Wat onderzoek je?
Ons laboratorium richt zich op vocale communicatie tussen dieren, met name muizen en ratten. We zijn geïnteresseerd in hoe dieren op natuurlijke wijze met elkaar omgaan en hoe hun communicatiepatronen kunnen dienen als biomarkers voor neurologische ontwikkelingsstoornissen, zoals autisme. Door deze interacties te bestuderen, willen we begrijpen hoe genetische mutaties de hersenfunctie en het gedrag beïnvloeden.
Hoe maken dierproeven deel uit van je onderzoek?
Om communicatie te bestuderen, hebben we dieren nodig die vrij kunnen communiceren. Onze opstelling bestaat uit een open arena waar muizen of ratten zich vrij kunnen bewegen en op natuurlijke wijze met elkaar kunnen communiceren. We gebruiken een ‘akoestische camera’ met 170 microfoons en een visuele camera om geluiden nauwkeurig te lokaliseren en ze aan individuele dieren te koppelen. Zo kunnen we hun audiovisuele gedrag in detail analyseren.
Waarom is het essentieel dat je dieren gebruikt in dit onderzoek? Hoe zorg je ervoor dat dieren veilig worden behandeld?
De veranderingen die we bestuderen, vinden plaats op het niveau van hersenfuncties en gedrag – iets wat we ethisch en praktisch gezien niet bij mensen kunnen onderzoeken. We gebruiken bijvoorbeeld genetisch gemodificeerde muizen, zoals Shank3-knock-outmuizen, die aspecten van autismespectrumstoornissen modelleren. Deze modellen helpen ons te onderzoeken hoe genetische mutaties communicatie beïnvloeden.
We volgen de nieuwste normen voor dierenwelzijn. Onze experimenten zijn mild en vereisen minimale handelingen. Muizen worden niet bij hun staart opgetild, maar worden in buizen of platforms geleid om stress te verminderen. Hoe minder stress de dieren hebben, hoe natuurlijker hun gedrag is – en hoe betrouwbaarder onze gegevens. Als een dier zichtbaar gestrest is en niet reageert, sluiten we het uit van het onderzoek.
Er is een groeiende beweging aan de Radboud Universiteit om de huisvestingsomstandigheden van dieren te verbeteren, zodat ze natuurlijker en rijker worden. Dit komt niet alleen de dieren ten goede, maar verbetert ook de kwaliteit van het onderzoek. Als dieren in een meer stimulerende omgeving leven, zullen hun gedrag – en de gegevens die we verzamelen – representatiever zijn voor situaties in het echte leven.
Hoe kijk je het concept van diervrije innovatie aan?
Hoewel we het idee van het verminderen van het gebruik van dieren ondersteunen, kunnen bepaalde aspecten van gedrag, met name sociale interactie, niet worden gerepliceerd door computermodellen of organoïden. Er is geen vervanging voor het observeren van realtime communicatie tussen dieren. In de toekomst zou geavanceerdere beeldvorming van het menselijk brein de behoefte aan diermodellen kunnen verminderen, maar zover zijn we nog niet. Voorlopig blijft dieronderzoek essentieel voor het begrijpen en mogelijk corrigeren van hersenaandoeningen.
Waar gaat het LifeScope-project over?
LifeScope heeft als doel een compact, geautomatiseerd systeem te ontwikkelen dat in dierenkooien kan worden geïntegreerd om gedrag 24/7 te monitoren. Het doel is om tekenen van stress bij individuele dieren te detecteren door bewegingen en geluiden te volgen. Een uitdaging is om nauwkeurig te bepalen welk dier op een bepaald moment wat doet. Ons systeem lost dit op door nauwkeurige geluidslokalisatie te combineren met continue monitoring.
Het project zal vijf jaar duren. We hebben echter al aanzienlijke vooruitgang geboekt en zijn in gesprek met bedrijven die geïnteresseerd zijn in het commercialiseren van het systeem. Uiteindelijk zou LifeScope zowel het dierenwelzijn als de kwaliteit van gedragsonderzoek kunnen verbeteren.
Het is een combinatie van fundamenteel en toegepast. Hoewel ons werk geworteld is in fundamentele wetenschap – het begrijpen hoe communicatie in de hersenen werkt – heeft het duidelijke toepassingen. Het identificeren van gedragsbiomarkers kan bijvoorbeeld leiden tot een vroegere diagnose of betere behandelingsstrategieën voor neurologische ontwikkelingsstoornissen. Fundamenteel onderzoek is cruciaal, want zonder dat zouden we de toegepaste fase niet bereiken.