论文部分内容阅读
颞叶癫痫(Temporal lobe epilepsy,TLE)是一种常见的神经系统结构和功能紊乱性疾病,TLE主要的致痫灶出现在内侧颞叶的海马相关脑区。癫痫发作过程中存在过度异常兴奋的神经电活动,因此,脑电(Electroencephalogram,EEG)是癫痫传统研究的主要手段之一。高频振荡(High frequency oscillations,HFOs)是指频率在80~250 Hz的涟波(ripple)和250~500 Hz的快速涟波(fast ripple)构成的局部电场活动(Local field potential,LFP),新近被认为是癫痫研究中较传统脑电更具有价值的生物标志(Biomarker)。但迄今为止,关于HFOs在海马脑区的空间分布、信号特征、产生机制尚不明了,有待进一步明确。本论文基于匹鲁卡品诱导的颞叶癫痫大鼠模型,记录海马神经环路在癫痫发作过程中的局部场电位,对海马神经环路在癫痫发作过程中的传统脑电特征、以及HFOs的空间分布和信号特征进行分析。主要结果分析如下:1、脑电功率谱分析发现,1)在癫痫发作过程中,大发作时的能量显著升高,发作终止后降低。随着癫痫的发作和终止,能量逐渐由θ频段向δ频段迁移,表现为逐渐降低的趋势;2)在癫痫发作时,频率较高的γ频段能量受到抑制,且分布在海马CA1、齿状回和CA3脑区的γ能量明显高于下托、内嗅皮层和颞叶脑区。提示海马神经环路在癫痫发作时可能发生了重构,较高频段的脑电信号可能存在更大的脑区特异性。2、相干分析发现,1)癫痫发作过程中,海马局部脑区间的超同步放电更多的出现在发作前期和发作终止时期;2)基于相干的度值分析发现,海马神经环路中深度较浅的脑区具有更高的功能连接性,可能在该环路中发挥更加重要的作用。3、HFOs分析发现,1)HFOs事件的频率与持续时长成反比,每次事件的振荡次数约为4次;2)fast ripple特征变化在癫痫发作前期具有显著性,表明fast ripple可能具有预测癫痫发作的作用;3)癫痫大发作时,除下托外,各脑区ripple均受抑制,提示下托可能是对癫痫发作产生抑制作用的重要脑区;而fast ripple在海马神经环路各脑区的出现均显著增多,但是两个脑区同步出现fast ripple的比例较低,提示大发作时脑区间的同步性可能并不高,与相干分析结论一致;4)正常状态下的Ripple主要分布在CA1脑区中,而fast ripple主要分布在大发作状态下的CA3脑区中,结合度值分析,提示癫痫灶可能出现在功能连接较弱的深部脑区中,高频振荡作为癫痫新的生物标记较传统脑电频段更具精确性;5)在不同的癫痫发放亚型中(HYP和LVF)HFOs在数量和变化趋势上均有不同,提示不同的癫痫发作亚型可能具有不同的神经机制,值得进一步研究。本文从电生理的角度,分析了颞叶癫痫海马神经网络在癫痫发作过程中电生理特征,探讨了相关脑区的HFOs与癫痫发作的关系,提示HFOs在癫痫发作过程中具有特征性的变化,可为颞叶癫痫发作机制的研究提供了新的思路。