闭环式深部脑刺激抑制大鼠海马痫样活动的参数及机制研究

发布时间：2017-08-25 16:29

  本文关键词：闭环式深部脑刺激抑制大鼠海马痫样活动的参数及机制研究

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【摘要】：深部脑刺激(Deep brain stimulation, DBS)在临床治疗癫痫疾病中展现了很好的应用前景。但是,目前对刺激靶点、刺激参数等尚无统一的认识；同时,DBS抑制癫痫的机制仍不明确。因此,对DBS抑制癫痫的参数及机制的研究具有重要意义。本文利用闭环电刺激系统,以印防己毒素(Picrotoxin, PTX)制作的大鼠海马CA1区局部病灶癫痫作为实验模型,研究电刺激海马CA1区Schaffer侧支抑制痫样活动的刺激参数选择和其中所蕴含的机制。主要研究结果如下：(1)闭环电刺激抑制痫样活动的参数选择本文的研究发现,频率为100 Hz以上的闭环短时间电刺激可以较好地抑制痫样棘波串(Seizure-like burst, SLB)。但是,刺激频率过高时容易诱发后放电现象(After discharge,AD)。使用100-200 Hz的刺激既可以实现SLB的抑制,也可以减少AD的发生概率。此外,通过改变刺激触发时间,发现刺激触发时间在0.1 s以内的改变不会影响SLB的抑制效果。(2)高频刺激期间的抑制性作用本文通过对低强度短时间正向高频刺激(Orthodromic high frequency stimulation, OHFS)的研究,发现虽然20-200 Hz的OHFS能够调制中间神经元的发放,但锥体细胞在刺激的作用下发放率也逐渐升高。因此,本文并未观察到OHFS期间的抑制作用。另外,OHFS刺激会产生长达1s的刺激后抑制。但随着刺激强度的升高,刺激后静息现象会转变为后放电现象。因此,闭环刺激抑制癫痫的主要机制不一定是OHFS对神经网络抑制作用的增强。(3)癫痫发作期间高频刺激可以导致锥体细胞的去极化阻滞本文的实验结果表明,在大鼠癫痫模型中,OHFS期间锥体细胞无法产生动作电位,这说明OHFS期间可能发生了神经元去极化阻滞。另外,本文发现反向高频刺激(Antidromic high frequency stimulation,AHFS)也能够抑制SLB,进一步证明去极化阻滞是闭环刺激抑制癫痫发作的主要机制之一。总之,本文利用闭环电刺激和合适的刺激参数,控制了麻醉大鼠海马CA1的持续痫样发放,并认为锥体细胞去极化阻滞可能是闭环刺激抑制癫痫的主要机制。这些结果为临床上闭环电刺激治疗癫痫疾病方法的进一步优化提供了参考依据。
【关键词】：痫样活动 深部脑刺激 闭环刺激 刺激频率 去极化阻滞 抑制作用
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R742.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 缩略词9-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 研究目的及意义12
• 1.2 研究内容12-13
• 1.3 论文创新点13-16
• 第2章 深部脑刺激治疗癫痫技术的进展16-20
• 2.1 深部脑刺激的靶点和模式选择16-18
• 2.2 开环和闭环电刺激模式18
• 2.3 深部脑刺激抑制癫痫的作用机制研究进展18-20
• 第3章 实验方法与材料20-36
• 3.1 动物急性手术及数据采集20-25
• 3.2 动物急性癫痫模型的制作25-26
• 3.3 闭环电刺激实现方法26-28
• 3.3.1 LabVIEW闭环电刺激系统27
• 3.3.2 PowerLab模块控制闭环电刺激27-28
• 3.4 数据处理28-36
• 3.4.1 脑电癫痫发作强度的分析方法28-29
• 3.4.2 诱发电位的分析方法29-31
• 3.4.3 锋电位的检测与分类31-33
• 3.4.4 高频刺激期间神经信号的分析方法33-36
• 第4章 利用闭环电刺激抑制痫样活动36-46
• 4.1 长时间刺激与短时间刺激的抑制效果的比较36-38
• 4.2 刺激频率对闭环刺激抑制效果的影响38-41
• 4.3 闭环刺激触发时间对抑制效果的影响41
• 4.4 闭环刺激实现癫痫抑制41-44
• 4.5 讨论44-46
• 第5章 闭环电刺激抑制痫样活动的机制研究46-70
• 5.1 高频刺激对GABA抑制作用的影响46-61
• 5.1.1 低强度刺激对于抑制作用的影响46-55
• 5.1.1.1 正向刺激串对中间神经元的调制46-52
• 5.1.1.2 刺激后静息现象52-55
• 5.1.2 刺激强度对神经网络兴奋与抑制作用的影响55-61
• 5.2 高频刺激导致神经元去极化阻滞61-67
• 5.2.1 正常大鼠中正向高频刺激对锥体细胞兴奋性的影响61-63
• 5.2.2 PTX大鼠模型中正向高频刺激对锥体细胞兴奋性的影响63-65
• 5.2.3 PTX模型大鼠中反向高频刺激对癫痫发作的抑制效果65-67
• 5.3 讨论67-70
• 5.3.1 高频刺激对抑制作用的影响67-68
• 5.3.1.1 高频刺激期间的抑制作用67-68
• 5.3.1.2 高频刺激结束后的抑制作用68
• 5.3.2 高频刺激对神经元去极化的影响68-70
• 第6章 总结与展望70-74
• 6.1 研究内容总结70-71
• 6.2 前景展望71-74
• 参考文献74-84
• 致谢84-85
• 作者简历85-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文86

【参考文献】

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本文编号：737481