行为功能改变是神经系统内在损害的外部表现,此时受累机体尚未出现明显的症状、体征及病理形态学等改变,而主要表现为功能或主观认知感觉上的偏倚。因此检测行为功能改变可能是评价药物药理、神经毒性更为敏感的评价指标。神经行为学方法广泛应用于药理学和毒理学研究中,近年来发展迅速,特别是在影像化、数字化以及高通量化方面取得了长足的进步,使得评价参数的多样性和客观性有了进一步的提升。本综述主要介绍动物神经行为学作用于神经系统如感觉运动、情绪、药物依赖及认知障碍方面的药物药效学以及安全性评价的应用。
神经行为学在药理评价中的应用 抗脑卒中药物的评价一般用运动行为实验对脑栓塞动物模型(如大鼠)进行卒中后运动和协调能力的评价,从而判定药物是否对脑卒中后神经损伤恢复有效。运动整合及协调能力实验主要包括:平衡木实验、转棒实验、肌力实验、网屏实验、肢体对称实验、肢体放置实验、前肢放置检测、平行杠实验、爬绳实验、爬梯实验、前爪伸屈实验、步态分析实验等。然而,大脑尾状核、皮层和纹状区对运动 - 感觉信息的处理和整合起一定作用,这些区域在大脑中动脉梗死后很容易受损,并累及周围区域如肢体的皮层、额叶和颞叶。因此,目前认为缺血损伤后动物模型的神经行为学评价除了评估一般感觉运动功能,还应该将认知实验加入评估中。有证据表明,卒中后认知缺陷可持续超过一般的感觉运动缺陷。认知实验主要包括Morris水迷宫、放射状迷宫和T迷宫。
VisuGait动物步态分析系统,型号:XR-FP101,上海欣软
脑卒中动物模型在不同时期的行为学表现不同,因此行为学评价抗脑卒中药物,相关行为学指标表现出的敏感性,同时也存在着广泛的偏差,组织学检查结果和行为学实验相关,另一些则无关或相反。因此,当前的评价方法尚不能全面的反映脑卒中的生理病理状态,这就需要对模型生理病理指标与行为学指标相关性进行研究,综合多种方法进行评估,寻找最敏感稳定的行为学指标。
抗精神病药物的评价焦虑模型主要分为2类:非条件反射模型和条件反射模型。其中比较经典的研究方法基于动物有畏惧空旷场地的天性和其活动具有趋避性而建立的旷场实验、避暗实验、高架十字迷宫和Vogels饮水冲突模型。
小鼠高架十字迷宫,型号:XR-XG201,上海欣软
目前抑郁症行为学评价方法主要包括强迫游泳实验、悬尾实验、空场实验、获得性无助实验、新奇抑制摄食实验、糖水偏爱实验、间断性行为实验、睡眠干扰实验等。其中,动物强迫性游泳和悬尾测试是评价抗抑郁药作用最常用的方法,因其快速、方便、对多种抗抑郁药物有效,被广为接受和应用。然而,也有学者认为动物漂浮既可以是抑郁的表现,也可以是一种适应机制,动物以此节约能量,漂浮更长的时间,以维持更长的存活时间。
由于应激是导致焦虑和抑郁发生的重要原因之一,应激对心理情感、认知功能及反应判断能力等行为活动均产生影响,研究应激致动物行为方法主要有社会交互实验,动物可出现社会逃避及兴趣缺失的抑郁样行为,此外还有动物束缚实验、糖水偏爱实验、条件性防御掩埋实验、听觉惊跳实验等 。
抗衰老药物的评价神经退行性病变是由于神经元进行性变性死亡导致的以中枢神经系统损害为主的神经系统疾病,与年龄相关的大脑退行性变化是大脑中枢神经系统在生长、发育、成熟之后走向衰老过程中而表现的生物老化的正常生理现象。其最突出的临床表现是记忆和学习能力下降,因此抗衰老药物行为学评价主要考察对学习记忆障碍的作用。主要研究方法包括空间记忆和非空间记忆,在空间学习记忆中,采用 Morris水迷宫、八臂迷宫、T型迷宫、辐射式迷宫等方法。近年来新的认知方法出现,可以对空间学习记忆和非空间学习记忆进行测试,如物体认知测试系统,包含新物体的识别、新物体位置识别以及情景记忆和时序记忆。其中新物体的识别、情景记忆和时序记忆属于空间记忆;新物体位置识别属于非空间记忆。在条件反射方法中,非条件刺激可以是惩罚性的也可以是奖励性的。使用惩罚性条件刺激的行为检测方法如穿梭、跳台、避暗等已被广泛应用于学习记忆和巩固相关行为研究。但这些方法检测的学习记忆能力大多是基于对环境刺激的被动反应,而且需要给予惩罚性 / 伤害性刺激使动物完成学习记忆,对动物的生理及心理影响较大,同时影响神经递质的释放。而利用奖励物质的奖赏效应,大脑会向负责决策的区域发送“奖赏”信号,形成“好”的记忆 。奖赏效应能使机体的认知能力进一步提升,形成良性循环,易化条件反射的形成。
文章来源中南药学 2014年8月第12卷第8期,孙涛,曾贵荣,姜德建 《神经行为学在药理毒理评价中的应用》
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