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近年來，隨著環(huán)境污染加重、生活節(jié)奏加快以及飲食結(jié)構(gòu)改變，神經(jīng)精神類疾病的發(fā)生率逐年增加，對(duì)人類健康造成了嚴(yán)重危害。神經(jīng)精神損傷主要表現(xiàn)為 4個(gè)方面：認(rèn)知能力降低，感覺情緒障礙、運(yùn)動(dòng)能力下降以及社會(huì)行為改變 。通過行為學(xué)檢測(cè)對(duì)神經(jīng)精神系統(tǒng)損傷以及藥物療效具有很好的評(píng)價(jià)作用。步態(tài)是行為學(xué)評(píng)價(jià)中最直接的指標(biāo)之一，具有易觀察、靈敏和精確等特點(diǎn)，通過建立患者步態(tài)表現(xiàn)與臨床疾病之間的關(guān)系，可較好地預(yù)測(cè)一些疾病的發(fā)生和預(yù)后。因此，動(dòng)物步態(tài)評(píng)價(jià)在神經(jīng)精神藥物臨床前評(píng)價(jià)中的作用也越來越得到重視。本文針對(duì)動(dòng)物步態(tài)檢測(cè)以及在神經(jīng)精神藥物臨床前評(píng)價(jià)中的應(yīng)用作一綜述。 

1、動(dòng)物步態(tài)的檢測(cè) 

1.1 檢測(cè)方法 

傳統(tǒng)步態(tài)檢測(cè)方法有：平衡木行走試驗(yàn)、Bederson評(píng)分法、腳印分析、跑臺(tái)測(cè)試、圓柱體試驗(yàn)、階梯行走試驗(yàn)等，這些方法主觀性強(qiáng)，評(píng)價(jià)結(jié)果不精確，無法得到與動(dòng)物整體相關(guān)及時(shí)間相關(guān)的指標(biāo)。動(dòng)物步態(tài)儀是近年來基于計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)發(fā)展的步態(tài)檢測(cè)方法，可同時(shí)檢測(cè)動(dòng)物自發(fā)運(yùn)動(dòng)過程中靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和肢體協(xié)調(diào)性等參數(shù)，能客觀地分析動(dòng)物步態(tài)時(shí)間變化情況（見圖 1）。

圖1 步態(tài)檢測(cè)界面

A. 動(dòng)物運(yùn)動(dòng)圖（motion diagram）；B. 體位轉(zhuǎn)角圖（position anglechart）；C. 步跡三維圖（step three dimensional diagram）；D. 步跡圖（step chart）

動(dòng)物步態(tài)檢測(cè)儀包括一個(gè)玻璃板跑道，在跑道一側(cè)通過熒光投射裝置可以將熒光從側(cè)面反映在玻璃內(nèi)部，測(cè)試過程動(dòng)物通過跑道時(shí)會(huì)使光線折射率發(fā)生改變從而使光線投射的位置發(fā)生改變。玻璃板下方安裝有高速攝像頭，能感知光線的微小變化并通過軟件記錄下測(cè)試動(dòng)物步態(tài)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)前需對(duì)動(dòng)物進(jìn)行1周左右的訓(xùn)練，能排除環(huán)境等因素對(duì)動(dòng)物步態(tài)的干擾。裝置旁的飼養(yǎng)盒能夠誘導(dǎo)動(dòng)物快速穿過玻璃跑道，有利于試驗(yàn)開展。

1.2 檢測(cè)指標(biāo)

 國(guó)外步態(tài)分析系統(tǒng)主要參數(shù)包含單個(gè)腳印相關(guān)參數(shù)（支撐時(shí)相、擺動(dòng)時(shí)相、懸空-觸地時(shí)相、腳印重力）、與腳印間相對(duì)位置有關(guān)的參數(shù)（腳印間距離、對(duì)側(cè)腳印間距離和同側(cè)腳印間距離）、與足印間時(shí)間關(guān)系相關(guān)參數(shù)（腳爪步序、相位延遲參數(shù)）、與趾端開口距和腳爪朝向有關(guān)的參數(shù)（近、遠(yuǎn)趾端開口距、腳印長(zhǎng)度及腳爪朝向等）以及動(dòng)物腳步數(shù)、身體部位與步行跑道接觸的時(shí)間等參數(shù) 。Li 等基于原有的足跡分析法，運(yùn)用新技術(shù)對(duì)足印分析法進(jìn)行了改進(jìn)。我們根據(jù)現(xiàn)有步態(tài)儀資料，將步態(tài)參數(shù)分為支撐時(shí)相、體態(tài)、步基、速度、距離面積強(qiáng)度和協(xié)調(diào)性方面等 6大類（見表 1）。  

表1 動(dòng)物步態(tài)指標(biāo)分類 

Tab 1 Animal gait index classification

2、動(dòng)物步態(tài)檢測(cè)在神經(jīng)精神藥物評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

2.1 在藥效評(píng)價(jià)中應(yīng)用 

目前研究比較多的為嚙齒類動(dòng)物缺血后腦卒中模型的步態(tài)變化。研究發(fā)現(xiàn)大鼠腦缺血 4 d 后、強(qiáng)度、最大的接觸面積、爪角明顯降低、前肢支撐時(shí)間為對(duì)側(cè)的 2 倍，表明中風(fēng)影響運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和減少肢體協(xié)調(diào)能力，10 d 之后動(dòng)物最大的接觸面積，后肢步幅和擺動(dòng)速度明顯降低，除了爪角外，上述肢體協(xié)調(diào)變化持續(xù)至少 5 周，與人中風(fēng)患者比較，大鼠步幅和步基沒有明顯的變化。Duberstein對(duì)小型豬中風(fēng)模型進(jìn)行步態(tài)研究，研究發(fā)現(xiàn)整體步態(tài)對(duì)稱性在時(shí)間和空間參數(shù)變化，可分析出步行速度，后擺時(shí)間和前蹄高度的變化。這些研究在不同的步態(tài)參數(shù)中進(jìn)行，表明了高水平的可重復(fù)性和靈敏度步態(tài)變化。此外，動(dòng)物步態(tài)檢測(cè)也被報(bào)道應(yīng)用于脊髓損傷、腦損傷、帕金森氏病、阿爾茨海默病、疼痛、糖尿病外周神經(jīng)病變、熱射病等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病動(dòng)物模型的研究。探索不同神經(jīng)系統(tǒng)疾病模型動(dòng)物步態(tài)異常的特點(diǎn)，有利于揭示研究此類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病病理機(jī)制，同時(shí)建立適用于藥物作用客觀規(guī)范的藥效評(píng)價(jià)方法具有重要的意義。

2.2 在毒理學(xué)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

神經(jīng)毒性行為學(xué)早期評(píng)價(jià)主要是在機(jī)體尚未出現(xiàn)明顯的癥狀、體征及病理形態(tài)學(xué)等改變，而行為功能發(fā)生了細(xì)微的變化，主要表現(xiàn)為感覺、運(yùn)動(dòng)、情緒及認(rèn)知障礙上的改變。步態(tài)分析可以用于評(píng)價(jià)早期神經(jīng)運(yùn)動(dòng)障礙評(píng)價(jià)，步態(tài)異常有助于毒性部位的確定，判斷神經(jīng)系統(tǒng)損傷區(qū)域?qū)ι砉δ艿挠绊憽＠缦逻\(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病可致跨越步態(tài)，剪形步態(tài)和僵硬步態(tài)說明上運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元損害，小腦功能不良可致共濟(jì)失調(diào)及步態(tài)蹣跚。在幾種環(huán)境毒物對(duì)幼年動(dòng)物神經(jīng)行為學(xué)的研究中，步態(tài)改變也是最敏感指標(biāo)之一。在安全藥理研究中，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)影響的評(píng)價(jià)，無論是功能觀察組合試驗(yàn)（functionalobservation battery，F(xiàn)OB）還是 Irwin’s 指標(biāo)體系，步態(tài)觀察均是重要的觀察指標(biāo)。 

3、展望 

動(dòng)物步態(tài)儀由于其指標(biāo)多樣性和客觀性，被越來越多的運(yùn)用于神經(jīng)精神類疾病研究當(dāng)中，在藥物臨床前評(píng)價(jià)試驗(yàn)研究中展現(xiàn)出很大的應(yīng)用前景。然而，步態(tài)檢測(cè)需要進(jìn)一步解決的問題有：① 完善步態(tài)表現(xiàn)與動(dòng)物模型之間的關(guān)系研究：通過系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)物模型建立和步態(tài)評(píng)價(jià)，建立不同疾病模型在不同時(shí)期的步態(tài)變化背景資料；② 建立靈長(zhǎng)類動(dòng)物步態(tài)分析系統(tǒng)：目前步態(tài)分析多為嚙齒類動(dòng)物，靈長(zhǎng)類動(dòng)物的步態(tài)分析還停留在人工觀察階段，如何建立數(shù)字化、影像化和客觀化的靈長(zhǎng)類步態(tài)分析系統(tǒng)是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)；③ 建立步態(tài)檢測(cè)與其他生理、生化指標(biāo)檢測(cè)的整合：如何建立步態(tài)檢測(cè)和腦電圖、肌電圖、血壓，呼吸以及代謝產(chǎn)物等生理生化指標(biāo)的實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)，對(duì)藥物藥理毒理作用的系統(tǒng)評(píng)價(jià)具有重要意義。