对于这些动物的福祉和研究目的至关重要。不幸的是，目前的方法要么过于侵入性，要么不够准确。然而，一项最近的研究探讨了使用毫米波雷达技术通过检测微妙的身体运动来测量黑猩猩心率的可能性。这一突破可能会导致更好的监测笼养和野生灵长类动物心率的方法。
在笼养大猩猩中测量心率对于健康管理和动物研究至关重要。然而，目前大多数方法要么是侵入性的，要么是不准确的。现在，研究人员调查了利用毫米波雷达技术从黑猩猩微妙的身体运动中估计心率的潜力。他们的努力希望能为监测野生和笼养灵长类动物心率提供更好的实践和技术。这种准确且非侵入性的心率测量潜力也能为非人类灵长类动物的生理和情感状态提供重要见解。
这项研究发表在《生物节律期刊》上，使用毫米波雷达技术对三只笼养的黑猩猩进行心率测量。研究人员发现，他们能够通过微妙的身体运动，比如呼吸和胸壁运动，准确估计心率。这种非侵入性的方法有潜力彻底改变非人类灵长类动物在野外和笼养情况下的心率监测方式。
监测心率的健康益处显而易见，它在研究动物认知方面也同样重要。例如，研究表明，黑猩猩的心率会因心理压力、情感刺激或熟悉的人而发生变化。
已经开发出多种方法来测量大猩猩的心率。除了传统的接触测量外，最常见的方法是使用附在动物身上的无线设备，从远处监测和传输其心率。然而，这种设备的安装通常需要麻醉，而麻醉又会带来自身的风险。此外，设备本身可能会干扰动物的自然行为。直接测量动物心率的行为可能会对动物或其群体中的其他个体造成压力。一种较不干扰的方法是使用视频馈送来估计心率，这在某些灵长类动物身上已经尝试过。然而，这些方法的准确性高度依赖于光照条件和动物的运动状态。
考虑到这些挑战，由日本信州大学的助理教授松本拓也领导的研究团队旨在寻找更有效的替代方案。在他们最近的研究中于2024年5月22日发表在《美国灵长类动物学期刊》上，研究人员探讨了毫米波雷达技术是否能提供更好的解决方案。这种最初为人类创造的技术在测量黑猩猩心率方面具有潜力。本研究的共同作者是岩田逸树博士、坂本拓也博士和平田智史博士，他们均隶属于京都大学。
所提议的方法涉及向动物的胸部发送高频电磁脉冲，并捕获返回的回声。这些回声可以检测小的身体运动，用于通过专门的算法估计心率。松本博士强调了这项研究的动机，表示：“毫米波雷达技术在各个领域得到了广泛开发，现在我们有可能将其应用扩展到对黑猩猩健康的非侵入性监测。”研究人员最初专注于雷达技术在自动驾驶和医学中的潜在应用。然而，与一位在学术会议上的雷达研究员的对话促使他们探索在非人类灵长类动物中使用雷达技术的可能性。这导致了一项联合研究项目的开始。
为了测试他们的方法，研究人员在京都大学熊本庇护中心的两只成年黑猩猩进行年度健康检查时进行实验。这些黑猩猩被麻醉，并在其胸部上方约半米处放置了一个雷达系统。此外，还记录了传统的心电图(ECG)信号并进行比较。
为了确定基于雷达的技术的准确性，研究人员将通过心电图记录的心率与使用毫米波雷达获得的心率进行了比较。结果显示这两种方法非常接近，验证了所提议的策略。松本博士强调，尽管黑猩猩的肌肉体格让人担心其心率是否能以类似人类的方式测量，但这项研究证明了通过分析微妙的身体表面运动进行非接触心率测量的可行性。他还指出，这些发现可能会扩大这一技术的潜在应用范围。
“动物心理学和野生灵长类动物学的研究技术涉及使用毫米波雷达方法进行心率监测，”研究人员解释道。“这些方法相比于标准实践具有显著优势。它们完全非侵入性，可以频繁使用而不对动物造成压力。此外，还可以通过数字可见光相机的图像分析远程测量心率，这不需要专门的设备，并且可以重复利用现有视频。主要使用两种技术：成像容积脉冲光谱法，检测血液容积的变化，和周期运动提取法，从身体运动测量心率和呼吸频率。”研究人员希望他们的工作将导致对笼养动物生命体征（例如心率和呼吸率）的更创新监测方法。在猿类中的心率远程测量可以改善它们在笼养环境下的健康管理和福利，如动物园。还需要进一步研究以验证建议的方法用于常规实践，在该实践中动物可以在其栖息地中自由移动。若运气好的话，这些方法可能会帮助我们维护与我们最近亲属的福祉，并更深入了解它们的世界。此进展为进一步探索灵长类动物的行为和生理开辟了道路，这将有利于笼养和野生灵长类动物，并改善我们对这些动物及其栖息地的理解。
