VisuGait 動物步態(tài)分析系統(tǒng)是通過腳印光亮折射技術，采用高速攝像機采集移動中的大小鼠行走過程中的足印信息，然后利用上海欣軟自主開發(fā)的足印步態(tài)分析系統(tǒng)自動識別分析小鼠的步態(tài)指標，以評價小鼠的運動和空間學習能力。評價指標包括：觸地面積、擺動速度、擺動時長、制動時長、步行周期、前后肢步寬、正常步序比等等，以此客觀評價PD模型的步態(tài)改變。

動物步態(tài)分析系統(tǒng)可用于評價神經創(chuàng)傷、神經性萎縮、神經疾病、以及疼痛癥狀群的動物模型。該系統(tǒng)應用范圍包括：脊索損傷、神經性疼痛、關節(jié)炎、中風、帕金森病、運動失調、腦損傷、外周神經損傷等疾病的研究。通過步態(tài)分析，了解神經源性疾病發(fā)展過程、評價治療方法的效果和篩選治療藥物。

帕金森氏癥導致肢體動作僵硬和協(xié)調性降低。步態(tài)分析系統(tǒng)通過測量動物模型中的腳間距離、擺動時相、支撐方式和正常步序比等參數(shù)評估運動協(xié)調性。

摘要

帕金森?。≒arkinson’s disease，PD）是全世界范圍內第二大神經退行性疾病，由于目前并未開發(fā)出前期的診斷方法，在病程中后期已無法根治，臨床上多采用保守治療，藥物緩解癥狀和手術輔助治療。目前常用左旋多巴來彌補多巴胺能神經元缺失所引起的多巴胺分泌不足，但是這種藥物緩解PD癥狀依賴于多巴脫羧酶的催化而發(fā)揮藥效，隨著晚期PD病人的神經元缺失，這種酶也將減少，只能在早期發(fā)揮比較明顯的作用，加大藥量的同時也將產生更加明顯的副作用，除了增加肝腎負擔以外，還會引起不自主運動和精神錯亂等癥狀，因此，繼續(xù)探索PD的發(fā)病機制，尋找更加合適的藥物靶標挽救神經元的缺失并探索合適的藥物仍然是探索的方向。

實驗方法

實驗材料：

1.?A53T轉基因小鼠或基因敲除小鼠（品系均為C57BL/6J）。

2.?10%酒精用于擦拭步態(tài)玻璃板。

注：75%酒精氣味刺激性大，頻繁使用將導致小鼠不愿通過跑道。

3.?衛(wèi)生紙。

4.?空籠盒。

行為學測試步驟包括：

（1）VisuGait 動物步態(tài)分析系統(tǒng)軟件，該軟件從位于t臺跑道下方的攝像機接收信息，并檢測由于對跑道表面施加壓力(例如，通過放置爪子)而從跑道表面反射的光線。

（2）把老鼠放到t臺的一邊。

（3）通過簡單的按鈕點擊，以電子方式啟動系統(tǒng)。

（4）讓動物走到跑道的另一邊。

模型建立與藥物處理：目前PD常用模型有神經毒素模型和基因編輯模型，其中神經毒素模型應用更加廣泛。本課題兩種模型均有涉及，對PD模型A53T轉基因小鼠或基因敲除小鼠，使用小動物麻醉機對小鼠按推薦計量使用異氟烷進行麻醉后固定于腦立體定位儀上，通過顱骨鉆在小鼠顱骨上鉆孔，將顯微注射針植入鉆孔側大腦紋狀體區(qū)域后，使用 6-OHDA（8 mg/kg）對敲除小鼠紋狀體注射，聯(lián)同使用治療藥物21天。

動物生存環(huán)境：將雌雄小鼠分開飼養(yǎng)每籠4-5只，分籠可避免發(fā)情和交配引起的激素水平改變，影響行為學的測試。室溫控制在22-25℃，12-12小時光暗循環(huán)的安靜環(huán)境中。給予充足的食物和飲用水。

注：實驗動物生存環(huán)境一定要安靜，?驚恐狀態(tài)下的小鼠，行為異常，不能反映真實行為學指標。每組小鼠最好不少于8只，以減少個體間差異，避免實驗偶然性。選擇12-14周齡小鼠，神經退行性疾病小鼠隨著年齡增加，神經元缺失更加嚴重，年齡太大，在病程后期，小鼠無法直立行走，年齡太小，表型不明顯，觀測不到運動異常指標。

行為學測試前準備：

提前適應環(huán)境：將小鼠提前兩天放入測試環(huán)境空間飼養(yǎng)（最好是將設備放在飼養(yǎng)環(huán)境測試），更換環(huán)境后，小鼠因為空調出風口方向、光線照射位置、環(huán)境氣味等改變，而表現(xiàn)出焦慮情緒，而PD患者本身就存在非運動癥狀，環(huán)境可能影響實驗結果。

設備調試：步態(tài)利用的是腳印光亮折射技術，建議實驗者提前一天在實驗預計進行的同一時間段調試設備。

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