耳甲区电刺激对PCPA失眠模型大鼠脑电活动的影响

发布时间：2020-09-15 10:26

　　目的:通过动物实验研究,探讨耳甲区电刺激(Electrostimulation at Auricular Concha Region,EA-ACR)对PCPA失眠模型大鼠脑电活动的影响。方法:将健康雄性SD大鼠24只,分为空白组、模型组、耳甲电刺激组(EA-ACR)、耳缘电刺激组(Electrostimulation at Ear-tip Area,EA-ETA),每组 6 只。大鼠适应性饲养一周后进行麻醉状态下电极安置手术,将自制的微型电极置于大鼠的颅骨,并以义齿基托树脂将电极固定,在正式进行脑电记录之前,将带导线的插头和大鼠头部的自制微电极插座相连,即可采集EEG信号。术后将大鼠单笼饲养于自制的通风玻璃笼中,并给予7天伤口恢复时间。恢复7天后,模型组、耳甲电刺激组、耳缘电刺激组分别采用PCPA(Para-chlorophenylalanine)连续2天腹腔注射(45 mg/100g)制备失眠模型,造模后使用韩氏电针仪对耳甲电刺激组和耳缘电刺激组进行连续7天的干预刺激,其中耳甲电刺激组的电针刺激区域是耳甲迷走神经分布区,耳缘电刺激组的电针刺激区域是耳缘区。电刺激参数:①频率为2/15 Hz(2和15 Hz交替波,每秒转换);②刺激强度为2mA;③刺激时间:每天上午8:00-9:00刺激1次,每次30min,并在这7天的干预时间里于每天上午 9:00-下午 5:00 连续 8 小时采集各组大鼠 EEG(electroencephalo-graph,EEG)。EEG信号采集后,应用基于快速傅里叶变换的功率谱分析方法,比较干预前后各组大鼠delta、theta、alpha和beta频段的功率百分比结果。结果:从功率谱分析结果来看:①空白组与模型组各频段的功率百分比比较:由于空白组内大鼠各频段的功率百分比组内差异小(P0.05),故将空白组大鼠连续7天的delta、theta、alpha和beta的功率百分比各自计算出总平均值,用来与模型组进行对比。功率谱分析结果显示,空白组大鼠在安静的状态下,脑电信号以delta和theta频段为主(空白组 delta 80%,theta 14%,alpha 6%,beta 2.3%),符合大鼠的正常生理表现。造模后,与空白组各频段功率谱百分比相比,模型组delta频段的功率占比明显下降(P0.05),theta 频段明显上升(P0.05),alpha(P0.05)和 beta(P0.05)频段也相对上升(模型组7天各频段功率占比均值:delta 53.6%,theta 30.7%,alpha]0.4%,beta 5%)。说明造模后,模型组大鼠的功率主峰右移、睡眠程度变浅,提示造模成功。②各组delta频段的功率百分比比较:与模型组相比,从第一天开始,EA-ACR组delta频段的功率占比逐步增加,并在第三天达到了峰值(增长率:第一天6.5%,P0.05;第二天 15.2%,P0.05;第三天 21%,P0.05),EA-ACR 组和模型组之间的差异逐渐增大。EA-ACR组delta频段的功率占比在第一天和第三天分别恢复到了正常组值的74%、91.8%。从第四天开始,该增长趋势没有一直持续而是逐渐有所下降(增加率:第四天15.7%,P0.05;第五天10.9%,P0.05),到第六天开始增长率再次增加(增加率:第六天13.9%,P0.05),到第七天增长率为15.1%(P0.05)。与模型组相比,EA-ETA组delta频段的功率占比由第一天低于模型组值的4%到第二天略有增长(增长率:第二天4.6%),但与模型组相比增长不显著(P0.05)。第三天delta频段的功率占比值接近模型组(P0.05),第四天至第五天,delta频段的功率占比值甚至比模型组更低(增长率:-3.7%),到第五天增长率为-9.4%,表明大鼠失眠状态进一步向更兴奋状态进展,EA-ETA对失眠大鼠没有表现出积极的改善作用。从第六天到第七天,EA-ETA组这种低于模型组值的功率占比略有增加(增加率:第六天2.6%,第七天2.7%),但与模型组相比无统计学差异(P0.05)。③各组theta频段的功率占比变化比较:与模型组相比,第一天至第四天,EA-ACR组theta频段的功率占比逐步降低(降低率:第一天1%,第二天10.4%,第三天15.1%,第四天15.9%),组间具有明显的差异(P0.05)。第五天至第六天降低率未持续增加(降低率:第五天7.5%,第六天7.5%)(P0.05),第七天又再次降低(降低率:第七天8.2%,P0.05)。与模型组相比,第一天至第二天,EA-ETA组theta频段功率占比有微弱下降(下降率:第一天1.9%,第二天1%),与模型组无显著差异(P0.05)。第三天,theta频段功率占比下降率为9.2%(P0.05),第四天上升(P0.05),这意味着EA-ETA没有积极改善失眠,相反的EA-ETA组大鼠与模型组相比处于更加兴奋的状态。虽然第五天至第七天,EA-ETA组theta频段占比又有所降低(降低率:第四天0.1%,第五天1.4%,第六天1.2%,第七天1.3%),但与模型组相比无明显差异(P0.05)。④各组alpha频段的功率占比比较:与模型组相比,第一天至第三天,EA-ACR组alpha频段的功率占比呈现逐步下降的趋势(降低率:第一天-0.8%,第二天2.9%,第三天5.6%),第四天至第七天呈现缓慢的波动(第四天1.7%,第五天2.6%,第六天2.4%,第七天3.5%)与模型组相比,组间无统计学差异(P0.05)。与模型组相比,第一天至第七天,EA-ETA组alpha频段的功率占比呈现缓慢且轻微的波动(降低率:第一天1.6%,第二天0%,第三天2.7%,第四天0.6%,第五天1%,第六天-0.1%,第七天0.4%),与模型组无明显差异(P0.05)。⑤各组beta频段的功率占比比较:与模型组相比,第一天至第七天,EA-ACR组beta频段的功率占比呈现了逐步下降再上升,而后又下降的轻微波动趋势(降低率:第一天-1.2%,第二天1.46%,第三天2.9%,第四天1.5%,第五天2%,第六天2.3%,第七天1.8%),与模型组相比组间差异逐渐增大(P0.05);与模型组相比,第一天至第五天,EA-ETA组beta频段的功率占比呈现出一个上下波折的趋势(降低率:第一天1.7%,第二天1.8%,第三天0.6%,第四天0.95%,第五天0.1%),但第六天至第七天甚至高于模型组值(超出模型组占比值:第六天0.35%,第七天0.6%),与模型组相比,无统计学意义(P0.05)。结论:EA-ACR能显著提高失眠大鼠EEG信号中delta频段的功率百分比,显著降低beta频段的功率百分比,能显著降低theta频段第一至四天的功率百分比,而对alpha频段的功率百分比没有产生明显的影响,表明EA-ACR很可能激发了大脑神经元的同步振荡,从而使EEG信号中低频delta波和高频beta波功率谱分布特征发生了变化,反映了失眠大鼠的大脑皮层兴奋状态得到抑制,为EA-ACR改善大鼠失眠状态提供了有效证据。
【学位单位】：中国中医科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R245;R-332
【部分图文】：

示意图,造模方法,埋置,电极

图１．电极埋置点示意图逡逑２．２造模方法逡逑大鼠术后恢复７天后，用生理盐水将ＰＣＰＡ（４－Ｃｈｌｏｒｏ－ＤＬ－Ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ，９８＋％）逡逑配置弱碱性混悬液（ＰＨ７．０？８．０），为了更好的使ＰＣＰＡ溶解，故在ＰＣＰＡ混悬液中逡逑滴加了适量的吐温８０。ＰＣＰＡ配置后，对模型组、ＥＡ－ＡＣＲ组、ＥＡ－ＥＴＡ组大鼠分别逡逑连续腹腔注射２天（４５邋ｍｇ／１００ｇ）以制备失眠模型。空白组大鼠连续２天腹腔注射逡逑等量的生理盐水。逡逑２．３干预方法逡逑造模后，ＥＡ－ＡＣＲ组与ＥＡ－ＥＴＡ组使用韩氏电针仪对耳甲电刺激组和耳缘电刺逡逑激组进行连续７天的干预刺激，每天１次，每次３０ｍｉｎ，干预时间为每天上午８：００－９：逡逑

示意图,电刺激,区域,示意图

图２．邋ＥＡ－ＡＣＲ和ＥＡ－ＥＴＡ电刺激区域示意图逡逑２．４逦ＥＥＧ采集逡逑造模后，４组大鼠均使用ＣｅｒｅｂｕＳ６４通道神经生理信号采集分析系统在电生理屏逡逑蔽室内进行ＥＥＧ信号采集，采集时间为上午９：邋００至下午１７：００，连续采集７天。逡逑其中ＥＡ－ＡＣＲ组和ＥＡ－ＥＴＡ组是在９：００前电针干预后开始采集。逡逑２．５逦ＥＥＧ信号的后期处理逡逑本研宄中的邋ＥＥＧ邋功率谱分析，是应用邋Ｍａｔｌａｂ（２０１２ｂ，邋ＭａｔｈＷｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．，邋Ａｍｅｒｉｃａ）逡逑对捕获到的ＥＥＧ数据利用基于快速傅里叶变换的功率谱分析方法计算。同时，在进逡逑行功率谱分析前，Ｍａｔｌａｂ也应用于从ＥＥＧ信号中去除眼电和其他噪音的滤波处理。逡逑本实验中快速傅里叶变换选用的处理参数为：每个组别选取６只大鼠，每只大鼠每逡逑

示意图,失眠症,取穴,示意图

逡逑图７．各组ｂｅｔａ频段的功率占比变化逡逑与模型组相比，第一天至第七天，ＥＡ－ＡＣＲ组ｂｅｔａ频段的功率占比呈现了逐步逡逑下降再上升，而后又下降的轻微波动趋势（降低率：第一天－１．２％，第二天１．４６％，逡逑第三天２．９％，第四天１．５％，第五天２％，第六天２．３％，第七天１．８％），与模型组相逡逑比组间差异逐渐增大（户＜0．0５）；与模型组相比，第一天至第五天，ＥＡ－ＥＴＡ组ｂｅｔａ逡逑频段的功率占比呈现出一个上下波折的趋势（降低率：第一天１．７％，第二天１．８％，逡逑第三天０．６％，第四天０．９５％，第五天０．１％），但第六天至第七天甚至高于模型组值逡逑（超出模型组占比值：第六天０．３５％，第七天０．６％），与模型组相比，组间比较无统逡逑计学意义（Ｐ邋＞０．０５）。逡逑４讨论逡逑４．１耳甲区电刺激与失眠症逡逑睡眠是人体最重要的生理活动之一

【参考文献】