近年来，随着环境污染加重、生活节奏加快以及饮食结构改变，神经精神类疾病的发生率逐年增加，对人类健康造成了严重危害。神经精神损伤主要表现为 4个方面：认知能力降低，感觉情绪障碍、运动能力下降以及社会行为改变 。通过行为学检测对神经精神系统损伤以及药物疗效具有很好的评价作用。步态是行为学评价中最直接的指标之一，具有易观察、灵敏和精确等特点，通过建立患者步态表现与临床疾病之间的关系，可较好地预测一些疾病的发生和预后。因此，动物步态评价在神经精神药物临床前评价中的作用也越来越得到重视。本文针对动物步态检测以及在神经精神药物临床前评价中的应用作一综述。 

1、动物步态的检测 

1.1 检测方法 

传统步态检测方法有：平衡木行走试验、Bederson评分法、脚印分析、跑台测试、圆柱体试验、阶梯行走试验等，这些方法主观性强，评价结果不精确，无法得到与动物整体相关及时间相关的指标。动物步态仪是近年来基于计算机视觉技术发展的步态检测方法，可同时检测动物自发运动过程中静态、动态和肢体协调性等参数，能客观地分析动物步态时间变化情况（见图 1）。

图1 步态检测界面

A. 动物运动图（motion diagram）；B. 体位转角图（position anglechart）；C. 步迹三维图（step three dimensional diagram）；D. 步迹图（step chart）

动物步态检测仪包括一个玻璃板跑道，在跑道一侧通过荧光投射装置可以将荧光从侧面反映在玻璃内部，测试过程动物通过跑道时会使光线折射率发生改变从而使光线投射的位置发生改变。玻璃板下方安装有高速摄像头，能感知光线的微小变化并通过软件记录下测试动物步态的各项数据。试验前需对动物进行1周左右的训练，能排除环境等因素对动物步态的干扰。装置旁的饲养盒能够诱导动物快速穿过玻璃跑道，有利于试验开展。

1.2 检测指标

 国外步态分析系统主要参数包含单个脚印相关参数（支撑时相、摆动时相、悬空-触地时相、脚印重力）、与脚印间相对位置有关的参数（脚印间距离、对侧脚印间距离和同侧脚印间距离）、与足印间时间关系相关参数（脚爪步序、相位延迟参数）、与趾端开口距和脚爪朝向有关的参数（近、远趾端开口距、脚印长度及脚爪朝向等）以及动物脚步数、身体部位与步行跑道接触的时间等参数 。Li 等基于原有的足迹分析法，运用新技术对足印分析法进行了改进。我们根据现有步态仪资料，将步态参数分为支撑时相、体态、步基、速度、距离面积强度和协调性方面等 6大类（见表 1）。  

表1 动物步态指标分类 

Tab 1 Animal gait index classification

2、动物步态检测在神经精神药物评价中的应用

2.1 在药效评价中应用 

目前研究比较多的为啮齿类动物缺血后脑卒中模型的步态变化。研究发现大鼠脑缺血 4 d 后、强度、最大的接触面积、爪角明显降低、前肢支撑时间为对侧的 2 倍，表明中风影响运动状态和减少肢体协调能力，10 d 之后动物最大的接触面积，后肢步幅和摆动速度明显降低，除了爪角外，上述肢体协调变化持续至少 5 周，与人中风患者比较，大鼠步幅和步基没有明显的变化。Duberstein对小型猪中风模型进行步态研究，研究发现整体步态对称性在时间和空间参数变化，可分析出步行速度，后摆时间和前蹄高度的变化。这些研究在不同的步态参数中进行，表明了高水平的可重复性和灵敏度步态变化。此外，动物步态检测也被报道应用于脊髓损伤、脑损伤、帕金森氏病、阿尔茨海默病、疼痛、糖尿病外周神经病变、热射病等多种神经系统疾病动物模型的研究。探索不同神经系统疾病模型动物步态异常的特点，有利于揭示研究此类神经系统疾病的发病病理机制，同时建立适用于药物作用客观规范的药效评价方法具有重要的意义。

2.2 在毒理学评价中的应用

神经毒性行为学早期评价主要是在机体尚未出现明显的症状、体征及病理形态学等改变，而行为功能发生了细微的变化，主要表现为感觉、运动、情绪及认知障碍上的改变。步态分析可以用于评价早期神经运动障碍评价，步态异常有助于毒性部位的确定，判断神经系统损伤区域对生理功能的影响。例如下运动神经元疾病可致跨越步态，剪形步态和僵硬步态说明上运动神经元损害，小脑功能不良可致共济失调及步态蹒跚。在几种环境毒物对幼年动物神经行为学的研究中，步态改变也是最敏感指标之一。在安全药理研究中，对中枢神经系统影响的评价，无论是功能观察组合试验（functionalobservation battery，FOB）还是 Irwin’s 指标体系，步态观察均是重要的观察指标。 

3、展望 

动物步态仪由于其指标多样性和客观性，被越来越多的运用于神经精神类疾病研究当中，在药物临床前评价试验研究中展现出很大的应用前景。然而，步态检测需要进一步解决的问题有：① 完善步态表现与动物模型之间的关系研究：通过系统化和标准化的动物模型建立和步态评价，建立不同疾病模型在不同时期的步态变化背景资料；② 建立灵长类动物步态分析系统：目前步态分析多为啮齿类动物，灵长类动物的步态分析还停留在人工观察阶段，如何建立数字化、影像化和客观化的灵长类步态分析系统是当前的研究热点；③ 建立步态检测与其他生理、生化指标检测的整合：如何建立步态检测和脑电图、肌电图、血压，呼吸以及代谢产物等生理生化指标的实时分析系统，对药物药理毒理作用的系统评价具有重要意义。