在神經科學和行為學研究中,步態分析特別是在研究脊髓損傷、疼痛、坐骨神經損傷、創傷性腦損傷以及基于中Shu神經系統的運動障礙等領域。這些研究通常依賴于嚙齒動物模型來模擬人類病疾狀態,并深入探索潛在的病理機制和療治方法。
應用領域
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脊髓損傷
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神經性疼痛
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關節炎
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中風
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帕金森病
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運動失調
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腦損傷
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外周神經損傷、末梢神經損傷
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阿茲海默癥
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神經肌肉以及骨骼肌肉等病疾
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技術原理
大小鼠通用型步態分析系統,XR-FP101,上海欣軟
VisuGait是一種自動化計算機化步態分析系統,通過綠光散射和高速攝像機捕捉技術,能夠客觀量化多個步態參數,包括肢體間的空間和時間協調。
當嚙齒動物穿過被綠光照亮的玻璃板時,只有爪子接觸的區域會散射光線,從而被下方的攝像機捕捉。
腳印光亮折射技術
這一技術使得研究者能夠更深入地了解功能性運動障礙,并揭示神經精神病疾相關運動異常的細微變化。
步態的正常表現依賴中Shu神經系統、肌肉、關節和心肺系統的復雜相互作用。它不僅反映了動物的運動能力,還與其認知功能密切相關。步態分析不僅是對運動系統的評估,更是對整體健康狀態的敏感標志。在嚙齒類動物模型中,步態的異常往往預示著神經精神病疾的發生和發展。
參數指標
VisuGait系統通過自動分析多個步態參數,如跑步特征和動力學參數、時間參數、空間參數以及肢體間協調參數,如LF(左前)、LH(左后)、RF(右前)和RH(右后)爪子后,自動生成步態參數。將步態參數分為4個主要組:(a)跑步特征和動力學參數,(b)時間參數,(c)空間參數,(d)肢體間協調參數。這些參數包括身體和擺動速度、站立和擺動時間、zui大接觸時間(站立時間的%)、zui大強度、步長等,為研究者提供了豐富的數據支持。這些參數涵蓋了身體和擺動速度、站立和擺動時間、zui大接觸時間、步長等多個方面,有助于Quan面評估嚙齒動物的步態表現。
綜合性應用
步態分析并不限于VisuGait系統。其他設備如DigiGait、VisuTread和動態負重測試等也在研究中得到廣泛應用。這些設備各有特點,如DigiGait和VisuTread使用跑步機讓嚙齒動物被動行走/跑步,而VisuGait則采用穩定的軌道使動物能夠主動前進。不同的設備和方法在步態分析中發揮著各自的優勢,為研究者提供了更多的選擇和可能性。
注意事項
步態分析系統足印壓力熱圖
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嚙齒動物在檢查過程中的行為變化(如運動速度、軌跡)和完成任務的動機都可能影響數據的采集和解釋。特別是青春期小鼠,由于表現出較高的活性、焦慮和社會孤立敏感性,以及較低的學習任務能力,因此在使用步態分析系統時可能需要額外的注意和處理。
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單個參數的評估可能無法Quan面反映神經精神病疾對運動功能的影響。因此,研究者需要了解每個步態參數的定義,并Quan面確定每個變化的原因。
實際上通過組合多個步態參數來評估步態已經成為一種有效的方法,如基線參數比、左右參數比等。這種組合分析不僅更準確地代表了步態的完全協調運動,還增強了神經精神病疾嚙齒動物模型步態表現的評估能力。
綜述通過客觀量化多個步態參數,這些系統為研究者提供了深入了解功能性運動障礙和神經精神病疾相關運動異常的有力工具。隨著技術的不斷進步和方法的不斷完善,步態分析將在未來神經科學研究領域發揮更加重要的作用。
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