大小鼠步态精细分析系统——AI小鼠步态分析常见指标详解

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、关节病、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。

1. 步行周期（Gait Cycle）

实验意义：

步行周期的延长可能反映运动迟缓（如帕金森模型中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）或焦虑模型（高逃避行为）相关。

应用范围：

帕金森模型（MPTP诱导）：量化运动迟缓程度；

脊髓损伤模型：评估运动节律恢复情况（如干细胞移植后周期正常化）。

2. 支撑时长（Stance Duration）

实验意义：

延长：提示痛觉回避行为（如足底注射弗氏佐剂诱导的病症）；

缩短：可能因步频加快（如兴奋剂安非他明处理）或肌张力增高（如脊髓痉挛模型）。

应用范围：

关节病模型（胶原诱导性关节病）：评价抗病药（如塞来昔布）对镇痛行为的效果；

肌营养不良模型（mdx小鼠）：监测肌力衰退进程。

3. 摆动时长（Swing Duration）

实验意义：

缩短：提示运动协调性下降（如小脑损伤模型共济失调）；

延长：可能因足下垂（如坐骨神经压榨后胫骨前肌无力）或关节活动受限（如骨关节病僵硬）。

应用范围：

周围神经损伤模型：评估神经再 生效果（如摆动时长相较损伤期恢复）；

小脑变性模型（如L7-Purkinje细胞缺失小鼠）：量化运动协调缺陷。

4. 支撑时相（Stance Phase %）

实验意义：

低速行走时支撑时相增加（如老龄动物因肌肉萎缩需更稳定触地）；

高速奔跑时支撑时相减少（如动物逃避行为中步态策略改变）。

应用范围：

衰老研究：比较年轻与老龄动物的步态稳定性差异；

运动疲劳模型：分析长时间运动后支撑时相变化（如力竭跑步机测试）。

5. 双支撑时相（Double Support Phase）

实验意义：

增加：提示步态稳定性需求升高（如帕金森模型步态冻结）；

减少：反映运动流畅性（如左旋多巴治 疗后双支撑时相缩短）。

应用范围：

帕金森模型：量化步态冻结发作频率；

焦虑模型（高架十字迷宫测试）：评估谨慎步态与焦虑行为关联。

6. 三支撑时相（Triple Support Phase）

实验意义：

增加：反映重度运动功能障碍（如ALS终末期模型因肌萎缩需多足支撑）；

减少：提示代偿策略形成（如训练后肌力部分恢复）。

应用范围：

肌萎缩侧索硬化症（ALS）模型（SOD1小鼠）：监测病情进展至终末期的标志；

脊髓性肌萎缩症（SMA）模型：评估基因治 疗（如反义寡核苷酸）对多足支撑的效果。

7. 制动时长（Braking Duration）

实验意义：

延长：提示足部触地控制异常（如糖尿病模型足底感觉神经类病变）；

缩短：反映制动（如短跑动物模型触地后快速推进）。

应用范围：

糖尿病周围神经类病变模型（链脲佐菌素诱导）：量化足底感觉功能损伤；

足底压力分布研究：优化鞋垫设计以减少制动阶段压力峰值。

8 制动指数（Braking Index）

实验意义：

高指数：提示减速阶段主导（如腓肠肌无力导致推进不足）；

低指数：反映制动-推进快速转换（如健康年轻动物运动）。

应用范围：

肌营养不良症（如Duchenne型）：评估病情严重程度分级；

运动损伤模型（如跟腱断裂）：监测术后制动效率恢复。

9. 推进时长（Propulsion Duration）

实验意义：

缩短：提示后肢肌力不足（如坐骨神经损伤后腓肠肌萎缩）；

延长：反映代偿性用力推进（如部分肌纤维存活时的适应性策略）。

应用范围：

脊髓损伤模型（挫伤或横断）：评价训练（如跑步机训练）对推进能力；

肌肉代谢研究：测试肌酸补充剂对推进时长的增强 效果。

10. 推进指数（Propulsion Index）

实验意义：

低指数：提示神经肌肉控制障碍（如运动神经元丢失导致推进力下降）；

高指数：反映推进能力（如基因编辑动物过表达肌肉生长抑制素拮抗剂）。

应用范围：

基因研究（如CRISPR编辑增强肌肉功能）：验证效果；

运动性疲劳模型：分析能量代谢衰竭对推进效率的影响。