重復經顱磁刺激對癲癇大鼠模型的作用以及對大腦葡萄糖代謝影響的研究.pdf

1、重復經顱磁刺激(repetitivetranscranialmagneticstimulation，rTMS)是一種無創(chuàng)的局部皮質刺激技術，它能夠調節(jié)大腦皮質網絡的興奮性。磁刺激的一些特性如線圈形狀、位置、刺激頻率和強度都是rTMS對皮質興奮性作用的影響因素。一般而言，低頻rTMS(≤1Hz)降低皮質興奮性，而高頻rTMS(≥5Hz)增加皮質興奮性。rTMS能阻斷神經元功能，因而，能夠干擾正在進行的癲癇發(fā)作。此外，低頻rTMS可以持久地

2、降低皮質興奮性。臨床癲癇研究顯示rTMS對新皮質局灶性癲癇的作用要優(yōu)于顳葉內側面癲癇，這種現象可能是由于后者致病灶位置在深部腦區(qū)，無法接受到有效刺激。低頻rTMS對顳葉內側面癲癇的作用仍然不清楚。動物研究顯示低頻rTMS能有效抑制顳葉癲癇大鼠的癲癇持續(xù)狀態(tài)，但是，是否這種作用也能抑制癲癇形成尚不清楚。另一方面，低頻rTMS預處理能抑制大鼠戊四氮致癇發(fā)作。然而，低頻rTMS對戊四氮慢性點燃的作用尚未見報道。 rTMS作用的具體機制

3、仍然不清楚。大多數學者推測與類似長時程抑制和長時程增強的機制相關。但是，這種解釋可能過于簡單化，因為局灶刺激能激活遠端腦區(qū)，甚至是在刺激點，也是不同特性神經元群體的同時激活。傳統(tǒng)電生理或分子生物學的方法只能選擇性地觀察少數腦區(qū)的功能變化，而正電子發(fā)射斷層顯像(positronemissiontomography，PET)技術卻能夠觀察包括深部皮質下結構的整個大腦的代謝變化情況。腦的葡萄糖代謝水平與神經元的活動密切關聯，利用PET技術能夠

4、全面地了解rTMS對腦葡萄糖代謝的影響，從而反映rTMS對神經元活動的作用。由于大鼠的大腦體積相對較小，rTMS對大鼠大腦的作用可能不同于人類，目前為止，尚未有關rTMS對大鼠葡萄糖腦代謝影響的報道。 因此，本課題主要探討重復經顱磁刺激對大鼠癲癇動物模型的作用，以及利用小動物PET(smallanimalPET，microPET)技術研究它對大鼠葡萄糖腦代謝的影響。 第一部分：重復經顱磁刺激對大鼠癲癇動物模型的作用。

5、 低頻中強度rTMS(1Hz、100％閾值強度、15分鐘)的預處理能顯著延長戊四氮致肌陣攣發(fā)作和腦電圖癇樣放電的潛伏期，降低癲癇發(fā)作級別；還可以顯著抑制戊四氮點燃過程中癲癇發(fā)作級別的進展和肌陣攣發(fā)作潛伏期的縮短。低頻低強度rTMS(1Hz、50％閾值強度、15分鐘)的預處理對戊四氮致癇發(fā)作沒有作用。低頻高強度(1Hz、200％閾值強度、15分鐘)的預處理能顯著降低癲癇發(fā)作級別，而對肌陣攣發(fā)作和腦電圖癇樣放電的潛伏期沒有作用。高頻rT

6、MS(20Hz、100％閾值強度、持續(xù)3秒．間隔57秒，共15個序列)預處理會顯著縮短肌陣攣發(fā)作潛伏期并增高癲癇發(fā)作級別。低頻中強度假刺激對戊四氮急性發(fā)作和慢性點燃都沒有作用。低頻和高頻中強度刺激不會影響動脈血壓、心率和呼吸頻率，但高頻易引起大鼠激惹。與對照組和假刺激組相比，低頻中強度rTMS在匹羅卡品致癲癇持續(xù)狀態(tài)發(fā)作48小時后給予每日15分鐘刺激、連續(xù)5天干預后可能會延緩自發(fā)性發(fā)作的出現和降低平均發(fā)作級別。我們的結果表明rTMS預處

7、理對戊四氮急性發(fā)作的作用具有頻率和強度依賴性，低頻中強度rTMS預處理能安全有效地抑制戊四氮慢性點燃過程，此外低頻中強度rTMS的早期干預可能抑制匹羅卡品顳葉癲癇形成。 第二部分：重復經顱磁刺激對大鼠葡萄糖腦代謝影響的microPET研究。 為觀察rTMS刺激中大鼠腦葡萄糖代謝率的變化，在大鼠18氟脫氧葡萄糖(2-[18F]—fluoro-2-deoxy—D—glucose，FDG)攝取期同時給予低頻(1Hz、100％閾

8、值強度、15分鐘)和高頻(20Hz、100％閾值強度、持續(xù)3秒、間隔57秒，共15個序列)中強度的rTMS。我們發(fā)現無論是低頻還是高頻rTMS都顯著降低了全腦平均葡萄糖代謝率，而且高頻刺激引起的前腦區(qū)域(前額葉皮質、運動感覺皮質、海馬、丘腦)的低代謝更明顯。 為觀察rTMS刺激后大鼠腦葡萄糖代謝率的變化，在rTMS結束后立即給予注射FDG。與基礎狀態(tài)相比，我們發(fā)現低頻和高頻rTMS刺激后效應對腦葡萄糖代謝率有相反的作用，低頻rT

9、MS降低了前腦感興趣區(qū)域(regionofinterest，ROI)的葡萄糖代謝率，高頻rTMS卻增加了前腦ROI的葡萄糖代謝率，兩組的腦干葡萄糖代謝率都有升高，兩組的全腦平均代謝率沒有變化。1Hz的假刺激無論是在刺激中還是刺激后都沒有顯著改變葡萄糖代謝率。我們的結果提示rTMS對大鼠腦葡萄糖代謝率的作用是頻率依賴的，rTMS能激活遠端腦區(qū)。 總之，本課題發(fā)現rTMS預處理對癲癇易感性的作用存在刺激頻率和強度依賴性。低頻中強度r