【摘 要】
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研究目的:癫痫是最常见的脑部疾病之一,继发性癫痫在成人癫痫中占据较高比例。既往的一些动物研究发现了一些候选的神经电生理标志物来预测癫痫的发生,但是都没有很有效的转化至临床实践。癫痫通常被认为是一种神经网络中兴奋-抑制失衡导致过度兴奋的疾病,但在癫痫发生早期,兴奋-抑制失衡的程度较轻,容易被大脑本身的神经活动掩盖,因此,找到一种不受背景“噪音”影响,能够在癫痫发生早期检测兴奋-抑制失衡的生物标志物至
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研究目的:癫痫是最常见的脑部疾病之一,继发性癫痫在成人癫痫中占据较高比例。既往的一些动物研究发现了一些候选的神经电生理标志物来预测癫痫的发生,但是都没有很有效的转化至临床实践。癫痫通常被认为是一种神经网络中兴奋-抑制失衡导致过度兴奋的疾病,但在癫痫发生早期,兴奋-抑制失衡的程度较轻,容易被大脑本身的神经活动掩盖,因此,找到一种不受背景“噪音”影响,能够在癫痫发生早期检测兴奋-抑制失衡的生物标志物至关重要。钙信号可以反应皮层神经电活动,相较局部场电位（local field potential,LFP）对神经电活动的记录而言,广视野钙成像具有更高的空间分辨率和空间覆盖范围。本研究希望通过广视野钙成像的方法,检测在大鼠皮层局部过兴奋时,BS的爆发的起源、波形及频率改变,以此分析异氟烷诱导的BS对皮层局部过兴奋的检测作用。研究方法:将体重250～350g的SD雄性健康大鼠分为4组,用对流增强给药技术（convection-enhanced delivery,CED）将钙染料俄勒冈绿488 BAPTA-1 AM（Oregon Green 488 BAPTA-1 AM,OGB-1）注射至大脑皮层,对大鼠的皮层进行大范围的连续染色,随后在双侧半球前后囟之间各去除部分颅骨形成2个约5×8mm2的窗口,暴露硬脑膜。用1.2~2.0%浓度的异氟烷麻醉诱导大鼠出现BS状态,用电荷耦合探测器（charged coupled detector,CCD）高速照相机记录视野内钙荧光信号及固有光信号,并用电生理采集系统记录LFP。随后在4个组的大鼠皮层局部分别注射1.0mM,0.5mM,0.25mM,0.125mM的BMI 0.5μL,构建皮层局部过兴奋模型。之后再次采集LFP、钙荧光信号和固有光信号。用定制的Matlab程序进行数据分析。选取BMI注射点处的钙信号作为种子（即参考点）,计算该点的钙信号与其余点的钙信号的相关系数（0~1）,相关系数越高证明该点钙信号与种子信号越同步,将相关系数高于0.9的区域定义为同步区域。比较各组在注射BMI前后BS爆发的起源点分布、波形特点及出现的频率,探讨BS对局灶性过兴奋的检测能力。研究结果:1、异氟烷诱导的BS状态下爆发的起源位点主要随机分布于视野周边。在皮层局部注射BMI后,起源点分布出现改变,起源点与注射位点的距离较注射前明显缩短,即起源点更倾向于分布在BMI注射位点附近。随着不同组别的BMI浓度降低,爆发起源点集中于注射位点附近的趋势降低。在0.125mM浓度下,爆发起源点的空间分布不再受BMI的影响。2、注射BMI前,整个视野内皮层各个位置爆发的钙信号波形相似。但是注射BMI后注射位点及周围的爆发波形发生明显改变,与远隔位置的波形有显著差异。比较各组注射BMI前后的钙信号同步区域,发现注射BMI后的同步区域较注射BMI前明显缩小。但是随着BMI降低,同步区域与注射BMI前相比差异减小,即越低浓度BMI对注射位点钙信号波形影响越小,跟周围区域的钙信号越同步。3、爆发之间的时间间隔也受到BMI注射的影响,在1.0mM BMI,0.5mM BMI组,注射BMI后两次爆发间隔明显缩短,即爆发频率增快;在0.25mM BMI组,注射BMI前后爆发间隔无明显差异;在0.125Mm BMI组,注射BMI后爆发间隔稍有延长。研究结论:1、在异氟烷诱导的BS状态下,爆发更容易在注射BMI造成的局部过兴奋区附近起源;2、在局部过兴奋区爆发的钙信号波形与其他位置不同步;3、随着BMI浓度降低,对皮层局部造成的过兴奋作用减弱,上述改变越不明显;4、异氟烷诱导的BS可以作为检测皮层局部过兴奋区的标志物。
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