小动物被动跑轮系统

小动物被动跑轮系统对运动耐力、协调性和疲劳程度的指标记录能力分析

一、系统基本功能与记录能力

小动物被动跑轮系统主要由跑轮组件、驱动装置、传感器和数据采集系统组成，能够记录以下基础参数：

跑轮转动方向（正转/反转）

累计转数

总行程距离

转速变化（1-20转/分可调）

运动时间与休息时间比例

（如ZL-015）支持通过软件设置：

阶梯式增速模式（每5分钟提升5%转速）

加速度阈值控制

单次运行时间限制（如90分钟）

强制间歇休息（休息时间≥运动时间的30%）

二、关键指标记录能力

1. 运动耐力评估

被动跑轮系统可通过以下间接指标反映运动耐力：

持续运行时间：动物在设定转速下的持续运动能力

转速耐受性：逐步增加转速至动物力竭的临界值

恢复时间：运动后活动频率恢复正常所需时间

量化标准参考：

小鼠力竭标准：连续10秒无法维持正常奔跑姿势或腹部接触跑道超过5秒

生理指标辅助：心率>700次/分钟，肛温>39.5℃或血乳酸值>8mmol/l

2. 协调性评估

系统可通过以下方式评估协调性：

步态分析（需结合视频追踪）：

步幅长度

后肢摆动时间

脚趾伸展程度

轨道宽度

失误频率：动物在跑轮上失去平衡的次数

运动轨迹稳定性：通过红外传感器监测运动路径的规律性

3. 疲劳程度判断

系统可记录以下疲劳相关指标：

活动频率下降：单位时间内运动次数减少

运动强度降低：转速耐受性下降

恢复期延长：休息时间需求增加

行为异常：出现跛行、蜷缩等步态异常

三、技术参数与实验设计建议

1. 典型设备参数

转速范围：1-20转/分；耐力测试建议5-15转/分

单次运动时间：≤90分钟；避免体力透支

休息时间：≥运动时间的30%；恢复

方向控制：随机交替；防止适应性

适应期：≥3天；从低转速开始逐步增加

2. 实验设计要点

对照组设置：

静态对照组（不干预）

宽平台对照组（直径14cm的平台）

环境对照组（相同装置但不进行睡眠剥夺）

数据采集优化：

定期校准速度、距离传感器

结合视频记录观察步态异常

使用行为学分析软件辅助分析

四、研究应用

神经肌肉病症研究：如脊髓损伤、帕金森等模型的步态分析

运动生理学研究：评估不同干预措施对运动耐力的影响

药品开发测试：抗疲劳药效果评估