太空鼠的神经密码:从空间站到人类健康的科学桥梁
神舟二十一号任务创造了3.5小时快速对接空间站的新纪录,而这一里程碑意义的另一面,由四位特殊的航天员承载——我国首批入驻空间站的C57BL/6实验小鼠。按计划,这四只黑色小鼠已在轨生活12天,并经历了为期5至7天的关键实验阶段,肩负着验证哺乳动物在太空长期生存可行性的重大使命。

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七十年航天传奇:小鼠的太空征程与挑战
在人类航天史上,动物始终是开路先锋。自20世纪50年代起,小鼠作为理想的模式生物,已陪伴人类探索太空七十余年,但这条探索之路充满挑战:

这些里程碑事件奠定了实验小鼠的地位,各国在早期根据需求选择了不同的实验动物:美国多用灵长类,苏联青睐犬类,而小鼠则因其繁殖快、成本低、遗传背景清晰、与人类基因相似度高等独特优势,成为几乎所有国家太空生物学实验的标配。中国也在此领域积累了丰富经验,为本次空间站任务奠定了坚实技术基础。
精英选拔:严苛的神经科学筛选
成功的背后是长达十年的不懈攻关。从2016年的构想,到2023年项目正式立项,团队对300只候选小鼠进行了极其严苛的选拔。这场选拔堪称精密到神经细胞的行为学筛选,与神经科学研究高度契合。转棒实验要求小鼠在旋转杆上保持平衡,展现运动协调与耐力。这一指标是帕金森病(PD)、肌萎缩侧索硬化(ALS)研究的核心标尺。平衡木与抗晕能力测试针对前庭功能,NASA数据显示约68%宇航员会因前庭失调出现太空适应综合征。迷宫测试则评估认知记忆与应激反应,原理与阿尔茨海默病(AD)研究的水迷宫实验一脉相承。最终,仅综合排名前1.3%的4只精英脱颖而出,并接受了针对微重力环境的专项适应训练。

转棒测试(图片来源于网络)

平衡木测试(图片来源于网络)

抗晕能力测试(图片来源于网络)

迷宫测试(图片来源于网络)
高科技家园:精密生命支持系统
在遥远的太空,如何为小鼠打造一个稳定可靠的居住舱,这成为科研团队的首个挑战。要知道,在地面上这些SPF级鼠宇航员本就享受着“七星级宾馆”般的待遇,其生活环境对洁净度的要求极为严格。为此,科学家们为它们量身定制了一套高科技生命支持系统。这个太空公寓采用坚固的钛合金框架,内置5级HEPA空气过滤系统(每小时换气12次),并通过0.3m/s的定向气流自动收集大部分排泄物,堪称一个精密的生命保障堡垒。

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在此环境中,科研人员将通过视频实时观察小鼠的行为、应激反应、活动节律及社会互动。不仅如此,对于选用的小鼠品系也格外讲究。此次,科学家们选择的是国际公认的标准实验模型——C57BL/6品系小鼠,也是人们常说的“小黑鼠”,该品系正常毛色为深灰色至近黑色。C57BL/6是一种近交系小鼠,遗传均一性好、个体间差异小,有利于开展空间实验和科学数据采集。

C57BL/6品系小鼠
天地科研闭环:从太空到地面的神经科学平台
要理解太空小鼠实验的筛选逻辑,其实可以看看地面上科学家是怎么做的。
比如,在地面的生命科学实验室里,研究人员会通过一套成熟的行为分析系统来观察小鼠。这套系统能全面评估小鼠各方面的状态。集萃药康目前已搭建完整的行为学分析平台,核心技术主要包括:
运动能力测试:通过让小鼠抓握、在转棒上平衡,来判断它们的运动神经是否健康;
记忆与认知评估:借助水迷宫、旷场实验,研究小鼠的学习和记忆能力,这类实验对理解阿尔茨海默症等疾病非常重要;
疼痛与神经感知检测:使用热板、Von Frey触觉测痛技术,观察小鼠对疼痛和触摸的反应,为疼痛机制研究和药物开发提供依据。
这些地面实验的方法和思路,也为我们理解太空中小鼠的行为和健康变化提供了重要参考。

深远意义:开创空间生命科学新范式
任务结束后,小鼠将随返回舱返回地球并接受全面的生理学分析,以研究其在太空环境中多组织器官的适应性变化。这些宝贵数据不仅对未来开发对抗骨质流失、肌肉萎缩等太空病的防护手段至关重要,为载人登月等长远计划的生命保障系统设计提供关键依据,更标志着航天医学与神经科学迎来了融合创新的重要时刻。在精准小鼠模型的支撑下,这份来自太空的珍贵数据将加速转化为守护航天员健康、改善人类生活质量的创新方案,推动深空探索与生命健康领域协同发展,共同迈出坚实步伐。
参考资料
[1] https://www.cas.cn/cm/202511/t20251103_5087031.shtml
[2] https://news.qq.com/rain/a/PET2018112800385500?no-redirect=1
[3] https://mp.weixin.qq.com/s/ytkGSDNWskcABvwgeD5ahA?scene=1&click_id=2
[4] https://baijiahao.baidu.com/s?id=1847457090762011037&wfr=spider&for=pc
