蒼白球-前額葉皮層通路調(diào)控失神癲癇的研究.pdf

1、癲癇是一種大腦神經(jīng)元異常放電導(dǎo)致的突發(fā)性疾病。失神癲癇是癲癇中的常見類型，在失神癲癇發(fā)作過程中常常伴有2~4 Hz棘慢波(Spike and wave discharges， SWDs)的發(fā)放，并伴隨短暫的意識喪失。研究表明大腦基底節(jié)(Basal ganglia，BG)神經(jīng)環(huán)路在調(diào)控失神癲癇發(fā)作的過程中發(fā)揮重要作用，其中黑質(zhì)網(wǎng)狀部(Substantia nigra pars reticulate，SNr)作為重要的信息中轉(zhuǎn)站，通過丘腦間

2、接與大腦皮層相連接，進(jìn)而調(diào)控大腦皮層的興奮性。解剖學(xué)上，BG神經(jīng)環(huán)路中外側(cè)蒼白球(Globus pallidus externa，GPe)可以通過兩種不同的神經(jīng)通路調(diào)節(jié)SNr興奮性，即GPe-SNr神經(jīng)通路和GPe-底丘腦核-SNr通路，這些神經(jīng)通路使得GPe能夠參與皮層神經(jīng)元興奮性的調(diào)控。新近研究發(fā)現(xiàn)從GPe到前額葉皮層運(yùn)動區(qū)還存在一條直接的伽馬氨基丁酸(GABA)能神經(jīng)通路，本課題組基于計算仿真模型的研究發(fā)現(xiàn)這條蒼白球-前額葉皮層通

3、路也對前額葉皮層區(qū)的失神癲癇發(fā)作具有調(diào)控作用。但是，蒼白球-前額葉皮層通路對失神癲癇調(diào)控作用目前尚缺乏足夠的動物或臨床實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
　　本論文中，我們通過腹腔注射伽馬丁內(nèi)酯(?-Butyroladone，GBL)建立失神癲癇模型，通過GPe注射GABA受體阻斷劑Gabazine，以及電損毀SNr，采集不同干預(yù)條件下失神癲癇發(fā)作的腦電數(shù)據(jù)，并用時頻分析、大尺度方差識別統(tǒng)計算法、信息熵以及功率譜對失神癲癇發(fā)作時的 SWDs進(jìn)行分析，以期

4、從實(shí)驗(yàn)角度為理解蒼白球-前額葉皮層通路對失神癲癇調(diào)控提供依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　1、通過在GPe注射Gabazine增強(qiáng)GPe神經(jīng)元的活性，可以有效抑制前額葉皮層失神癲癇SWDs發(fā)放，表明GPe與前額葉皮層區(qū)之間存在直接或間接的通路，從而對前額葉皮層區(qū)域失神癲癇的發(fā)作具有重要的調(diào)控作用。
　　2、通過電毀損黑質(zhì)網(wǎng)狀部或同時藥物干預(yù)GPe增強(qiáng)神經(jīng)元的活性，均可有效抑制前額葉皮層區(qū)的失神癲癇發(fā)作。表明除了經(jīng)典的GPe-SN

5、r-皮層間接神經(jīng)通路外，GPe-前額葉皮層的直接通路是另一條控制大腦皮層區(qū)失神癲癇發(fā)作的重要神經(jīng)通路。
　　3、通過對失神癲癇大鼠在不同時間段SWDs發(fā)作次數(shù)和平均每次發(fā)作時間進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)在不同干預(yù)條件下，SWDs發(fā)作次數(shù)可能存在明顯變化，而每次SWDs的平均發(fā)作時間沒有明顯變化，提示不同干預(yù)條件下，SWDs總的發(fā)作減少是由于干預(yù)導(dǎo)致SWDs的發(fā)放次數(shù)減少所致。
　　4、在GBL誘發(fā)的失神癲癇大鼠模型中，藥物干預(yù)GPe

6、或電毀損SNr均可有效抑制前額葉皮層區(qū)的失神癲癇SWDs發(fā)放時間。在失神癲癇發(fā)作的15~35 min內(nèi)，GPe和SNr對抑制皮層運(yùn)動區(qū)失神癲癇SWDs貢獻(xiàn)度分別平均為47.2％和34.6%。因此，相比SNr，GPe對前額葉運(yùn)動皮層區(qū)失神癲癇發(fā)作具有更強(qiáng)的調(diào)控能力。
　　5、通過對GBL誘發(fā)的失神癲癇大鼠在不同實(shí)驗(yàn)干預(yù)條件下，SWDs在不同時間段EEG信號的信息熵進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)SWDs發(fā)放減少時，對應(yīng)EEG信號的信息熵會降低；SW

7、Ds發(fā)放增加時，對應(yīng)EEG信號的信息熵也會增加，提示信息熵可以表征失神癲癇SWDs的發(fā)放過程。
　　6、通過對不同實(shí)驗(yàn)干預(yù)條件下，與SWDs相關(guān)的低頻EEG信號的功率譜和同步性分析發(fā)現(xiàn)，失神癲癇發(fā)作后1-8 Hz頻段EEG功率譜與同步性顯著增加，干預(yù) GPe或損毀 SN后，可以降低由于癲癇發(fā)作所致的腦電功率譜和同步性，并且同時干預(yù)對EEG功率譜與同步性影響更明顯。
　　通過以上的研究，我們從電生理實(shí)驗(yàn)角度證明了外側(cè)蒼白球-前