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目的:利用传感、数字图像处理、模式识别、计算机和机械电子学等技术相结合,结合行为药理学家们长期积累的经验,对强迫游泳实验方法进行改进,以期为抗抑郁药物研究提供一套自动化程度高并具有自主知识产权的实验控制分析处理系统—强迫游泳计算机图像实时分析处理系统,并利用该系统进行抗抑郁药效评价,确定人参和远志抗抑郁的有效部位及其最佳配比,为寻找防治抑郁药物提供实验依据。 方法:采用振动传感器来判别小鼠的攀爬行为,采用视频追踪技术来判断小鼠的游泳和不动行为,并经软件系统分析处理,提取包括攀爬次数,攀爬时间、游泳时间和不动时间等一系列丰富的行为学指标。采用正常动物,确定运动阈值来判断动物的运动状态,确定振幅、攀爬间隔时间和攀爬持续时间来判断动物的攀爬状态,并进行人机相关性分析,以确保各项指标的准确性和可靠性;并在研发过程中不断完善硬件和软件,以确保其稳定性。最后采用建立的强迫游泳计算机图像实时分析处理系统,进行抗抑郁中药的筛选,确定人参和远志的抗抑郁有效部位,在此基础上确定两者最佳配比。 结果:本研究构建了一个强迫游泳计算机图像实时分析处理系统,实现同步记录两种信号,可提取高质量的图像信息,通过同步的视频信息和传感器信息综合分析,实现准确提取各项指标,人机相关性达到90%以上;实现了4个通道信号同步监测且相互之间无干扰;黑鼠和白鼠均可进行试验。阳性药验证结果提示该仪器能够准确客观的对抗抑郁药物做出评价。药效结果显示,人参和远志的抗抑郁有效部位分别为人参总皂苷和远志总苷C,析因设计交互效应分析结果显示,人参总皂苷和远志总苷C之间为相加效应,最终将参远苷配比确认为2:1,该组成的参远苷50mg/kg-200mg/kg均能缩短强迫游泳不动时间,且作用强于单用等剂量的人参总皂苷或者远志总苷。 结论:本研究为抗抑郁药物研究提供了一套强迫游泳计算机图像实时分析处理系统,其优点有:①自动化、智能化程度高、规范性好,通过视频监视窗口可直接观察动物行为表现;②高通量且可扩展性强;③获取信息量大、实时客观性强;④统计分析处理一体化。参远苷具有良好的抗抑郁效果,有可能进一步开发成为治疗抑郁症的新型抗抑郁中药新药。