颞叶癫痫大鼠空间记忆与脑电节律关系研究

发布时间：2020-05-15 08:53

【摘要】：颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)病人大都患有记忆障碍,海马theta节律、sharp wave-ripple(SPW-R)是空间记忆相关的认知标记,高度同步的生理性网络振荡ripple极易受癫痫影响成为病理性fast ripple,TLE空间记忆损伤与异常脑电节律相关的病理机制仍未被研究清楚。本实验基于匹鲁卡品TLE大鼠模型,研究了海马CA1区、内嗅皮质和前额叶皮层的探索态theta(4~12Hz)节律和慢波睡眠中的ripple(140~250Hz)和fast ripple(250~500Hz),探讨了TLE癫痫大鼠空间记忆损伤与脑电节律相关性。主要结果如下:1、空间探索任务中,健康大鼠在物体位置改变后探索时间增多,海马CA1区和内嗅皮质表现出稳定的theta节律,海马与内嗅皮质、前额叶与内嗅皮质theta节律脑区连接强度增强;休息时大鼠探索时间与慢波睡眠正相关,慢波睡眠后大鼠对物体的位置改变形成记忆,对物体位置改变不再好奇,海马CA1区SPW-R发生率和峰值频率提升,表明健康大鼠空间记忆能力正常。2、TLE大鼠与健康大鼠相比,基线态慢波睡眠中海马CA1区和内嗅皮质ripple峰值频率提升,海马CA1区SPW-R峰值频率在造模后随癫痫发展逐步降低,提示TLE大鼠ripple电生理特性存在异常改变。3、在空间探索时,TLE大鼠在物体位置改变后探索时间不改变,海马CA1区和内嗅皮质脑电theta节律峰值频率降低,前额叶与内嗅皮质theta频段脑区连接强度不提升;慢波睡眠后癫痫大鼠对物体的位置改变没有形成记忆,探索好奇程度不变化,海马CA1区SPW-R发生率和峰值频率无改变,内嗅皮质ripple、海马CA1区和内嗅皮质fast ripple的发生率增加,提示TLE癫痫大鼠空间记忆能力损伤与上述脑电节律改变相关。综上所述,我们的研究证实TLE大鼠存在空间记忆损伤,ripple振荡电生理特性改变,为癫痫导致的空间记忆损伤提供了病理证据支持。
【图文】：

本实验利用匹鲁卡品颞叶癫痫大鼠模型来研究 TLE 大鼠的空间记忆障碍问题实验采集了大鼠在空间探索中的 theta 节律和训练后休息时的慢波睡眠脑电，通过分析 TLE 大鼠在空间记忆中的行为和脑电，揭示了癫痫大鼠空间记忆损伤的脑电-行为学相关机制。2.1 实验流程本实验选用 18 只体重 260-290g 的 SPF 级 SD 雄性大鼠。实验动物采购于重庆恩斯维尔生物科技有限公司，其后被饲养在 IVC 独立通风笼中群居生活，，每笼 2~3只，维持适宜温度（22~24℃），自由饮食进水。饲养环境保持洁净通风，照明遵循12:12 光暗节律（早 8 时开灯），正式实验前动物至少饲养一周。实验操作规程遵循实验动物保护规章制度，并报送电子科技大学动物伦理委员会审批。实验流程如图 2-1 所示，通过向颅内植入电极采集场电信号，在空间探索任务中采集健康和癫痫大鼠的行为-脑电数据进行分析，研究癫痫大鼠空间记忆损伤的电生理机制。

图 2-2 大鼠行为训练流程图。(a)(b)(c)分别表示行为训练、休息和行为测试三个阶段的训练操作流程拭实验箱，消除气味对大鼠的影响。环境中的线索信息能为大鼠进行空间学习提供帮助，对空间环境进行探索是大鼠适应新环境的必要阶段，此外探索还能帮助大鼠在环境中建立足够的安全感。行为训练前用酒精抹布擦拭实验箱后，让大鼠在旷场中进行 1 小时的自由探索，进而对旷场形成初步的记忆并获得安全感。在训练中通过屏蔽门帘将实验人员与大鼠在物理上隔绝开来，避免了人为因素对大鼠探索行为的影响。行为训练包括3 个阶段，流程如图 2-2 所示：（a）行为训练：A1 训练过程在实验箱中放置两个形状相同但位置不同的物体（物体 1 和物体 2），大鼠被轻轻抱住从实验箱中央位置放入实验箱，进行 5 分钟自由探索，随后休息 2 分钟，训练重复 3 次。B1 训练过程保持物体 1 位置不变并改变物体 2 的位置，将大鼠放入实验箱进行 5 分钟自由探索，随后在鼠笼中休息 2 分钟，训练重复 3 次。每次训练前都用酒精抹布擦拭物体以消除气味对实验的影响。（b）休息：训练结束后，让大鼠在实验箱中进行 2 小
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R742.1;R-332

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