蒼白球神經(jīng)元放電模式的非線性動力學(xué)研究.pdf

1、本研究運(yùn)用6-羥基多巴胺建立帕金森病大鼠模型，應(yīng)用非線性動力學(xué)方法，確認(rèn)大鼠蒼白球神經(jīng)元在生理和病理狀態(tài)下放電模式的動力學(xué)類型，發(fā)現(xiàn)其變化的規(guī)律，討論該變化的產(chǎn)生機(jī)制；運(yùn)用非線性動力學(xué)方法對蒼白球腹后部毀損術(shù)(PVP)手術(shù)中記錄到的手術(shù)靶點(diǎn)(腹后內(nèi)側(cè)部蒼白球)位置神經(jīng)元放電模式進(jìn)行研究。利用非線性理論方法提取并分析實(shí)驗(yàn)中采集的神經(jīng)元放電信號中所包含的特征性信息，進(jìn)一步豐富蒼白球神經(jīng)元放電非線性特征，為進(jìn)行基底節(jié)部位神經(jīng)核團(tuán)神經(jīng)電生理活動

2、非線性動力學(xué)的深入研究做準(zhǔn)備。 研究方法： 實(shí)驗(yàn)一、動物實(shí)驗(yàn)部分。 1.在SD大鼠單側(cè)蒼白球放置記錄電極并固定； 2.同側(cè)黑質(zhì)微量注射6-羥基多巴胺建立帕金森大鼠模型； 3.通過埋置在蒼白球的微電極連續(xù)記錄模型大鼠蒼白球部位的神經(jīng)元放電； 4.計(jì)算連續(xù)采集的神經(jīng)元放電頻率，各ISI序列的最大Lyapunov指數(shù)及相關(guān)維數(shù)，觀察變化趨勢； 實(shí)驗(yàn)二、臨床實(shí)驗(yàn)部分。 1.篩選PD

3、患者，在定向手術(shù)中進(jìn)行微電極尖端位置的計(jì)算； 2.在內(nèi)側(cè)蒼白球部射頻治療術(shù)中記錄蒼白球及其周圍結(jié)構(gòu)的神經(jīng)元放電； 3.通過立體幾何計(jì)算判斷微電極尖端的精確位置；與所記錄到的電信號一一對應(yīng)； 4.計(jì)算內(nèi)側(cè)蒼白球神經(jīng)元放電峰峰間期、最大Lyapunov指數(shù)及相關(guān)維數(shù)，驗(yàn)證混沌存在的確定性，了解其自由度。 研究結(jié)果： 1.帕金森模型大鼠蒼白球神經(jīng)元電信號的連續(xù)觀察顯示，其ISI序列的最大Lyapunov

4、指數(shù)始終為正值，但最終記錄到的同組黑質(zhì)毀損后蒼白球神經(jīng)元電信號的ISI序列的最大Lyapunov指數(shù)與初值差異顯著(p＜0.05)。其蒼白球神經(jīng)元電信號的相關(guān)維數(shù)已經(jīng)出現(xiàn)降低的趨勢，自由度降低。 2.帕金森病患者蒼白球內(nèi)側(cè)部是復(fù)雜的動力學(xué)系統(tǒng)，其神經(jīng)元放電峰峰間期時間序列的最大Lyapunov指數(shù)為正值，表明其電生理活動是混沌的。帕金森病患者蒼白球內(nèi)側(cè)部神經(jīng)元峰峰間期時間序列的相關(guān)維數(shù)及最大Lyapunov指數(shù)與大鼠病理狀態(tài)下蒼

5、白球部神經(jīng)元放電的混沌特征具有很大的相似性。 研究結(jié)論：大鼠蒼白球神經(jīng)元在從生理狀態(tài)向病理狀態(tài)下轉(zhuǎn)變的過程中，其放電模式的動力學(xué)類型均是混沌的。但在病理狀態(tài)下其相關(guān)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)較生理狀態(tài)下均明顯減小，這反映了蒼白球神經(jīng)元的電活動在病理狀態(tài)下其自由度、初值敏感性是明顯降低的。同時，帕金森病患者的內(nèi)側(cè)蒼白球神經(jīng)元放電的動力學(xué)類型也是混沌的，其相關(guān)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)均表明它尚是一個混沌的系統(tǒng)，但其在生理狀