综述：触摸屏与翻译认知：对人类和啮齿动物实验的系统性回顾

《Journal of Neurochemistry》：Touchscreen and Translational Cognition: A Systematic Review of Trials in Humans and Rodents

认知评估中的共临床研究：触摸屏技术在啮齿类动物与人类中的可比性分析

在现代医学研究中，触摸屏技术的应用正逐步拓展到从动物模型到人类的跨物种研究，即所谓的“共临床研究”。这种新兴的研究方法通过在人类和动物之间实时整合实验数据，提高了研究结果的准确性和相关性。在过去的几年中，触摸屏平台在评估认知功能方面展现了巨大的潜力，尤其是在行为灵活性和空间认知能力的比较中，显示出较高的可比性。然而，目前这一领域的研究仍处于初级阶段，缺乏系统性的综述，使得研究人员在进行跨物种认知评估时面临诸多挑战。

共临床研究的出现，源于对传统临床前研究与临床试验之间存在的滞后问题的解决。在某些疾病的治疗研究中，例如急性早幼粒细胞白血病（APL），这种方法已被证明是有效的，为后续的跨物种研究提供了宝贵的经验。随着精准医学的兴起，特别是国家癌症研究所（NCI）对相关研究的支持，这种共临床研究方法逐渐受到重视，并在神经科学领域展现出广阔的应用前景。尽管如此，对于共临床研究中使用触摸屏技术进行认知评估的系统性回顾仍然有限，这限制了研究人员对这一方法的深入理解与应用。

在动物模型中，啮齿类动物（如小鼠和大鼠）是首选的实验对象。它们不仅具有与人类相似的生理和遗传特征，而且生命周期较短，便于快速观察生物学效应，从而更有效地预测人类临床结果。相比之下，非人灵长类动物虽然在行为和生理上与人类高度相似，但其高昂的维护成本、获取难度以及伦理考量，使得它们在研究中使用受限。此外，基于“3R”原则（替代、减少和优化），研究人员更倾向于使用替代模型，如啮齿类动物，以减少对动物的依赖。

传统的研究方式往往将临床前和临床研究分割开来，导致方法学上的不一致，使得实验结果难以相互比较，进而影响新疗法的开发。这种分离不仅增加了研究成本，也延缓了成果的转化速度。在神经精神疾病的研究中，由于缺乏能够准确反映人类精神症状的动物模型，许多药物在临床试验中失败，这进一步凸显了跨物种研究的重要性。因此，使用触摸屏技术进行认知评估，为解决这一问题提供了新的思路。

触摸屏技术在啮齿类动物中的应用，已经显示出其在标准化和减少实验者干扰方面的优势。与传统的手动操作相比，触摸屏平台能够提供更一致的行为数据，从而提高实验的可重复性。此外，该技术还可以与脑电图（EEG）和光遗传学等先进神经记录技术结合，实现行为和神经活动的同步测量，提高研究的深度和广度。在人类研究中，触摸屏被广泛用于计算机化认知测试，如CANTAB（剑桥神经心理测试自动化电池）或纸质测试，这些测试涵盖多个认知领域，包括注意力、记忆和认知灵活性等。

在当前的研究中，使用触摸屏进行认知评估的实验涉及多个认知领域，包括行为灵活性、空间认知、视觉信息处理等。其中，行为灵活性和空间认知在人类和啮齿类动物之间的可比性尤为突出。研究发现，尽管人类和小鼠在行为表现上存在差异，但它们在某些认知任务中的反应模式和性能指标具有高度一致性。例如，在评估强迫症（OCD）患者的认知表现时，研究发现，OCD患者与Sapap3基因敲除小鼠在反转学习任务中的表现相似，表明触摸屏评估工具在跨物种研究中具有一定的效度。

此外，一些研究还探索了触摸屏技术在评估其他神经精神疾病方面的潜力，如阿尔茨海默病（AD）和亨廷顿病（HD）。在阿尔茨海默病模型中，触摸屏任务如配对关联学习（PAL）和空间工作记忆（SWM）被用来评估认知功能，结果显示这些任务能够有效识别认知障碍，并提供更精确的评估数据。而在亨廷顿病的研究中，使用触摸屏进行的“进步比例”（Progressive Ratio, PR）任务被用来评估动机障碍，发现患者的任务表现与R6/1小鼠表现出显著相似性，进一步支持了触摸屏在跨物种研究中的价值。

然而，尽管触摸屏技术在认知评估方面展现出优势，当前的研究仍面临一些挑战。首先，由于研究数量较少，方法学上的多样性使得跨物种比较的可靠性受到影响。其次，部分研究中使用的动物模型（如小鼠）与人类的年龄、性别等因素存在不匹配，可能影响研究结果的外推能力。例如，大多数研究使用的是年轻成年小鼠（6–8周龄），而人类样本的年龄范围较广，从20岁到80多岁不等，这可能导致在认知功能评估上的偏差。此外，部分研究仅使用雄性小鼠，而忽略了雌性在认知表现上的潜在差异，这可能限制了研究结果的普遍适用性。

性别差异在认知表现中的影响不容忽视。研究显示，男性和女性在某些认知任务中的表现存在显著差异，如视觉空间任务和语言任务。同时，一些神经精神疾病在性别中的发病率也不同，例如阿尔茨海默病和抑郁症在女性中更为常见，而精神分裂症和自闭症谱系障碍则在男性中更为普遍。因此，在未来的研究中，需要更全面地考虑性别因素，以确保研究结果的准确性和适用性。

除了年龄和性别，研究中的样本量和实验设计也是影响结果可靠性的重要因素。当前的共临床研究样本量普遍较小，尤其是人类样本。此外，实验设计的不一致性，如缺乏对照组、未能充分控制变量等，也对研究结果的可比性提出了挑战。为了提高研究的科学性和实用性，未来的研究需要更加注重方法学的标准化，并加强对实验设计和数据分析的严谨性。

共临床研究的另一个关键问题是数据的开放性和共享性。目前，大多数研究并未将数据发布到开放科学平台，这限制了研究结果的可验证性和可重复性。为了推动这一领域的进一步发展，研究者需要更加重视数据的透明化，以便其他研究团队能够复现和扩展这些研究。此外，共临床研究的跨物种比较还需要更多的标准化协议，以确保实验操作的一致性，并减少因实验条件不同而导致的偏差。

综上所述，触摸屏技术在共临床研究中的应用为跨物种认知评估提供了新的可能性。尽管目前的研究仍存在诸多局限，如方法学不统一、样本量小、性别和年龄因素未充分考虑等，但其在行为灵活性、空间认知等领域的表现已显示出较高的可比性。未来的研究应更加注重方法学的标准化，扩大样本量，纳入更多性别和年龄群体，并加强数据的开放性和共享性，以推动共临床研究在神经科学领域的进一步发展。同时，结合先进的神经记录技术，如EEG和光遗传学，将有助于更深入地理解认知功能的神经机制，并提高跨物种研究的科学价值。