高频电刺激对大鼠海马脑片癫痫样放电特性影响的研究

本文采用电极阵列检测技术,在大鼠海马脑切片上诱导出稳定的癫痫样放电,分析、研究130 Hz的高频电刺激(high-frequency stimulation,HFS) CA3区时,海马切片在癫痫发作间期放电(inter-ictal discharges,IID)和发作期放电(ictal discharges,ID)的各项参数、癫痫样放电地起始位点、传播方向和传输速率以及各频段的功率谱密度.结果显示:高频电刺激可以有效地降低癫痫发作期的幅值、减少持续时间、增长潜伏时间、抑制癫痫样放电由IID向ID的转变等.提示高频电刺激抑制癫痫的作用机制是通过促进神经元之间的抑制性传输系统,并且抑制海马神经元之间的兴奋性连接,从而达到抑制效果.     

胰岛β细胞的电生理学特性

神经、肌肉以及某些感觉细胞具有电压依从性的跨膜内向电流,产生动作电位(AP)。1968年Dean等首先观察到胰岛β细胞具有电兴奋性,即具有象神经、肌肉细胞等那样产生AP的能力,才揭开了内分泌细胞电生理研究的序幕。十几年来的研究表明,胰岛素(In)的释放与胰岛β细胞的Ca~(2 )依从性AP有关,后者在刺激—分泌偶联(stimulus—secretion coupling)中起着关键性作用。     

炎症状态下Ca^2＋对多觉型伤害性感受器热诱发放电的影响

近年来,有资料表明,Ca~(2 )参与外周疼痛感受的调控过程,如异搏定、La~(3 )和Mn~(2 )可抑制外周神经损伤脱髓鞘后产生的自发异常电活动,提高损伤神经外的Ca~(2 )浓度可得到相反结果;在离体标本中,降低灌流液中Ca~(2 )浓度,缓激肽诱发的多党型伤害性感受器(polymodal nociceptor,PMN)放电数减少,而高K~ 和高Na~ 液诱发的放电数却增多。我室的工作证实,炎症性致癌物质可使PMN产生长时间的放电,交感神经和多种体液因素可调制PMN的放电活动。为了探讨Ca~(2 )及其通透性变化是否参与PMN的敏化过程,本实验在整体条件下,用角叉菜胶引起局部炎症,观察Ca~(2 )及其通道阻断剂对PMN敏化放电的影响。     

柴胡对癫痫模型电活动的调制

目的 :研究柴胡对癫痫发作的影响。方法 :以家兔和大鼠为实验对象 ,用毛果芸香碱致痫 ,采用脑电图和细胞外玻璃微电极记录技术 ,观察柴胡对癫痫模型大脑皮层放电及海马脑片场电位的影响。结果 :腹腔注射柴胡后可使癫痫发作次数及发作持续时间显著减少 ,发作间隔时间显著延长 ,(P <0 .0 5 ) ,脑片旁滴注柴胡后使致痫大鼠海马脑片诱发场电位幅度平均降低 2 0 .4 1% ,恢复时间平均为 6 .86min ,(P <0 .0 1)。结论 :柴胡注射液能明显抑制癫痫模型电活动 ,提示柴胡具有抗痫作用     

不完全脑缺血早期家兔大脑皮层兴奋性的变化

不完全脑缺血早期家兔大脑皮层兴奋性的变化赵兰峰,吕国蔚（首都医学院神经生物学研究室北京１０００５４）有关皮层兴奋性及其变化规律早已有相当深入的研究,但迄今还很少见到有关脑缺血时大脑皮层兴奋性的研究报道。为此,我们进行了本实验。１材料和方法实验在４％戊...     

锂对淡水鲇Parasilurus asotus坛形电感受器活性的阻断作用

在后侧线神经上记录了单单元传入活动并在受此神经支配的感官开口处用测试溶液替换正常溶液,结果是:1.Li~ (>50mM)首先引起反应的激发极性逆转,随后反应被阻断.作为对照,Na~ 仅引起逆转而无阻断作用.2.Li~ 降低自发放电率并使脉冲排列更趋规则,放电率降至最低值所需时间与阻断反应所需时间相同.3.EGTA溶液阻断了反应并抑制自发活动,其结果与Li~ 的作用类似.4.Ca~(2 )可掩盖Li~ 的阻断作用,含Ca~(2 )的Li~ 溶液可引起逆转但无阻断现象出现.已知多种细胞内的三磷酸肌醇可调控细胞内Ca~(2 )水平.考虑到Li对磷酸肌醇酶的抑制作用,本文结果表明磷脂酰肌醇的代谢产物可能参与了鲇鱼电感受器的传感过程.     

一种兴奋性氨基酸受体亚型

N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA)受体是一种兴奋性氨基酸受体,广泛分布于许多脑区。该受体被激活后,突触后膜产生一长时程的兴奋性突触后电位,进而引起多种神经生物学效应或神经毒性作用。Ca~(2 )对于NMDA受体效应的产生具有重要意义。     

关于胞浆Ca~(2+)的若干研究新进展

胞浆Ca~(2+)跃升的机理和功能意义测量单细胞的胞内Ca~(2+)水平,发现许多细胞当受到刺激时产生节律性的Ca~(2+)跃升(spiking)。在心肌细胞等可兴奋性系统中,关于细胞内Ca~(2+)跃升的概念是人们熟知的,即每次心搏中心肌细胞膜的去极化可引起钙库中的钙暴发性释放。实际上,非兴奋性细胞在激素和生长因子等作用下也可发生钙库中钙的周期性释放。由于在细胞膜电压予以钳制的条件     

烟碱对脑细胞内钙离子浓度的调控及其机制分析

神经肌肉接头及神经节N受体均可引起细胞外Ca~(2 )内流和细胞内Ca~(2 )释放,增加细胞内Ca~(2 )浓度。尚无资料证明脑N受体是否影响细胞内Ca~(2-)浓度。本实验观察烟碱对脑细胞内Ca~(2 )浓度的影响并探讨其可能的机理。 烟碱对大鼠脑突触体主动摄取~(45)Ca~(2 )的影响 本实验条件下钙通道激动剂Bay-k-8644(10~(-7)～10~(-4)～mol/L)浓度依赖性地增加突触体~(45)Ca~(2 )主动摄取量;钙通道拮抗剂异搏定(10~(-9)～10~(-5)mol/L)浓度依赖性地抑制~(45)Ca~(2 )摄取     

安定对家兔呼吸的作用

在切断迷走神经和局部麻醉的家兔中观察了静脉注射安定(2mg/kg)对呼吸和循环的影响。在动物进行自然呼吸的条件下,安定使每分通气量减少,心率变慢和血压降低。在将动物肌肉麻痹并进行正压人工呼吸的条件下,安定使呼吸频率加快,吸气时程和呼气时程缩短,即呼吸周期缩短。此外,膈神经放电的高频振荡频率增高而电位的幅度变小,动物的血压也降低。在桥脑头端去大脑而表现长吸式呼吸,以及在延體髓纹水平横断脑干而表观喘息式呼吸的动物中,安定亦使膈神经放电的幅度减小,呼吸周期延长和血压降低。以上结果表明安定可使呼吸抑制、血压降低,而其作用的基本部位可能主要在延髓。     

安定减低家兔膈神经放电幅度的机制分析

本实验室曾经报道静脉注射安定对于清醒、麻痹、人工呼吸的家兔具有减低膈神经放电幅度、加快呼吸频率,缩短吸气时程(T_I)和呼气时程(T_E),降低动脉血压等作用。本工作在35只家兔中进一步分析了某些药物对安定的这些作用的影响。GABA 降低膈神经放电幅度和动脉血压,这与安定的作用相同,但 GABA 延长T_I、T_E和减慢呼吸频率,与安定的作用相反。事先用氨基酸脱羧酶抑制剂异烟肼处理,或用 GABA 受体拮抗剂印防己毒素处理,可阻遏安定减低膈神经放电幅度的作用。在事先用印防己毒素处理的家兔中,可见安定缩短 T_IT_E的作用不受影响。异烟肼或印防己毒素还能部分对抗安定的降压效应。阿片受体拮抗剂纳洛酮和5-HT 受体拮抗剂赛庚啶都不能阻遏安定降低膈神经放电幅度和动脉血压的作用。上述结果提示安定降低膈神经放电幅度的作用可能通过 GABA 这一中间环节,而内啡肽和5-HT可能不起重要作用。安定的降压作用需要有内源性 GABA 参与才得以持续较长时间,在减少GABA 或阻断 GABA 受体后,安定只有短暂的降压作用。     

家兔膈神经元的电活动类型及其在膈神经呼气相电活动中的作用

家兔40只,乌拉坦静脉麻醉,三碘季铵酚制动,人工通气,切断双侧颈迷走神经干,引导左侧膈神经干和右侧膈神经单纤维的传出电活动。在保持动物正常PaCO_2和PaO_2的条件下,所观察的144个膈神经单位,按其电活动与呼吸周期的关系,可分为三类:第一类(U_Ⅰ,占44％),仅在吸气相放电;第二类(U_Ⅱ,41％),放电自吸气相持续到呼气相前期;第三类(U_Ⅲ,15％),在整个呼吸周期中连续放电。逐步加大给动物的人工通气量,在PaCO_2逐渐降低的过程中,96％的U_Ⅰ和58％的U_Ⅱ的放电频率逐渐降低,但始终保持时相性放电的特性,直至放电停止,对具有这些特性的单位称为时相性单位。其余4％的U_Ⅰ和42％的U_Ⅱ,在低PaCO_2下逐渐转为紧张性放电,将这些单位和全部U_Ⅲ称为紧张性单位。我们以前报道的家兔膈神经干的呼气相电活动,是紧张性单位活动的表现。在放电特性方面,本文报告的家兔膈神经元群中的时相性单位和紧张性单位,与Hilaire和St.John报告的猫膈神经元群中的晚募集单位和早募集单位,有类似之处,但不尽相同。     

兔膈神经士的宁梭形放电与吸气放电的相互关系

在46例清醒、肌肉松弛和两侧颈迷走神经切断的家兔,在膈神经、延髓孤束区和脑桥网状鲒构等部位观察了士的宁梭形放电效应。静脉注射士的宁后,膈神经上吸气放电迅速被梭形放电听取代。梭形放电频率开始为14—23赫茨,半小时内下降到10—19赫茨。在恢复期,吸气放电和梭形放电同时出现,但前者可压抑后者。孤束区吸气放电的消失稍迟于膈神经,而恢复则稍早于膈神经。脊髓C_(2_3)间的横切能同时取消外周脊神经和脑干网状结构的梭形放电;电刺激离断的两端能使上下两部重新出现梭形放电,但节律不再一致。这说明脑干网状结构与脊髓之间环路联系的完整性对士的宁梭形放电起着重要作用。传导束分析的结果提示脊髓网状束和网状脊髓束可能是环路联系的途径。     

回苏灵引起家兔膈神经和胫神经痉挛性放电的机制分析

本工作在28例局部麻醉、肌肉麻痹的家兔上进行。实验观察到静脉注射大剂量回苏灵(1.5mg/ kg)后,在胫神经、膈神经及脑干孤束核(NTS)区与网状结构等部位均可记录到痉挛性放电。其中胫神经上先出现紧张性高频放电,后转为阵挛性排放,一般在50—100min 后恢复。膈神经也可出现类似放电,但其排放节律比胫神经快,两者不完全同步;在恢复期,吸气放电与痉挛性排放可交替出现。高位离断脊髓后,胫、膈神经的痉挛性放电即消失。NTS 区的吸气相关单位所出现的痉挛性排放,其频率与膈神经的不完全同步;但在脑干网状结构可找到与胫神经、膈神经痉挛性排放基本同步的放电单位,且孤立脑干,仍可见该单位的痉挛性放电。以上结果提示,回苏灵痉挛性放电的发源部位主要在脑干网状结构。切断脊髓背束及外侧束的大部,保留网状脊髓束和脊髓网状束,不影响胫,膈神经的痉挛性放电;脊髓半横切后,同侧胫、膈神经的痉挛性放电则消失。     

Otx1在小鼠癫痫样行为中的潜在作用机制:大脑皮质第5皮层锥体神经元生理功能的“调节者”

转录因子Otx1在大脑皮质第5皮层锥体神经元中特异性表达。该研究利用全细胞膜片钳记录技术和神经元三维形态模拟重构及定量分析平台探讨Otx1在小鼠癫痫样行为中的潜在作用机制。结果表明,在大脑皮质运动区第5皮层锥体神经元中鉴定到四种不同放电类型的神经元,即固有爆发式、节律性振荡爆发式、适应性规律式及紧张性放电型。与对照相比,Otx1突变小鼠中规律式放电神经元的比例显著升高,而爆发式放电神经元的比例显著减少并表现出增强的兴奋性。此外,Otx1突变促使神经元动作电位(action potential,AP)阈值、输入阻抗及快速后超极化电位都显著降低,进而使其兴奋性增强。Otx1突变降低神经元基树突形态结构复杂性,主要表现为基树突表面积、体积、分节表面积及分节体积的显著降低。可见,Otx1突变导致大脑皮质运动区第5皮层锥体神经元生理功能的改变可能是小鼠癫痫样行为的潜在原因。     

刺激兔丘脑不同核团和胼胝体引起的膈神经放电效应

实验在33例清醒、肌肉麻痹和切断双侧迷走神经的家兔上进行,观察了刺激丘脑不同核团(VIL,VL,VPM 和 MI)和胼胝体纤维以激活皮层时膈神经的放电效应。当在吸气相(膈神经放电时)给予上述核团及胼胝体纤维电脉冲刺激,可使膈神经放电短暂抑制,随后的呼气相缩短、吸气相提前出现。如果在呼气相刺激上述核团,也能使该呼气时相缩短,随后的吸气时相提前出现。当在皮层接受 VL 投射的局部区域给予回苏灵后,再刺激 VL,皮层诱发电位增大,除使原先的膈神经放电效应更为明显外,还可在呼气相刺激时引起膈神经即刻的短暂放电。以上实验结果提示,当用回苏灵使皮层活动加强后,刺激丘脑 VL 引起的膈神经放电效应明显增强。损毁红核或切断皮层下行传导束但保留皮层脊髓束后,刺激丘脑引起的膈神经放电效应均不受影响,表明传入冲动激活皮层后引起的膈神经放电效应可能主要经皮层脊髓束下传,而皮层红核脊髓束不起重要作用。     

家兔脊髓蛛网膜下腔注射乙酰胆碱对膈神经放电的影响

实验在50例麻醉、麻痹和切断双侧迷走神经的家兔上进行。用双极银丝电极引导膈神经放电,经放大、幅度积分而后记录在 X-Y 记录仪上。脊髓蛛网膜下腔注射乙酰胆碱(ACh)50μg 后,膈神经吸气放电幅度增加,平均增加30.6±11.6%.ACh 的这一效应可被阿托品阻断,但不能被六甲双铵、酚妥拉明和心得安阻断。但单独注射上述任何一种受体阻断剂均不能改变膈神经的放电活动。上述结果提示,脊髓蛛网膜下腔注射 ACh 可兴奋膈运动神经元,而且 ACh 的这一兴奋效应是由 Μ 受体中介的,但在正常生理情况下,胆碱能递质系统对膈神经元似无紧张性兴奋作用。因此,ACh 递质可能在脊髓水平对高级中枢下传的呼吸驱动信息的整合中起兴奋性调制作用。     

蝎毒耐热蛋白对大鼠急性分离海马神经元兴奋性的影响

应用全细胞膜片钳记录技术在电流钳模式下观察经持续高温等特殊处理后分离纯化的30～50 kDa蝎毒耐热蛋白(scorpion venom heat resistant protein,SVHRP)(国家发明专利,专利号ZL01 106166.92)对急性分离大鼠海马神经元兴奋性的影响.结果发现SVHRP可致海马神经元兴奋性降低.神经元经1×10-2 μg/mL SVHRP处理后动作电位发放模式改变,发放频率减少.在52个受检细胞中,有45个细胞产生位相放电(占86.54%);7个细胞产生重复放电(占13.46%).在产生位相放电的45个细胞中,有8个细胞在SVHRP处理后仍可以诱发出位相放电(占17.78%);37个细胞在SVHRP处理后无法诱导出位相放电(占82.22%),SVHRP处理后动作电位的产生与处理前相比,有显著差异(P＜0.01,n=45);在产生重复放电的7个细胞中,在1×10-2μg/mL SVHRP作用后均不能再次诱发出重复放电,而是产生一个动作电位或不再产生动作电位,药物处理前产生的动作电位个数为14.57±1.00,SVHRP处理后产生动作电位的个数为0.57±0.20,二者之间有显著性差异(P＜0.01,n=7).1×10-4 μg/mLSVHRP处理后,诱发动作电位产生的基强度由(75.10±8.99)pA增加到(119.85±12.73)pA(P＜0.01,n=8);阈电位由(-41.17±2.15)mV升至(-32.40±1.48)mV(P＜0.01,n=8);动作电位峰值由(68.49±2.33)mV下降至(54.71±0.81)mV(P＜0.01,n=8).由于神经元超兴奋性被认为是癫痫发作的基本机制之一,因此上述结果表明SVHRP有可能通过降低海马神经元兴奋性发挥其抗癫痫作用,这为蝎毒药物的进一步开发提供理论依据.     

应用多电极记录技术研究海马切片癫痫样放电的起始点和传播方向

弄清癫痫样放电的起始位置和传播方向对研究癫痫机制及其临床治疗有重要意义．为了解决这一问题,应用微电极阵列对低镁人工脑脊液诱导的Sprague-Dawley (SD)大鼠海马切片的癫痫样放电进行记录．分别用癫痫样放电的两种成分：场电位和多单元信号来确定癫痫样放电的起始位置和传播方向．首先计算并比较了海马切片锥体细胞层位置电极记录的癫痫样放电场电位的起始时间,由起始时间的先后关系确定癫痫样放电在锥体细胞层的起始位置和传播方向．然后用整个切片上记录的癫痫样放电的多单元信号动作电位序列进行互相关分析,进一步确定了癫痫样放电在整个海马切片内的起始位置和传播方向．结果显示,CA3区的癫痫样放电具有比CA1区更高的幅度和更长的持续时间,表明CA3区有更高的兴奋性．对于记录到的同步癫痫样放电,CA3b区场电位和多单元信号均比CA3c和CA1区出现更早,起始位置和其随后位置之间的传播延　时与二者之间的距离成正相关．因此,在低镁模型的大鼠海马切片中,癫痫样放电起始于CA3b区并分别向CA3c和CA1区传播．     

刺激兔皮层感觉运动区和静注士的宁引起的肋间神经放电效应

在30例清醒,肌肉麻痹、切断迷走神经的家兔,观察到刺激对侧皮层感觉运动区时,胁间神经的放电效应包括两种成分。在呼气相电刺激,肋间外神经的第一效应表现为短暂的放电,肋间内神经表现为呼气放电的抑制;在吸气相电刺激,肋间外神经的第一效应表现为吸气放电的抑制,肋间内神经表现为短暂的放电。肋间外神经的第二效应表现为吸气放电的提前出现,吸气时程和呼气时程的缩短;肋间内神经的第二效应表现为吸气时程的缩短和呼气时程的延长,呼气放电的幅度明显增加。上述结果说明,皮层直接控制脊髓的通路既能兴奋也能抑制肋间吸气或呼气运动神经元的活动,且吸气与呼气运动神经元之间表现交互抑制。静注士的宁引起肋间神经梭形放电的发生过程和放电频率,与膈神经上表现相同;但恢复过程不同,膈神经上吸气放电恢复早,肋间神经上呼吸性放电恢复迟。此外,肋间神经的呼吸性放电不具有高频振荡现象。