. Dabei griffen die Forscher auf frühere Arbeiten mit Hunden zurück, die bis jetzt die einzige Tierart waren, die diese Art von Protokoll durchführen konnte.
Im Aufzuchtbereich der experimentellen Forschungseinheit „Facility of Animal Physiology“ (UEPAO) im Zentrum INRAE Val de Loire in Nouzilly begannen die Forscher gleich nach der Geburt der Lämmer mit einer Eingewöhnungsphase. Ziel war es, herauszufinden, welche Tiere am empfänglichsten für Streicheleinheiten oder für Schaumstoffobjekte in der Nähe ihres Kopfes waren.
Das Papier ist veröffentlicht im Journal Methoden der Verhaltensforschung.
Nach der Auswahl von 10 Lämmern fand auf der Schafzucht in Nouzilly eine erste Trainingsphase statt. Das Forschungsteam brachte den Tieren bei, eine Rampe hinaufzuklettern, um zu einem nachgebauten MRT-Scanner zu gelangen und sich dann hinzulegen. Den Lämmern wurde auch beigebracht, ihren Kopf in eine nachgebaute MRT-Spule zu halten.
Im echten MRT-Raum angekommen, konnten die Schafe das gleiche Verhalten sehr leicht reproduzieren, hatten aber einige Schwierigkeiten, vollkommen still zu bleiben. Es dauerte einige Wochen, bis sich die Tiere an die Vibrationen der Maschine gewöhnt hatten und sich für einige Minuten nicht mehr bewegten. Schließlich waren die MRT-Bilder ihrer Gehirne mit denen von anästhesierten Schafen vergleichbar, ein Ziel, das zunächst bei sechs der zum Zeitpunkt der Abfassung dieses Artikels trainierten zehn Schafe erreicht wurde und seitdem bei neun Schafen. Das Protokoll dauerte neun Monate, von der Geburt der Lämmer bis zu den ersten MRT-Aufnahmen.
Der Erfolg dieses Protokolls eröffnet bereits neue Wege für die Forschung im Bereich der Neurobildgebung bei Tieren (z. B. fMRI), da es ermöglicht, die Gehirnfunktion bei wachen Tieren zu untersuchen. Eine Studie zur Aktivierung bestimmter Gehirnregionen im Zusammenhang mit dem Hören läuft derzeit und ist Gegenstand einer Doktorarbeit, die auf diesem Trainingsprotokoll basiert.
Dieses Beispiel freiwilliger Kooperation zwischen Trainer und Schaf veranschaulicht die Lernfähigkeit des Tieres und unterstreicht die Bedeutung der Mensch-Tier-Beziehung bei der Entwicklung innovativer Methoden. Die Studie eröffnet auch neue Möglichkeiten, andere Tiere für MRT-Untersuchungen im Wachzustand zu trainieren. Solche Trainingsmethoden könnten zahlreiche weitere Anwendungen haben, etwa beim Scheren oder bei der medizinischen Ausbildung – wenn das Tier lernt, bei der tierärztlichen Versorgung zusammenzuarbeiten.
Mehr Informationen:
Camille Pluchot et al., Trainingsprotokoll für Schafe (Ovis aries) zur freiwilligen und ungehinderten strukturellen MRT-Aufnahme des Gehirns im Wachzustand, Methoden der Verhaltensforschung (2024). DOI: 10.3758/s13428-024-02449-6
Zur Verfügung gestellt von INRAE - Nationales Forschungsinstitut für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt