大小鼠步态精细行为分析系统是通过AI赋能深度学习神经网络算法,结合云计算技术,能够快速追踪并分析动物的目标行为;用于评估大小鼠步态和运动行为的设备,广泛应用于髓损伤和其他神经损伤、神经类痛、中风,帕金森氏症、小脑性共济失调、脑外伤、周围神经损伤等领域。
一、时间参数指标
步行周期(Gait Cycle)
定义:单足从着地到再次着地的完整动作周期。
意义:
周期延长提示运动迟缓(如帕金森模型的黑质多巴胺能神经元退化);
周期缩短可能与运动亢奋(如多巴胺受体激动剂处理)或焦虑行为相关。
应用:
帕金森模型(MPTP诱导):量化运动迟缓程度;
脊髓损伤模型:评估干细胞移植后的运动节律恢复。
支撑时长(Stance Duration)
定义:足部接触地面的持续时间。
意义:
延长反映痛觉回避行为(如足底病症模型);
缩短提示步频加快或肌张力增高(如脊髓痉挛)。
应用:
关节病模型:评价药(塞来昔布)的镇痛效果;
肌营养不良模型(mdx小鼠):监测肌力衰退进程。
摆动时长(Swing Duration)
定义:足部离地摆动的时长。
意义:
缩短提示运动协调性下降(如小脑损伤共济失调);
延长可能因足下垂或关节活动受限(如骨关节病)。
二、协调性与稳定性参数
双支撑时相(Double Support Phase)
定义:两足同时接触地面的时间占比。
意义:
增加提示步态冻结(帕金森典型表现);
减少反映运动流畅性。
步序类型(Gait Patterns)
十字型(Cruciate):
序列:RF→LF→RH→LH(对角线交替);
意义:健康动物的协调步态,反映脊髓中枢模式发生器功能正常。
旋转型(Rotate):
序列:RF→LF→LH→RH(单侧肢体优先移动);
意义:提示小脑或基底节损伤(帕金森模型)。
交替型(Alternate):
序列:RF→RH→LF→LH(同侧肢体连续运动);
意义:常见于脑卒中模型运动控制异常。
三、空间参数
步幅(Stride Length)
定义:同足连续两次着地的距离。
意义:缩短提示运动功能障碍(如神经退行病)。
足趾开口距(Toe Spread)
定义:足趾张开角度。
意义:用于计算神经功能指数(SFI/TFI/PFI),量化神经损伤程度。
四、技术参数与设备要求
视频采集 :高速摄像机(≥1280×1024分辨率,120 fps)
智能分析功能:系统内置算法可以自动识别和分类大小鼠的足迹,减少人工干预,提高数据准确性。可以分析步态的各个方面,包括步幅、步频、支撑时间、摆动时间等超过60种指标,反映步态变化。
实验规范:需控制环境(22-25℃、<50dB噪音),动物提前适应场地2天。
五、应用场景
神经退行病:帕金森模型通过步序紊乱(旋转型)、双支撑时相增加确诊。
镇痛评估:关节炎模型患肢支撑时长显著缩短(避重行为)。
神经研究:坐骨神经损伤后,足趾开口距恢复反映神经功能。
此分类整合时空、协调性及动力学参数,为病症机制研究与药品评价提供多维度量化依据。