Im Projekt „NoSeMaze“ haben Forschende einen sensorbestückten Lebensraum für Mäuse entwickelt. Darin kann man größere Gruppen über Wochen rund um die Uhr untersuchen, ohne die Tiere zu stören. So lassen sich gleichzeitig Daten zu Rangordnung, sozialen Beziehungen und Lernverhalten gewinnen. Mit überraschenden Ergebnissen.
Worum geht es im Projekt „NoSeMaze“?
Wer verstehen will, wie sich Tiere in einer Gemeinschaft verhalten, muss sie über längere Zeit beobachten. Genau das ist im Labor bislang schwierig: Klassische Verhaltenstests nehmen einzelne Tiere aus ihrer Gruppe heraus, setzen sie in eine fremde Apparatur und erzwingen dort eine Interaktion mit anderen Tieren oder eine Verhaltensaufgabe. Das verursacht Stress – und verändert damit genau das Verhalten, das gemessen werden soll.
Das Verbundprojekt „NoSeMaze“ hat deshalb ein Mäusehabitat entwickelt, das die Tiere ununterbrochen untersucht, ohne sie zu stören: den Non-invasive Sensor-rich Maze (NoSeMaze). Neun bis zwölf Mäuse leben dort mehrere Wochen zusammen. Das System erfasst dabei, wer wen aufsucht oder wem ausweicht und wie jedes einzelne Tier lernt.
Was ist das Besondere an diesem Ansatz?
Der NoSeMaze misst nicht nur einzelnes Verhalten, sondern mehrere Verhaltensweisen gleichzeitig – und zwar so, wie sie spontan auftreten. Weil die Tiere die Lernaufgaben in ihrem eigenen Rhythmus bearbeiten, entfällt etwa die sonst üblichen Entzug oder Verknappung von Trinkwasser. Die Rangordnung etwa wird nicht in einem klassischen Röhrentest ermittelt, bei dem zwei Tiere von Hand gegeneinander angesetzt werden. Stattdessen registriert das System spontane Begegnungen, bei denen zwei Mäuse gleichzeitig von entgegengesetzten Seiten in eine Verbindungsröhre laufen: Eine drängt vor, die andere weicht zurück. Aus vielen solcher zufälligen Begegnungen entsteht ein verlässliches Bild der sozialen Hierarchie.
Wie trägt das Projekt zum 3R-Prinzip bei?
Die neue Entwicklung trägt zum Refinement bei. Über die gesamte Versuchsdauer greifen die Forschenden nicht in das Geschehen ein: Die Mäuse bleiben in ihrer Gruppe, in ihrem Habitat und in ihrem Aktivitätszyklus. Über die gesamte Projektlaufzeit wurden weder ernsthafte Kämpfe noch relevante Verletzungen beobachtet. Zugleich trägt der Ansatz zur Reduction bei. Viele Verhaltensfragen werden bislang in getrennten Tests und teilweise auch mit unterschiedlichen Tiergruppen untersucht. Im NoSeMaze liefern dieselben Tiere gleichzeitig Daten zu Rangordnung, sozialen Beziehungen und Lernverhalten über Wochen bis Monate. So lassen sich mit denselben Tieren mehr Fragestellungen gleichzeitig untersuchen und zusätzliche Versuche reduzieren.
Was haben die ersten beiden Studien gezeigt?
In einer ersten gerade im Wissenschaftsjournal „eLife“ publizierten NoSeMaze-Studie konnten Dimensionen individueller Persönlichkeiten von Mäusen gezeigt werden. Besonders interessant war, dass die Tiere ihren sozialen Status in verschiedenen sozialen Kontexten immer wieder ähnlich einnahmen. Dieser wurde unter den Ranghöheren aktiv ausgehandelt. Größe half dabei nur teilweise: Schwerere Tiere verloren seltener und wurden seltener gejagt, gewannen aber nicht häufiger.
Eine zweite parallel in „Nature Communications“ publizierte Studie analysierte mehr als 7.000 Stunden Videomaterial spontaner sozialer Interaktionen mit speziell trainierter KI. Die Tiere bildeten kleine, eng verbundene Cliquen, in denen dieselben Tiere über Wochen gegenseitig Kontakt suchten, vergleichbar mit den besonders einflussreichen „Rich Clubs“ in sozialen Netzwerken beim Menschen. Diese Cliquen ließen sich weder aus der Verwandtschaft noch aus früheren Cliquenzugehörigkeiten vorhersagen. Sie entstehen in jeder Gruppe neu.
In die Gruppen waren einzelne genetisch veränderte Tiere mit reduzierter Funktion des Neurohormons Oxytocin in einem sensorischen Kortex eingestreut. Diese Tiere waren sozial genauso aktiv wie alle anderen und verhielten sich in Zweierbegegnungen völlig unauffällig. Aber in eine Clique fanden sie so gut wie nie hinein. Ihre Kontakte blieben unbeständig, sodass auch die Artgenossen keine stabilen Beziehungen zu ihnen aufbauten. Ein subtiler Unterschied wird so durch die Gruppendynamik zu einem deutlichen sozialen Nachteil. Dies ist ein Muster, das an Beobachtungen bei Autismus-Spektrum-Störungen erinnert. Sichtbar wurde dies nur, weil sich das ganze Netzwerk über Wochen ununterbrochen beobachten ließ.
Was ist das langfristige Ziel des Projekts?
Mit diesem Gesamtsystem rücken Fragen in Reichweite, die weit über die Maus hinausweisen: Wie entstehen individuelle Unterschiede, wie verfestigen sie sich, und was macht manche Individuen widerstandsfähiger als andere? Technische Weiterentwicklungen ermöglichen dabei die Kombination des NoSeMaze mit gezielten, nicht-invasiven Manipulationen von Hirnnetzwerken und bildgebenden Verfahren. Das offene System steht anderen Forschenden mit Bau- und Betriebsanleitungen, Software und Auswertungswerkzeugen frei zur Verfügung
(nosemaze.org).
Kontakt: Prof. Dr. Wolfgang Kelsch, Klinik für Psychiatrie und Psychotherapie, Universitätsmedizin der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz — wokelsch@uni-mainz.de
Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt hat das Forschungsprojekt „NoSeMaze 1 und 2“ im Rahmen der Förderinitiative „Alternativmethoden zum Tierversuch“ mit rund 880.000 Euro unterstützt. Weitere Informationen finden Sie hier.
Referenzen:
Reinwald, J.R., Ghanayem, S., Wolf, D., Scheller, M.F., Lebedeva, J., Lebhardt, P., Gölz, O., Nelias, C., and Kelsch, W. (2026). Individual differences drive social hierarchies in male mouse societies. eLife 15:RP109354. doi: 10.7554/eLife.109354. PMID: 42678137; PMCID: PMC13533481. https://elifesciences.org/articles/109354
Nelias, C., Ghanayem, S., Wolf, D., Moor, M., Nikolantonaki D, Turgut ED, Scheller, M.F., Grinewich, V., Reinwald, J., and Kelsch, W. (2026). Stable clique membership in male mouse societies requires oxytocin-enabled social sensory states. Nature Communications 17(1):8493. doi: 10.1038/s41467-026-76841-5. PMID: 42608410; PMCID: PMC13484484. https://www.nature.com/articles/s41467-026-76841-5
