换一批
换一批基于DeepLabCut算法的小鼠步态分析系统建立及对衰老所致运动功能的评价
Establishment of mice gait analysis system based on DeepLabCut algorithm to evaluate motor function of aging mice
摘要：
目的 建立一种基于DeepLabCut(DLC)算法用于评价老年小鼠运动功能的步态分析系统.方法 基于深度学习技术中的DLC算法,采用跑台装置和全封闭设计,构建系统软硬件;应用本系统评价不同运动模式下衰老所致小鼠的步态差异;通过相关性分析探究体质量与体长对步态指标的影响.结果 本系统实现特定步速下小鼠三维立体步态(侧面和腹平面)的同步分析,自动量化47项步态指标.应用本系统发现,步行时(15 cm·s-1),相比2月龄、8月龄和15月龄小鼠体转角标准偏差下降,前肢摆动时长、膝关节(Knee)角度标准偏差、左后爪和右后爪向外角度平均值增加;15月龄小鼠还出现步频降低,步幅、双支撑总时长、Knee伸展和收缩距离增加.小跑时(20 cm·s-1),15月龄小鼠无法稳定行走,相比2月龄,8月龄小鼠左后爪向外角度平均值和双支撑总时长增加.相关性分析发现,步频、步幅、前肢摆动时长、后爪向外角度平均值、双支撑总时长、Knee角度标准偏差、Knee伸展和收缩距离等指标均未受到体质量和体长变化的影响.结论 基于DLC算法的小鼠步态分析系统实现了对老年小鼠步态更加敏感、准确、全面的评价,区分出老年小鼠为维持步态稳定性所表现的步态特征,并筛选出更能反映老年小鼠步态变化的行为指标.为今后更有效评估抗衰老、抗运动协调功能下降药物的药效与副作用提供方法学基础.
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作者：
作者单位：
吉首大学生物资源与环境科学学院,湖南吉首 416000
[1]
中国航天员科研训练中心,国家人因工程重点实验室,北京 100094
[2]
湘西自治州民族中医院消化科,湖南吉首 416000
[3]
期刊：
《中国药理学通报》2024年40卷9期 1792-1799页
ISTICPKUCSCDBP
关键词：
步态分析系统人工智能DeepLabCut衰老运动功能步态特征gait analysis systemartificial intelligenceDeep-LabCutagingmotor functiongait signature
栏目名称：
实验方法学
DOI：
10.12360/CPB202402035
发布时间：
2024-09-12
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