匹罗卡品颞叶癫痫大鼠模型中尖波对theta节律的抑制作用

癫痫会降低患者的认知能力是常见的临床现象,但这是否与癫痫发生过程等因素有关尚不清楚。尖波是颞叶癫痫的主要特征,本文应用脑深部记录研究了癫痫发生过程中的散发性尖波(sporadic spikes,SSs)对认知节律theta的影响。实验记录4只注射匹罗卡品导致癫痫发生的大鼠在嗅行(exploration)时的CA1脑区的局部场电位(local field potentials,LFPs),计算癫痫发生过程的早期和晚期有尖波和无尖波期间theta节律的相位稳定规模和能量,并与注射前对照进行对比。应用混合动力学模型,改变CA1网络的平均兴奋性和抑制性(分别包括慢树突抑制回路和快胞体抑制回路)突触增益,仿真有尖波和无尖波的发作间期CA1区场电位,并据此计算theta节律的相位稳定规模。结果显示,癫痫尖波对theta节律的抑制作用既是短暂的也是持续的,但随癫痫发生过程而变化,早期作用强烈,晚期则平缓,但即便在早期也有很强的theta节律。仿真结果部分地证明了伴随癫痫尖波而出现的突触不平衡可能与theta相位稳定规模动态变化的规律有关。以上结果提示,癫痫尖波对theta节律的抑制影响是永久性的,与癫痫发生过程有关。     

癫痫模型大鼠海马CA1网络theta节律断裂的观察*

目的:探究尖波间期和无尖波恢复期颞叶癫痫大鼠模型的海马CA1网络theta节律随癫痫发展进程的变化规律。方法:14只成年雄性Wistar大鼠(200～250 g)麻醉后开颅,在海马的背侧埋入一个双极性钢电极(直径小于1 mm),在颅骨上埋入三个不锈钢皮质电极,在左和右额皮质内分别植入两个电极,在小脑埋入参考电极,粘合颅骨,检测、记录大鼠脑电图;之后腹腔注射癫痫诱发药物,匹罗卡品氢氯化物(pilocarpine hydrochloride,310 mg/kg),30 min后给予大鼠莨菪碱 (scopolamine, 1 mg/kg);借助14只大鼠在嗅行(exploration)时脑深部记录(SEEG),应用Gabor小波时频能量分析估算断裂段数(以350 ms为1段),与总段数的比值定义为断裂比,用来衡量theta节律断裂程度,分别计算了癫痫发展进程的早期(D7)和晚期(D25)中两个邻近尖波之间时间段(定义为尖波间期)和随后无尖波恢复期theta节律断裂比,与注射前脑电图比较。结果:① 与对照脑电图比较,癫痫诱发大鼠的D7和D25的theta节律断裂比显著升高(P＜0.05),并且D7远高于晚期D25;② 在无尖波恢复期,theta节律断裂比与尖波间期相当 (P＜0.05)。结论:癫痫尖波直接导致了theta节律断裂,断裂程度将随癫痫发展进程而动态变化,早期伤害尤其严重。     

强直电刺激嗅内皮质-海马环路诱发CA1神经元的癫痫同步性膜电位振荡行为

目的和方法 :4 0 0～ 5 0 0 μm大鼠水平脑切片含有封闭的EC 海马环路。强直电刺激 (60Hz ,2s)海马Schaeffer侧支诱发癫痫放电 ,全细胞记录CA1胞体层单个神经元电活动 ,同步记录相应树突区细胞外场电位 ,探讨单个神经元膜电位振荡特性与细胞外癫痫电活动之间的关系。结果 :①强直电刺激诱发CA1神经元膜电位后放性振荡行为呈宽频特征 (3～ 10 0Hz)。以θ节律多见 ,跟随在刺激引起的膜电位去极化或超极化偏移 (paroxysmaldepolarizingorhyperpolaringshift,PDSorPHS)之后 ,振荡波的上升支和下降支分别由膜电位去极化 超极化或超极化 去极化成分构成 ;②逐渐增强的IPSP构成了膜电位振荡的起搏成分 ,继而反弹形成锋电位和阈下振荡 ,与细胞外癫痫样电活动同步 ,并促成癫痫放电由紧张性向阵挛性形式转变 ;③发现了电偶联电位 (spikelets)以及细胞之间的染料偶联现象。结论 :单个神经元作为振荡器可以启动群体神经元超同步化癫痫样电活动 ;缝隙连接可能参与了膜电位振荡的启动与场电位癫痫样电活动的同步作用。     

多通道在体记录技术——神经元放电与节律性场电位间的相位分析方法

本文旨在介绍神经元放电序列与节律性场电位间的相位分析方法。多通道在体记录技术能同时记录群体神经元和局部场电位的活动信号。神经元的放电活动一般表征为放电时间序列;而在局部场电位信号中,则包含有不同频率成分的周期性节律振荡。相位分析主要考察神经元放电时刻与周期性节律场电位相位间的相互关系。具体分析时,先运用Hilbert变换计算出某一频段节律场电位信号的瞬时相位值,然后再计算某一神经元放电序列中每个动作电位相对于该节律场电位的放电相位,最后通过考察这些放电相位的分布特性,来判断该神经元与该节律场电位相位间的放电相位关系。如一神经元放电序列对某种节律场电位的相位分布经统计检验不是随机的,则表明该神经元对这种节律场电位有放电锁相关系。Theta相位进动则是一种特殊的神经元放电与周期性节律场电位间的相位关系,也是海马位置细胞放电的基本特性之一。海马位置细胞在位置野内一般呈theta节律簇状放电模式,而相位进动是指每一theta波内放电的theta相位,相对上一theta波会逐渐提前。这一现象可通过对位置细胞放电的theta相位和动物实时位置使用线性模型来描述;并运用圆周线性相关分析法,计算它们之间的相关系数,从而研究位置细胞在位置野中的放电相对于theta相位的进动情况。通过相位分析,可以帮助我们了解神经元放电与节律性场电位信号间的时间信息编码特性。     

光照对麻醉大鼠海马节律的影响

目的:研究光照刺激对麻醉大鼠海马节律的影响。方法:对乌拉坦麻醉大鼠,在海马中植入电极,通过神经信号放大器记录场电位。重复对大鼠进行视觉刺激,刺激10s,并给予20s的恢复期。与经典掐尾实验进行对比。结果:乌拉坦麻醉大鼠的掐尾实验能够将海马场电位从"大不规则波"(LIA)变成theta波。LIA到theta的转变通常只需1s,掐尾结束后3s后theta返回LIA。光刺激造成了在5-8s后LIA消失,光刺激撤离后4-6sLIA返回,并没有引发theta。结论:本文结果提示视觉通路与触觉通路有不同的优先级和行为特性。     

淀粉样β蛋白抑制大鼠海马theta节律并致行为脱抑制和空间记忆损伤

海马神经元网络振荡与哺乳动物学习记忆、焦虑及行为抑制密切相关。阿尔茨海默病患者早期表现出的认知功能减退及行为脱抑制,极可能与海马内沉积的淀粉样β蛋白(amyloid β protein,Aβ)损伤了海马神经元网络电活动有关,但海马注射Aβ能否在伤害学习记忆功能的同时也引起行为脱抑制和改变神经元同步化活动,仍缺乏足够的动物实验证据。本研究利用Morris水迷宫、高架十字迷宫和在体局部场电位记录技术,观察了海马注射Aβ1–42寡聚体对大鼠空间学习记忆和行为抑制活动的影响,并分析了海马theta节律的改变。结果表明,与对照组相比,海马注射Aβ1–42寡聚体两周后:(1)大鼠在高架十字迷宫中焦虑性减低,出现明显的行为脱抑制现象,去开臂次数和在开臂停留时间均明显增加;(2)大鼠空间学习、记忆严重受损,水迷宫定位航行实验中寻找水下平台的潜伏期明显延长,空间探索实验中在原平台象限的游泳时间百分比明显减小;(3)大鼠海马CA1区theta节律压抑,由夹尾刺激诱导的theta节律的功率峰值明显减低,而theta节律功率峰值对应的频率值未发生改变。以上结果表明,海马注射Aβ1–42寡聚体可同时引起大鼠行为脱抑制、空间记忆损伤和海马theta节律压抑。这提示,AD患者出现的学习记忆能力障碍和精神行为异常很可能与Aβ对海马神经元网络theta节律活动的压抑以及由此引起的突触可塑性下调有关。     

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．     

经颅磁刺激对癫痫病灶脑电相关维数的影响

利用脑功能指标——大鼠病灶区脑电的相关维数,研究低频经颅磁刺激对慢性颞叶癫痫大鼠脑功能改善的作用。对一组颞叶癫痫大鼠施予频率为0．5Hz、强度为0．4T、20次／日、连续一周的低频重复性经颅磁刺激(rTMS)．在rTMS前后,分别测取颞叶癫痫大鼠责任病灶区皮层和海马区的脑电,重构时间延迟吸引子,用G-P算法估算反映对应脑区功能状态的相关维数。研究结果显示：施予适量的rTMS(0.4T、20次／日、连续一周),使颞叶癫痫大鼠海马和相应皮层脑电的相关维数比刺激前明显升高。研究表明适量的rTMS有抑制癫痫的作用。     

电击回避训练前后快回避反应大鼠海马CA3区神经振荡的变化

本研究旨在探讨与动物空间辨别学习能力相关的神经振荡电活动及其改变。运用Y型迷宫电击回避训练方法,筛选出与空间认知能力相关的快回避反应组和普通回避反应组大鼠,无线遥测两组动物在电击回避实验前、后海马CA3区实时局部场电位(local field potential,LFP),分析与空间辨别和学习能力相关的神经振荡成分变化。结果显示,与普通回避反应组大鼠比较,电击回避训练前快回避反应组大鼠左侧海马CA3区LFP成分无显著差异,但电击回避训练后,右侧海马CA3区0~10 Hz和30~40 Hz电节律百分比显著增加(P0.01或P0.05);快速傅里叶变换显示,0~10 Hz频段百分比增加主要发生在θ波(3~7 Hz)频段,而30~40 Hz频段改变相当于γ1频段。进一步将两组大鼠训练前后的右侧CA3区神经振荡进行自身比较,结果显示训练后快回避反应组大鼠仅出现β波、β2(20~30 Hz)和γ1节律百分比增加,θ波节律百分比在训练前后无明显变化,而普通回避反应组大鼠训练前后比较显示,训练后右侧CA3区θ波节律百分比和大幅波(强度:+2.5~-2.5 db)显著减少(P0.01)。本研究结果显示,快回避反应组大鼠电击回避训练后,右侧海马CA3区β2和γ1节律百分比增加,θ波节律百分比保持较高水平,这些改变可能与其较强的空间认知能力有关。     

谷氨酸转运体对癫痫持续状态大鼠突触可塑性的影响

探讨了在大鼠癫痫持续状态模型,谷氨酸转运体功能改变对突触可塑性的影响.健康成年雄性Wistar大鼠((304.06±13.79)g)随机分为5组,短期癫痫实验组(SE)及其对照组(SC),长期癫痫实验组(LE)及其对照组(LC),健康对照组(Sham).匹鲁卡品皮下注射(25 mg/kg)建立癫痫模型,建模14天后SE和LE组大鼠右侧海马内注射谷氨酸转运体抑制剂TBOA(7.5 nmol,lμ1),SC和LC组注射相同剂量的人工脑脊液.注射药物2 h后,SE和SC组检测脑电图(EEG):药物注射后2周,LJ巳和LC组检测内嗅区前穿通纤维-海马齿状回(PP-DG)长时程增强(LTP)和EEG.电生理学检测后动物灌流取脑做Fluoro-Jade-B染色.结果表明:脑电功率谱分析,SE组theta波段能量较sc组明显下降(P＜0.05),LE组与其对照Lc组相比,EEG的也theta波段能量无明显差异(P＞0.05);LTP检测显示.LE组与对照LC组相比,兴奋性突触后电位(EPSP)斜率升高(P＜0.01);Fluoro-Jade-B染色显示,LE组与对照LC组相比,给予TBOA 2周后细胞变性明显增加.结果提示,癫痫持续状态后,海马神经元损伤,TBOA导致谷氨酸转运体功能障碍,加重癫痫所至神经元损伤,对海马区突触可塑性产生影响.     

高脂饲养青春期大鼠电击回避反应和海马CA3区场电位的改变

目的：观察高脂饲养至青春期的大鼠对电击回避反应和海马CA3区实时局部场电位变化。方法：断乳1周幼鼠改用基础饲料和高脂饲料分别喂养4周至青春期,分为基础饲料组（BF组）和高脂饲料组（HFD组）,Y型迷宫电击回避训练方法,记录2组大鼠电击回避达学会标准的相关参数,同时无线遥测大鼠达标时海马CA3区实时局部场电位。结果：与BF组大鼠比较,HFD组大鼠体重明显增加,Y型迷宫电击回避训练1~2 d大鼠达标百分率、电击回避达标各项指标均略优于BF组;双侧海马CA3区局部场电位节律出现去同步化快波改变,右侧海马CA3区出现了θ波和γ 1波百分比的同步性增加,但无θ~γ 1波相位-振幅耦合出现。结论：幼年期短期高脂饮食至青春期的大鼠,尽管体重较基础饲料大鼠增加,但未见Y型迷宫电击回避反应能力和海马依赖性空间认知功能的减退。     

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.     

海马脑片癫痫样放电时空特性的多电极记录研究

为了探索离体条件下癫痫样放电的时空特性,本研究采用多电极记录系统记录高钾人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid,ACSF)诱导的幼年大鼠海马脑片的自发放电活动。在成功诱导出癫痫样的簇样放电后,加入苯巴比妥钠以观察其对脑片各区域放电的压抑作用。结果显示:(1)高钾ACSF持续灌流脑片15min左右,多电极阵列上可记录到海马CA3(a~c)和CA1区反复出现同步节律的癫痫样簇样放电,与脑电信号中的发作间期痫性放电相似;定量分析结果提示,CA区各个亚区锥体细胞的活动特性无明显差异(P0.05),而齿状回(dentate gyrus,DG)颗粒细胞层没有出现簇样放电,仅有少量动作电位发放,发放频率远低于CA区(P0.05);(2)在持续高钾灌流下,稳定的簇样放电一旦建立即可至少持续40min;(3)簇样放电发放稳定后给予60μmol/L苯巴比妥钠,发现同步化放电的区域逐渐缩小,CA1和CA3c区的放电活动首先被压抑,而CA3a和b区的部分锥体细胞在加药10min后仍有较强的簇样放电。以上结果提示,多电极阵列能够有效地用于研究离体条件下癫痫样放电的时空特性,并可探索抗癫痫药对脑片不同区域癫痫样活动的作用。     

同步脑电-功能磁共振成像技术对儿童失神性癫痫的研究

儿童失神癫痫是一类常见的原发全面性癫痫,表现为无抽搐性的阵发性意识丧失,以及3 Hz左右的头皮脑电全面慢波发放.应用同步记录头皮脑电与功能磁共振(simultaneous eleetroencephalography-functional magnetic resonance imaging,EEG-fMRI)技术,可...     

伴海马硬化的颞叶癫痫患者海马组织内BDNF 表达变化

目的:研究伴海马硬化的难治性颞叶癫痫(TLE)患者海马组织内脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)的表达变化,探讨其在难治性颞叶癫痫发病机制中的作用。方法:采集5例伴海马硬化的难治性TLE患者手术中切除的海马组织,用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)法检测BDNF mRNA表达,并与3例非海马硬化TLE患者对照。结果:与非海马硬化组比较,伴海马硬化的难治性TLE患者海马组织中的BDNF mRNA表达明显增加(P<0.01)。结论:伴海马硬化的难治性TLE患者海马组织中BDNF mRNA表达表达增高,可能在海马硬化和难治性颞叶癫痫发生、发展中具有重要作用。     

无线神经遥测技术在阿尔茨海默病转基因小鼠恐惧学习记忆活动中的应用——海马Theta节律观察

APP/PS1/tau三转基因(3xTg)小鼠是国际公认的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)动物模型,其6月龄时即可表现出与海马相关的认知活动障碍及电生理指标异常,但同步记录AD小鼠行为学和脑电活动的研究仍鲜有报道。近年来,无线遥测技术的发展为同步记录小动物行为和脑电活动创造了条件。本研究利用无线神经遥测技术,结合行为学检测手段,同步记录了3xTg AD小鼠在恐惧记忆活动过程中的行为学表现和海马Theta节律变化,以期揭示AD时认知功能障碍与Theta节律的关系。结果显示:(1)恐惧学习训练阶段,3xTg小鼠与野生型(wild type, WT)小鼠相比,行为学和脑电活动均无明显差异;(2)记忆检测阶段,3xTg小鼠因条件刺激(conditioning stimulus, CS)引起的僵直比率显著低于WT小鼠;(3)条件刺激前(Pre-CS)与CS期间3xTg小鼠海马Theta节律的峰值功率均明显低于WT小鼠;(4) CS可有效提高WT小鼠海马CA1区Theta节律的峰值频率,而这一刺激对3xTg小鼠无效。以上结果表明,3xTg小鼠在认知行为障碍即恐惧学习记忆能力下降的同时,伴有海马CA1区Theta节律的发放频率与发放功率降低。据此推测,Theta节律活动的衰减与3xTg小鼠恐惧记忆行为障碍有关,增强海马Theta节律可能有助于认知行为的改善。     

基于动脉自旋标记技术的内侧颞叶癫痫病人脑血流灌注成像研究北大核心CSCD

基于动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)技术,分析内侧颞叶癫痫(mesialtemporal lobe epilepsy,mTLE)患者大脑血流灌注(perfusion)的改变情况。在静息态下,采集了30例内侧颞叶癫痫伴单侧海马硬化发作间期患者(其中左侧16例,右侧14例)及22例健康志愿者的ASL数据,并通过计算获取其相对脑血流量(relative CBF,rCBF)及灌注不对称率(asymmetric index,AI)。癫痫病人与正常人的比较结果表明:左侧mTLE患者在两侧海马旁回、梭状回、额叶、颞叶和患侧海马回及岛叶,右侧mTLE患者在两侧海马回、海马旁回、额叶、颞叶和患侧杏仁核及岛叶,rCBF均有所下降,且患侧的下降程度和范围均大于对侧。说明mTLE患者的海马硬化可能导致了痫灶区功能异常,并通过癫痫的发作影响到全脑。     

齿状回在慢性电刺激诱发大鼠颞叶癫痫中的可能作用

本文探讨了齿状回（DG）及海马（HPC）在颞叶癫痫发生中的可能作用,分别强直电刺激（60Hz,0.4-0.6mA,2s)大鼠右背侧海马（DHPC）和DG制作慢性癫痫模型,观察大鼠行为,深部电图及脑区T2加权核磁共振成像（T2－WI)的改变,发现DG刺激组大鼠的原发性湿狗样抖频率明显低于HPC刺激组（P＜0．05）,其深部电图脑波的平均最高振幅也明显低于HPC刺激组大鼠（P＜0．05）,而PC电图的电振荡发生率增加,另外,HPC刺激组大鼠呈现T2－WI高信号强度,而DG刺激组大鼠T2－WI信号强度无明显改变（P＜0．05）,结果表明,DG在内嗅皮质（EC）－HPC环路中可能起着某种“过滤器”的作用,限制来自于大脑皮层通过EC到达HPC的神经信息,一旦丧失该作用可以导致HPC的损害并发生颞叶癫痫。     

马桑内酯在Wistar大鼠海马脑片上引起的痫样放电及SC_(1001)钠盐的对

马桑内酯(CoriariaLactone,CL)是从抗精神病中草药—马桑寄生中提取的有效成分,它具有致痫作用。目前,运用CL在整体动物身上建立急、慢性癫痫模型的实验已获成功。为了进一步从细胞水平探讨CL的致痫作用及可能的电生理机制,并观察抗癫新药SC1001钠盐对CL所致痫样放电活动的抑制作用,本实验采用离体海马脑片技术,在59例Wistar大鼠的海马脑片标本上进行了以下研究:以海马CA1区锥体细胞诱发场电位为指标,观察了不同刺激强度时顺向、逆向刺激与诱发场电位之间的关系;观察了持续灌流人工脑脊液(ACSF)对诱发场电位的影响和双脉冲易化,频率…     

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