精神类分裂症模型鼠在AI新物体识别系统中的认知障碍表现为“双重特征叠加”:既存在对新物体的偏好性降低(核心记忆编码障碍),又伴随探索行为的紊乱(执行功能缺陷),两者共同构成“新奇信息过滤障碍”的典型行为表型。

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核心特征一:新物体偏好性显著降低(记忆编码障碍)

  • 量化指标

差异分数(Tn-Tf)趋近于0(正常小鼠Tn-Tf=15-20秒/5分钟,模型鼠≤5秒),表明对新旧物体的探索时间无统计学差异;

认知指数(RI)降至45%-50%(正常鼠RI=60%-75%),无法通过“新奇偏好本能”区分熟悉与陌生物体,直接反映海马-前额叶环路介导的记忆编码失败。

  • 机制关联

前额叶皮层NMDA受体功能低下导致“新旧物体特征整合障碍”,模型鼠无法将新物体的形状、质地等特征存入短期记忆,表现为“探索时间均等化”(Tn≈Tf)。

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核心特征二:探索行为紊乱(执行功能缺陷)

  • 轨迹模式异常

路径熵值>1.0(正常鼠0.6-0.8),探索轨迹呈“碎片化随机游走”——频繁在新旧物体间无规律切换(切换频次>5次/分钟,正常鼠3-4次),但单次探索时长<2秒(正常鼠4-6秒),呈现“冲动性探索-注意力分散”的典型执行功能障碍;

主动嗅探质量下降:嗅探(鼻尖距离物体≤2cm+胡须抖动5Hz以上)占比<30%(正常鼠≥60%),多为“被动接触”(如身体擦过物体),反映目标导向行为受损。

  • 与其他模型的鉴别

阿尔茨海默病模型仅表现为“偏好性降低”(RI=30%-40%),但轨迹熵值正常(0.7-0.9);

抑郁症模型总探索时间减少(运动迟滞),但保留对新物体的微弱偏好(RI=55%-60%),与精神

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分裂症的“双重异常”形成鲜明对比。

AI系统的关键识别参数

新物体偏好:正常小鼠Tn/Tf=1.5-2.0(偏好新物体);精神类分裂症模型鼠Tn/Tf≈1.0(无偏好);AI算法价值动态计算“校正后RI”,排除运动障碍干扰

探索切换频次:正常小鼠3-4次/5分钟;精神类分裂症模型鼠>5次(无规律切换);AI算法价值LSTM网络识别“紊乱切换模式”,熵值量化混乱度

嗅探占比:正常小鼠≥60%;精神类分裂症模型鼠<30% ;AI算法价值120Hz摄像捕捉“鼻尖-物体空间关系”

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研究意义与模型验证

  • 药品干预响应

给予D-环丝氨酸(NMDA受体部分激动剂)后,模型鼠差异分数恢复至10-12秒,轨迹熵值降至0.85,嗅探占比提升至45%,验证“前额叶-海马环路异常”的核心机制;

  • 与临床症状关联

探索行为紊乱程度(熵值)与模型鼠的“感知觉门控缺陷”(如PPI抑制率降低)呈正相关(r=0.76),为精神类分裂症“认知阴性症状”的动物模型提供行为学标志物。

简言之,精神类分裂症模型鼠的认知障碍不是单一的“偏好降低”或“行为紊乱”,而是两者的病理叠加——AI新物体识别系统通过“记忆指标+执行功能参数”的组合分析,能准确捕捉这一复杂表型,为机制研究和药品筛选提供从行为到分子的完整证据链~

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