本技术介绍了一种创新的全息行为药理图谱技术,该技术在药物研究和开发中扮演着至关重要的角色。它作为一种先进的实验数据分析工具,能够全面且精确地映射和呈现药物对动物或人类行为的影响,为药物效果的评估提供了一种新的视角。
背景技术
精神药理学(Psychopharmacology)或行为药理学(Behavioral pharmacology)是药理学的重要组成部分,旨在研究药物对人的心理过程和心理特性的影响,开发对异常心理过程和心理特性的治疗药物。人的心理过程包括认知过程、情感过程和意志过程三个方面。精神障碍主要是患者的心理过程(认知、情感、意志以及行为)和心理特性表现明显的持久的异常,以及社会功能和精神功能严重受损。临床常见的精神疾病包括精神分裂症、抑郁症、焦虑症、强迫症等。
药物是精神障碍临床治疗的主要手段和方法。精神障碍治疗药物主要包括抗精神病药、抗抑郁药、抗焦虑药、情绪稳定剂、镇静催眠药等。现代精神障碍治疗药物的研究和发展有赖于精神障碍动物模型的建立,因此,研究和建立新的试验方法、新的动物模型以及新的实验数据分析方法和技术可以促进精神障碍相关治疗药物的开发和应用。
人和动物在言语和情感交流方面存在难以逾越的障碍。因此,科研人员很难对药物影响动物心理过程(认知、情感和意志)的药理作用做出准确的判断和评价。然而,行为药理学以动物外在行为表现作为客观的评价指标,建立特定的动物模型来模拟人类心理或者精神病理状态,并通过观察药物对动物行为的影响,评价药物对中枢和外周神经系统的药理作用和活性。此外,行为药理学不仅在精神障碍治疗药物的研究和开发方面发挥了重要作用,在评价抗高血压、抗肿瘤、抗感染、抗过敏、抗糖尿病、解热镇痛等药物神经系统副作用方面也具有不可忽视的重要性。行为药理学在医学、药学、生命科学和军事医学等研究领域具有不可替代的地位和作用,日益受到广泛的重视。
行为药理学的英文是“Behavioral pharmacology”,书写较为繁琐。“Ethology”中文翻译是“行为学”,“Pharmacology”中文翻译是“药理学”。根据英文构词原则,本发明创造性地构成一个新的术语名词,即“Etho+pharmacology=Etho-pharmacology”,中文翻译为“行为药理学(Etho-pharmacology)”,且其英文的形容词形式为“Etho-pharmacological(行为药理学的)”。
本发明采用人工智能(Artificial intelligence,AI)和组学(Omics)研究策略,最大限度地采集药物特别是神经精神药物以及精神活性物质对动物行为产生药理作用的相关数据,形成行为数据集(Behavioral data cluster)和行为药理学全息图谱(Etho-pharmacological hologram),通过数据建模、热图分析、因子分析、聚类分析、组学分析、人工智能分析等方法,对药物的行为药理学作用进行精细和精确的刻画和描述,为行为药理学研究提供一种新的实验数据分析方法和技术。本发明的核心内容就是行为药理学全息图谱,到目前为止,未见行为药理学全息图谱在药物研究和开发中应用的记录,未见相关研究论文的发表,未见相关研究工作和成果的报道。行为药理学全息图谱是一个全新的概念,全新的理论,全新的实验数据分析方法与技术。
行为药理学全息图谱是指对与药物作用相关的动物或者人的行为数据集进行线性分析所得到的统计图谱,可以全面和精确地反映和展示药物对动物或人的行为产生的药理作用的模式(pattern)、特征(characteristic)和规律(rule)。
行为药理学全息图谱的建立是以行为药理学实验和行为数据集线性分析为基础,遵循系统性、特征性和稳定性三项基本原则,以保证全息图谱的标准、规范和客观,有利于在药物研究和开发中得到广泛应用。行为药理学全息图谱建立的三个基本原则:(1)系统性。尽最大可能采集药物特别是神经精神药物或者精神活性物质对动物行为产生药理作用的相关信息和数据,形成行为数据集。主要包括:(1)时空数据(Spatiotemporal data);(2)行为表征(Ethological representation);(3)生理指标(Physiological indicator);(4)生化指数(Biochemical index)。行为药理学全息图谱所收集和分析的指标包括具有(P<0.05)和不具有(P>0.05)统计学显著性差异两个方面的数据,这种方法和策略是行为药理学实验数据分析的重大突破,可以从不具有(P>0.05)统计学显著性差异的数据资料中获取重要的信息,全面和精确地分析和解读药物的行为药理学作用模式(pattern)、特征(characteristic)和规律(rule)。必须指出的是,在上述原则基础上,可以对所有的药物,其中包括神经精神药物、精神活性物质、抗高血压药、抗肿瘤药、抗感染药、抗过敏药、抗糖尿病药、解热镇痛药等进行行为药理学全息图谱检验和分析,建立强大的各类药物行为药理学全息图谱数据库,为各类药物的研究和开发提供药理学和/或毒理学咨询和指导。(2)特征性。行为药理学全息图谱除了可以反映经典药理学中的药物量效关系之外,还可以分析全息图谱特征,如正向峰、正向峰位置、正向峰值、正向曲线下面积、正向特征峰、负向峰、负向峰位置、负向峰值、负向曲线下面积、负向特征峰等。(3)稳定性。稳定性是指所建立的行为药理学全息图谱在规定的方法和条件下的重复性和重现性。相同实验人员多次、不同的实验人员、不同实验室重复做出的行为药理学全息图谱应在所允许的误差范围内,反映行为药理学全息图谱客观性、通用性和实用性。要求药物配制、实验室条件(如光照、室温、湿度、噪音等)、仪器设备、实验过程、数据采集、处理、分析等全过程都要规范化操作。此外,可以建立相应的评价机构,对客观性和可重复性进行评价。
三、
实现思路