帕金森病猴蒼白球神經(jīng)元放電序列的時(shí)間模式研究.pdf

1、目前對(duì)帕金森病蒼白球神經(jīng)元放電特性的研究都是從頻率編碼的角度進(jìn)行的，雖對(duì)其神經(jīng)元放電形式有所涉及但僅僅停留在區(qū)分是峰放電還是爆發(fā)放電以及放電數(shù)量的多少上，這樣無(wú)法判斷蒼白球神經(jīng)元如何攜帶帕金森病的確定性信息。已經(jīng)有跡象表明：蒼白球內(nèi)側(cè)部神經(jīng)元放電頻率在帕金森病患者中無(wú)明顯變化而爆發(fā)式放電變化明顯，并且與病情和多巴胺能神經(jīng)元減少程度成正相關(guān)，但是無(wú)震顫的帕金森病患者亦能記錄到低頻爆發(fā)式放電。與頻率編碼不同，時(shí)間編碼考慮到了放電脈沖在時(shí)間上

2、的相關(guān)性，而目前普遍認(rèn)為時(shí)間編碼包含更多的信息，是神經(jīng)信息編碼的基礎(chǔ)。所以，從時(shí)間編碼的角度使用非線性動(dòng)力學(xué)方法，結(jié)合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)信息學(xué)理論和現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)對(duì)帕金森病恒河猴猴蒼白球神經(jīng)元放電特征進(jìn)行深入的研究與分析，有望揭示帕金森病猴模型蒼白球神經(jīng)元放電信號(hào)中所包含的特征性信息，對(duì)于深入了解蒼白球在帕金森病發(fā)病中的作用，進(jìn)一步揭示帕金森病的發(fā)病機(jī)理，均有重大意義。
　　目的
　　在原發(fā)性帕金森病蒼白球神經(jīng)元電生理活動(dòng)中，其放電

3、頻率與癥狀之間無(wú)明顯相關(guān)性。但研究其相鄰動(dòng)作電位的時(shí)間間隔的特性時(shí)發(fā)現(xiàn)其混鈍結(jié)構(gòu)發(fā)生了特異性變化，它與患者的強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩呈負(fù)相關(guān)。這說(shuō)明了內(nèi)側(cè)蒼白球和外側(cè)蒼白球神經(jīng)元表現(xiàn)的帕金森病的信息不是簡(jiǎn)單的通過(guò)放電的多少來(lái)攜帶，而是可能將攜帶的信息蘊(yùn)藏在特定的放電模式之中。本實(shí)驗(yàn)的目的就在于從時(shí)間編碼角度利用非線性理論方法提取并分析恒河猴在生理及病理狀態(tài)下蒼白球神經(jīng)元放電信號(hào)中所包含的與帕金森病相關(guān)的特征性信息，進(jìn)一步豐富PD的發(fā)病機(jī)理。

4、>　　方法
　　1、采用血管內(nèi)介入方法，將MPTP直接注入恒河猴一側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈，制作偏側(cè)帕金森病猴模型。
　　2、使用在體胞外記錄的方法，分別在建模前后不同時(shí)間段內(nèi)，多次采集猴蒼白球不用亞區(qū)神經(jīng)元的放電信號(hào)。
　　3、對(duì)采集到的電信號(hào)進(jìn)行鑒別篩選，保留符合條件的電信號(hào)并建立相應(yīng)的峰峰間期（ISIs）序列數(shù)據(jù)庫(kù)。
　　4、計(jì)算各亞區(qū)神經(jīng)元放電頻率，觀察阿樸嗎啡對(duì)其放電頻率的影響。
　　5、采用非線性研究方法對(duì)各

5、亞區(qū)ISIs序列進(jìn)行放電模式、小波熵、非穩(wěn)定周期軌道等研究。
　　6、比較上述各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)在生理及病理狀態(tài)下的變化，提取與帕金森病密切相關(guān)的信息。
　　結(jié)果
　　1、采用血管內(nèi)介入的方法將MPTP直接注入恒河猴頸內(nèi)動(dòng)脈，可以成功制作出偏側(cè)帕金森病猴模型，該方法安全、簡(jiǎn)單，給藥劑量準(zhǔn)確，手術(shù)操作時(shí)間短，對(duì)動(dòng)物損傷小，術(shù)后恢復(fù)快，出現(xiàn)帕金森癥狀穩(wěn)定，一次制作成功率高。
　　2、病理狀態(tài)下GPi平均放電頻率大幅升高，由

6、10.3±2.7Hz升高至29.1±15.1Hz，其放電模式由建模前的不規(guī)則變?yōu)橄鄬?duì)規(guī)則，爆發(fā)式放電所占比例明顯增加，在皮下注射阿樸嗎啡后放電頻率降低。
　　病理狀態(tài)下GPe平均放電頻率有較明顯降低，由32.6±9.9Hz降至25.9±14.1Hz，其放電模式無(wú)明顯變化。
　　3、GPi神經(jīng)元放電的峰峰間期序列分布模式的變化：生理狀態(tài)下不規(guī)則放電占多數(shù)，呈正態(tài)不對(duì)稱分布；病理狀態(tài)下規(guī)則放電所占比例大，呈正偏態(tài)分布，存在1～3

7、Hz的低頻慢波振蕩。而GPe在生理及病理情況下2種放電模式所占比例無(wú)明顯變化。
　　4、病理狀態(tài)下的GPi放電信號(hào)可檢測(cè)到非穩(wěn)定周期1，2，3軌道，而生理狀態(tài)下不存在周期3軌道；并且病理狀態(tài)下周期2軌道比正常狀態(tài)下明顯增多。
　　5、經(jīng)過(guò)MPTP處理后，猴GPi神經(jīng)元放電信號(hào)復(fù)雜性升高，表現(xiàn)為小波熵?cái)?shù)值升高，且可隨病情波動(dòng)。
　　結(jié)論
　　蒼白球可被看作是一個(gè)非線性系統(tǒng)，從時(shí)間編碼角度使用非線性動(dòng)力學(xué)方法去進(jìn)行電