大鼠静息态及麻醉状态电生理模型优化及其特征研究

发布时间：2020-05-20 18:56

【摘要】：静息态脑电和麻醉状态脑电是临床经常使用的电生理技术,用于筛查皮质功能障碍、监测术中意识状态。动物模型在病理学和药理学的研究中扮演着重要的角色,无论是精神疾病药物研究还是麻醉检测技术的开发,都必不可少地需要借助动物模型。然而,静息态脑电,特别是睁闭眼静息态脑电,这种在能够为皮质功能障碍的诊断提供重要信息的研究范式,在大鼠的研究中还未见报道。此外,在评估麻醉状态的方法中,目前还没有能够将疼痛的行为与脑响应匹配一致的麻醉评估方法。因此,本文基于跨物种联合研究的方法,利用大鼠在体电生理技术和人类脑电技术,通过对大鼠静息态和麻醉状态模型的优化和创新,探究了大鼠静息态和麻醉状态的自发和诱发脑电响应,并与人类研究进行了横向比较与分析。睁闭眼静息态的跨物种研究,通过比较人类和大鼠睁闭眼条件之间的脑电活动,发现(1)人类和大鼠的睁闭眼静息态脑电的频谱特征在睁闭眼状态之间的变化规律相同,即闭眼状态下低频能量上升、高频能量下降;但具体变化的频率区间与头皮地形分布不同,即人类频谱幅值在闭眼状态下枕叶区域的8-12 Hz和18-22 Hz处升高,在额叶区域的18-22 Hz和30-100 Hz处降低,而大鼠频谱幅值在闭眼状态下额叶和顶叶区域的1-4 Hz、8-12 Hz和13-17 Hz处升高。(2)频谱的无标度特征(1/f特征)在人和大鼠睁闭眼条件之间的变化趋势和地形分布有跨物种的一致性,即人和大鼠的α值在闭眼状态下的顶枕叶和额叶区域都明显高于睁眼状态。在麻醉状态的研究中,通过记录大鼠从清醒到麻醉过程脑皮层电图的自发响应和诱发响应(激光诱发电位)的变化并与人类研究结果对比,发现(1)人类和大鼠低频振荡在麻醉过程中能量和头皮分布的变化规律一致。(2)激光诱发电位的时域特征能够区分清醒与麻醉状态,而时频域特征能够区分不同的麻醉深度。综上所述,本文为静息态和麻醉状态的研究提供了动物模型,揭示了在静息态和麻醉状态中,跨物种的相似性和差异,并且为转化研究提供了具有跨物种一致性的指标,为将来从动物发现到人类心理生理学的转化研究提供了神经学基础,为麻醉深度监测方法的临床转化提供了新的指标和理论依据。
【图文】：

电极分布,保护壳

③根据ｂｒｅｇｍａ的位置标记好１４个ＥＣｏＧ电极的位置，各个活动电极的位置如下逡逑（单位为邋ｍｍ）邋：邋ＦＬ１：Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ邋＝邋４．５；ＦＲ１：Ｘ＝邋１．５，邋Ｙ邋＝邋４．５；ＦＬ２：Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ＝１．５；ＦＲ２：逡逑Ｘ＝邋１．５，邋Ｙ邋＝邋１．５；邋ＬＦＬ：邋Ｘ邋＝邋－４．５，邋Ｙ邋＝邋０；邋ＲＦＲ：邋Ｘ邋＝邋４．５，邋Ｙ邋＝邋０；邋ＰＬ１：邋Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ邋＝邋－１．５；邋ＰＲ１：邋Ｘ逡逑＝１．５，邋Ｙ邋＝邋－１．５；邋ＬＰＬ：邋Ｘ邋＝邋－４．５，邋Ｙ邋＝邋－３；邋ＲＰＲ：邋Ｘ邋＝邋４．５，邋Ｙ邋＝邋－３；邋ＰＬ２邋：邋Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ邋＝邋－４．５；邋ＰＲ２：逡逑Ｘ邋＝邋１．５，邋Ｙ邋＝邋Ｍ．５；邋ＯＬ：邋Ｘ邋＝邋－３，邋Ｙ邋＝邋－７；邋ＯＲ：邋Ｘ邋＝邋３，邋Ｙ＝邋－７邋（图邋２．１）。根据邋ｌａｍｂｄａ邋的位置标记逡逑好参考电极（ｌａｍｂｄａ后２ｍｍ）和地线电极（ｌａｍｂｄａ后４ｍｍ）的位置：用Ｍ钻在标记的逡逑位置轻轻钻孔，然后将１４个电极旋入标记的位置（未穿透硬脑膜）固定好，并将ＥＣｏＧ逡逑的导线连接至焊有Ｏｍｎｅｔｉｃｓ接口的集线电路板上。逡逑④将保护壳底座置于颅骨上，卡在１４个ＥＣｏＧ电极周围。取牙托粉，滴入牙托水，逡逑调成较稀释的、流动性较高的牙科水泥浆，涂在埋有电极和保护壳底座中的空隙中，将逡逑电极、颅骨和保护壳底座粘在一起。待牙科水泥凝固后，将保护壳外壳用４个螺丝固定逡逑在保护壳底座上，盖上保护壳盖子，并用纸胶带将盖子和外壳粘牢。逡逑⑤最后，在大鼠头部的创伤面涂止血粉，以加快伤口愈合。手术后立即注射青霉逡逑素钠ｌｍｌ邋（６－８万单位，腹腔内注射）以防止感染。手术完成后单笼饲养大鼠，饲喂

大鼠,电极,保护壳,底座

③根据ｂｒｅｇｍａ的位置标记好１４个ＥＣｏＧ电极的位置，各个活动电极的位置如下逡逑（单位为邋ｍｍ）邋：邋ＦＬ１：Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ邋＝邋４．５；ＦＲ１：Ｘ＝邋１．５，邋Ｙ邋＝邋４．５；ＦＬ２：Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ＝１．５；ＦＲ２：逡逑Ｘ＝邋１．５，邋Ｙ邋＝邋１．５；邋ＬＦＬ：邋Ｘ邋＝邋－４．５，邋Ｙ邋＝邋０；邋ＲＦＲ：邋Ｘ邋＝邋４．５，邋Ｙ邋＝邋０；邋ＰＬ１：邋Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ邋＝邋－１．５；邋ＰＲ１：邋Ｘ逡逑＝１．５，邋Ｙ邋＝邋－１．５；邋ＬＰＬ：邋Ｘ邋＝邋－４．５，，邋Ｙ邋＝邋－３；邋ＲＰＲ：邋Ｘ邋＝邋４．５，邋Ｙ邋＝邋－３；邋ＰＬ２邋：邋Ｘ邋＝邋－１．５，邋Ｙ邋＝邋－４．５；邋ＰＲ２：逡逑Ｘ邋＝邋１．５，邋Ｙ邋＝邋Ｍ．５；邋ＯＬ：邋Ｘ邋＝邋－３，邋Ｙ邋＝邋－７；邋ＯＲ：邋Ｘ邋＝邋３，邋Ｙ＝邋－７邋（图邋２．１）。根据邋ｌａｍｂｄａ邋的位置标记逡逑好参考电极（ｌａｍｂｄａ后２ｍｍ）和地线电极（ｌａｍｂｄａ后４ｍｍ）的位置：用Ｍ钻在标记的逡逑位置轻轻钻孔，然后将１４个电极旋入标记的位置（未穿透硬脑膜）固定好，并将ＥＣｏＧ逡逑的导线连接至焊有Ｏｍｎｅｔｉｃｓ接口的集线电路板上。逡逑④将保护壳底座置于颅骨上，卡在１４个ＥＣｏＧ电极周围。取牙托粉，滴入牙托水，逡逑调成较稀释的、流动性较高的牙科水泥浆，涂在埋有电极和保护壳底座中的空隙中，将逡逑电极、颅骨和保护壳底座粘在一起。待牙科水泥凝固后，将保护壳外壳用４个螺丝固定逡逑在保护壳底座上，盖上保护壳盖子，并用纸胶带将盖子和外壳粘牢。逡逑⑤最后，在大鼠头部的创伤面涂止血粉，以加快伤口愈合。手术后立即注射青霉逡逑素钠ｌｍｌ邋（６－８万单位，腹腔内注射）以防止感染。手术完成后单笼饲养大鼠，饲喂
【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R-332;R614

【参考文献】