脑深部核团动态神经状态编码与神经病理性疼痛机制研究

发布时间：2020-04-15 12:29

【摘要】：慢性神经病理性疼痛不仅是一种持续性的疼痛,同时还会导致疼痛患者的痛感觉、情绪以及认知发生异常,严重影响患者的生活质量。目前神经病理性疼痛的发生机制仍然不清,且对于神经病理性疼痛如何导致情绪和认知等高级脑功能改变的研究十分缺乏。感觉丘脑和室周灰质/水管周灰质(periventricular gray/periaqueductal gray,PVAG)不仅与疼痛感知密切相关同时还是深部脑刺激(deep brain stimulation,DBS)治疗神经病理性疼痛的常用靶点。前人基于场电位的信号研究表明这两个核团中存在与神经病理性疼痛的感知和调控相关的神经波动,且提示神经波动的动态性和整合性与神经病理性疼痛可能密切相关。因此,对核团内和核团间多神经波动的动态整合性研究将有助于进一步揭示神经病理性疼痛在感知、感觉和情绪维度以及治疗方面的机制,为疼痛的诊断和治疗提供新思路。基于以上研究背景,本文以接受DBS手术的神经病理性疼痛患者为研究对象,对患者术前的疼痛状态和术后疼痛减缓程度进行评估,同时采集了感觉丘脑和PVAG核团的静息态场电位信号,并对以下四个科学问题开展了研究:(1)大脑核团如何动态整合多个神经波动实现脑功能。(2)感觉丘脑如何动态整合神经波动对疼痛感知和疼痛调控进行编码。(3)PVAG核团如何动态整合神经波动并分别对疼痛感知、感觉和情绪进行多维度编码。(4)感觉丘脑和PVAG之间是否存在功能连接并实现对疼痛多维度信息进行传递和整合。本文的主要研究结果有:(1)多神经波动动态整合是大脑核团内或核团间脑功能信息编码的一种重要方式。(2)感觉丘脑通过动态整合多神经波动实现疼痛信息的编码,其中以low-beta为关键节点的神经波动网络负责神经病理性疼痛的调控,而以delta等低频神经波动为主的网络负责疼痛感知。(3)PVAG核团基于多神经波动构成的三个神经波动网络分别参与了疼痛整体感知、感觉和情绪多维度信息的编码。其中疼痛感知与delta神经波动为关键节点的神经波动网络相关,疼痛感觉则与high-gamma为主的神经波动网络相关,而与疼痛情绪相关的神经波动网络涉及alpha和high-beta等多个神经波动。(4)感觉丘脑和PVAG之间存在基于多神经波动整合的功能连接,且这些功能连接参与了疼痛多维度信息在核团间的传递和整合。综上所述,本研究系统的探索了感觉丘脑和PVAG核团如何通过整合多神经波动实现对疼痛多维度信息的编码。本研究的成果推进了对神经病理性疼痛及其神经调控机制的研究,未来将有助于针对神经病理性疼痛的智能神经诊断和调控策略的开发。
【图文】：

２．邋３实验方案逡逑实验方案包括两个部分：电生理信号记录和疼痛状态评估。电生理信号记录逡逑是在ＤＢＳ术后观察期，利用留置的ＤＢＳ电极连接线与信号记录设备连接进行的逡逑信号采集，记录时长约为５分钟。为了避免术后微损毁效应［６７］，记录时间一般为逡逑术后３－５天。记录时患者在安静的环境中以舒服的姿势坐在座椅上，并保持静息逡逑状态１５分钟。同时保证患者术前１２小时内未服药且没有接受过ＤＢＳ刺激测试逡逑或者处于刺激测试１２小时以后（避免刺激后效应）状态。患者疼痛状态评估分逡逑为术前评估和术后评估。术前评估一般在ＤＢＳ术前２－３天进行，主要使用疼痛逡逑模拟视觉量表（Ｖｉｓｕａｌ邋ａｎａｌｏｇ邋ｓｃｏｒｅ，邋ＶＡＳ）和麦吉尔疼痛调查问卷（ＭｃＧｉｌｌ邋ｐａｉｎ逡逑ｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅ，邋ＭＰＱ）对疼痛各方面状态进行打分。其中ＶＡＳ量表是患者对当前逡逑疼痛强度的个体化打分，而ＭＰＱ量表则对患者的疼痛感觉、情绪和认知等多个逡逑方面进行评估。术后评估是在持续开启ＤＢＳ电刺激的情况下进行的术后１月、３逡逑月、６月和１２月的治疗效果随访，主要采用ＶＡＳ量表进行评估。结合术前和术逡逑后疼痛量表课实现对于ＤＢＳ治疗疼痛的效果的评估。逡逑

；者，利用术后程控信息，选择电刺激治疗效果最佳的触点作为分析通道。数据筛逡逑选完成后，对每一侧选取通道信号截取５０邋ｓ数据作为后续的分析数据。逡逑局部场电位信号是一种微弱的电生理信号，原始信号由于包含较大的工频逡逑噪声和运动伪迹使得信噪比较低。因此在对信号进行特征提取前需要进行预处理逡逑从而提高信号质量。本研宄的预处理共包括四个步骤。首先，对原始ＬＦＰｓ信号逡逑进行２邋Ｈｚ高通滤波，去除运动伪迹和其他低频干扰。具体采用５阶切比雪夫Ｉ逡逑型高通滤波器，通带截止频率为２邋Ｈｚ，阻带截止频率为１．５邋Ｈｚ，阻带处衰减为逡逑１０邋ｄＢ，，通带纹波幅度为０．１邋ｄＢ。其次，由于大脑的生理活动主要在９０邋Ｈｚ以下，逡逑因此进行９０邋Ｈｚ低通滤波。具体采用７阶切比雪夫Ｉ型高通滤波器，通带截止频逡逑率为９０邋Ｈｚ，阻带截止频率为９５邋Ｈｚ，阻带频率出衰减为１０邋ｄＢ，通带纹波幅度为逡逑０．１邋ｄＢ。再次，使用自适应迭代滤波器的带阻滤波器去除５０邋Ｈｚ工频干扰。最后，逡逑为减少计算量将信号降采样至５００邋Ｈｚ。因为根据奈奎斯特采样定律，降低采样逡逑率至５００邋Ｈｚ不会影响９０邋Ｈｚ以下信号的分析，同时又能减少数据量，提高计算逡逑效率。通过以上步骤得到的预处理后ＬＦＰｓ信号将被用于后续的分析对象，且所逡逑有的分析工作通过个性化的编程在ＭＡＴＬＡＢ中实现（９．１版本，ＭａｔｈＷｏｒｋｓ，邋Ｉｎｃ．，逡逑Ｎａｔｉｃｋ，ＭＡ，ＵＳＡ）。逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R741

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 高崇荣;卢振和;;神经病理性疼痛治疗原则与策略[J];中国疼痛医学杂志;2014年03期

2 叶永贤;林洪;沙漠;丁真奇;;神经病理性疼痛相关分子机制的研究进展[J];中国疼痛医学杂志;2014年03期

3 王文淼;姜玖良;马宁;孙颖;董楷;徐悦;谭文彬;刘宏生;;细胞自噬在神经病理性疼痛中的分子机制[J];分子影像学杂志;2019年02期

4 杜衍志;;加巴喷丁与曲马多对神经病理性疼痛不同性质疼痛的治疗效果对比分析[J];中国实用医药;2019年32期

5 曹国庆;;时间护理在慢性神经病理性疼痛中的应用研究[J];护理管理杂志;2017年09期

6 孙毅;王婷婷;王芳芳;;神经病理性疼痛的治疗进展[J];承德医学院学报;2018年01期

7 张慧;申文;;血管内皮生长因子在神经病理性疼痛中作用的研究进展[J];中国疼痛医学杂志;2018年01期

8 曾嵘;陈文军;贾文辉;张琴琴;赵晓霞;胡风云;;卒中后中枢性神经病理性疼痛伴抑郁的临床研究[J];中国药物与临床;2018年05期

9 ;《神经病理性疼痛诊疗指南专辑》已出版[J];中国疼痛医学杂志;2017年01期

10 ;《神经病理性疼痛诊疗指南专辑》已出版[J];中国疼痛医学杂志;2017年02期

相关会议论文 前10条

1 肖红;;可视技术下神经病理性疼痛微创介入治疗[A];2018中国医师协会疼痛科医师分会年会资料汇编[C];2018年

2 杨甜;姜保春;曹德利;何丽娜;高永静;;长链非编码RNA在神经病理性疼痛小鼠脊髓中表达谱分析[A];中华医学会疼痛学分会第十一届学术年会论文集[C];2014年

3 查磊琼;彭志友;冯智英;;神经病理性疼痛治疗新进展[A];中华医学会疼痛学分会第十二届学术年会论文集[C];2016年

4 李京;李春蕊;高静;;神经病理性疼痛患者的沟通策略[A];中华医学会疼痛学分会第十一届学术年会论文集[C];2014年

5 王家双;陈军;;顽固性带状疱疹后神经痛规范化临床诊疗[A];中华医学会疼痛学分会第十一届学术年会论文集[C];2014年

6 柯雪茹;雷波;曹兴华;王明春;;膝关节炎患者神经病理性疼痛与疼痛程度及疾病分期的相关性研究[A];中华医学会疼痛学分会第十届学术年会论文集[C];2013年

7 薛鸿林;林润华;林雪玉;;神经病理性疼痛的病例分析并文献复习[A];第六届全国药学服务与研究学术论坛论文集[C];2015年

8 赵佳丽;陈秋红;李红娜;曾莉莉;;神经病理性疼痛的药物治疗进展[A];第六届全国药学服务与研究学术论坛论文集[C];2015年

9 邵金平;李璐;赵青赞;陈雪梅;李鸣;臧卫东;;糖皮质激素受体介导脊髓胶质细胞参与调节神经病理性疼痛[A];中国解剖学会2015年年会论文文摘汇编[C];2015年

10 王慧星;;自噬在富氢水治疗神经病理性疼痛大鼠中的作用[A];2016中国中西医结合麻醉学会[CSIA]年会暨第三届全国中西医结合麻醉学术研讨会、河南省中西医结合学会麻醉专业委员会成立大会论文汇编[C];2016年

相关重要报纸文章 前10条

1 徐浩钦;一种可降低神经病理性疼痛的新方法[N];医学参考报·灾害救援医学频道;2016年

2 记者 王丹;新版神经病理性疼痛诊疗共识发布[N];健康报;2013年

3 本报记者 吴卫红;神经病理性疼痛：困扰医患双方的临床难题[N];健康报;2010年

4 记者 朱国旺;神经病理性疼痛尚缺有效治疗手段[N];中国医药报;2010年

5 本报记者 刘立夏 实习记者 宁艳阳;绿色镇痛：帮助公众科学管理疼痛[N];健康报;2012年

6 记者 刘欣茹;200家神经病理性疼痛诊疗中心将建[N];健康报;2012年

7 靖文;神经病理性疼痛在研药GRC10693完成Ⅰ期临床研究[N];中国医药报;2009年

8 董国平;好定位助临床推广“三级跳”[N];医药经济报;2014年

9 赵德恒 耿莹 杨焕;抓住疾病特征 注重确证试验[N];中国医药报;2013年

10 王迪;神经痛药物市场有利可图[N];医药经济报;2005年

相关博士学位论文 前10条

1 罗回春;脑深部核团动态神经状态编码与神经病理性疼痛机制研究[D];中国科学技术大学;2019年

2 詹利;抗氧化治疗对神经病理性疼痛的影响和机制研究[D];安徽医科大学;2018年

3 胡榕;脊髓背角APC-Cdh1在神经病理性疼痛痛觉超敏反应中的作用及机制研究[D];华中科技大学;2017年

4 孟殿怀;脑卒中患者功能预后相关因素的动态研究[D];南京医科大学;2018年

5 宗剑;罗格列酮对神经病理性疼痛大鼠抗抑郁作用研究[D];南京医科大学;2018年

6 袁静静;背根神经节中转录因子OCT1在神经病理性疼痛中调控作用的研究[D];郑州大学;2019年

7 曾雁雁;SIRT1/CLC-3介导脉冲射频治疗SNI大鼠神经病理性疼痛机制的研究[D];南方医科大学;2019年

8 卢山;microRNA-449a在小鼠神经病理性疼痛模型中的调控作用及其机制[D];吉林大学;2018年

9 樊肖冲;MZF1通过调控TRPV1的表达介导大鼠神经病理性疼痛分子机制的研究[D];郑州大学;2018年

10 张志玲;2型囊泡谷氨酸转运体在神经病理性疼痛中的作用及其表达调控机制研究[D];军事科学院;2018年

相关硕士学位论文 前10条

1 韩镇锴;不同参数脉冲射频治疗带状疱疹后神经痛的临床观察[D];中国医科大学;2019年

2 赵梦茹;Wnt/β-catenin信号通路调控脑源性神经营养因子参与HIV神经病理性疼痛的作用研究[D];浙江理工大学;2019年

3 文晓娟;大黄素基于JNK3通道干预神经病理性疼痛的机制研究[D];广州中医药大学;2018年

4 陈沁怡;TMEM16A在SNI大鼠神经病理性疼痛中的作用机制研究[D];石河子大学;2019年

5 许明岚;可量化型小鼠坐骨神经缩窄性病理神经痛模型的建立与评估[D];上海交通大学;2016年

6 冯小金;神经病理性疼痛促进脊髓背角浅层功能性Cav3.2上调的作用研究[D];南昌大学;2019年

7 张雅玲;微囊化雪旺细胞移植对P2X2/3受体介导大鼠神经病理性疼痛的作用研究[D];南昌大学;2019年

8 高龙飞;脊髓M1/M2小胶质细胞极化参与SNI大鼠神经病理性疼痛的实验研究[D];济宁医学院;2019年

9 谭朝阳;内源性硫化氢上调Nav1.7电压门控钠通道参与神经病理性疼痛[D];石河子大学;2019年

10 王鑫蕊;氧化苦参碱对神经病理性疼痛镇痛中N-、L-型钙通道介导作用研究[D];辽宁中医药大学;2018年

本文编号：2628553