帕金森病大鼠丘腦束旁核電信號研究.pdf

1、實驗?zāi)康?帕金森病(Parkinson’s Disease,PD)是一種因基底神經(jīng)核環(huán)路中(主要在中腦黑質(zhì))多巴胺神經(jīng)元缺失或凋亡造成的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,經(jīng)黑質(zhì)-紋狀體通路導(dǎo)致紋狀體(Striatum,STR)多巴胺遞質(zhì)缺失的結(jié)果。丘腦束旁核(Parafascicular Nucleus, PF)與基底神經(jīng)節(jié)中的多個核團存在投射關(guān)系,可能在PD病理中起重要作用。本研究通過采集分析PD大鼠PF放電變化以及特定行為時PD大鼠PF的放電特點

2、。為PD臨床治療的改善提供基礎(chǔ)研究理論依據(jù)。
　　實驗方法:本課題利用立體定位技術(shù),通過直接腦內(nèi)靶位點注射的方法,在大鼠中腦腹側(cè)被蓋區(qū)(Ventra Tegmental Area,VTA)和黑質(zhì)致密部(Substantia Nigrapars Compacta,SNc)分別注射2μL和3μL的6-羥基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)建立PD動物模型。在正常和PD大鼠腦PF內(nèi)植入自制多通道電極陣列,通過美國

3、Plexon公司生產(chǎn)的多通道信號采集儀采集記錄大鼠PF鋒電位和局部場電位(LocalField Potentials,LFPs)信號。對采集的PD大鼠清醒安靜狀態(tài)和抓區(qū)食物時PF的鋒電位和LFPs信號進行用Offline Sorter、Neuroexplorer和Matlab分析。最后藍點實驗和中性紅染色鑒定位點準確性,以及免疫組織化學(xué)觀察黑質(zhì)損毀情況。
　　實驗結(jié)果:用Offline Sorter軟件將采集到的鋒電位信號進行分類

4、,根據(jù)波形、時程、放電模式主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)等諸多特征數(shù)據(jù),將PF神經(jīng)元分為兩類:神經(jīng)元類型A,特點是波峰高,時程長,放電節(jié)律不規(guī)則;神經(jīng)元類型B,特點是波峰平緩,時程短,放電節(jié)律相對規(guī)則。用Neuroexplorer分析顯示,在清醒靜止狀態(tài)下,對照組與PD組大鼠兩種神經(jīng)元放電率沒有發(fā)生顯著差異,與對照組大鼠比較,神經(jīng)元類型A的放電模式由不規(guī)律變得較為規(guī)律;PD組中神經(jīng)元類型B

5、放電模式變得不規(guī)律。將LFPs數(shù)據(jù)導(dǎo)入Matlab進行分析,PD組大鼠PF的LFPs在0.7~20 Hz的頻段信號頻率低于對照組大鼠;但20~40 Hz頻段信號的頻率高于對照組大鼠。通過時頻圖可以直觀的反應(yīng)能量分布情況,該結(jié)果與頻段分析所得結(jié)果基本相符。PD大鼠抓食運動時PF神經(jīng)元放電變化結(jié)果顯示,PD組大鼠抓食動作所需時間明顯長于對照組大鼠。Neuroexplorer導(dǎo)出數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)處理顯示,PD大鼠PF兩種神經(jīng)元的放電率均顯著降低;放

6、電間隔直方圖的變異系數(shù)(Interspike Intervalof Coefficient of Variation,Coeff.Var.ISI)僅神經(jīng)元類型B顯著增高,神經(jīng)元類型A僅有增大趨勢而無顯著差異。Matlab進行LFPs分析,PD組大鼠PF的LFPs在0.7~20Hz頻段的信號明顯低于對照組大鼠,PD組大鼠40~100Hz頻段信號百分比高于對照組大鼠。
　　結(jié)論:PF神經(jīng)元分為兩類。清醒靜止情況下,PD大鼠PF鋒電位的

7、放電率并未發(fā)生顯著變化,但是放電模式產(chǎn)生顯著差異;PD大鼠PF的LFPs在0.7~20Hz頻段頻率顯著降低,20~40Hz頻段頻率有顯著升高。抓食行為下,PD大鼠PF鋒電位的放電率顯著降低,放電模式產(chǎn)生變化。PD大鼠PF的LFPs在0.7~20Hz頻段頻率顯著降低,40~100 Hz頻段頻率顯著升高。在特定行為下,PD大鼠PF鋒電位及LFPs均產(chǎn)生了變化,說明PF與丘腦-皮層環(huán)路之間存在聯(lián)系。從電生理角度,為PF成為新的PD治療靶位點提