重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對(duì)癲癇大鼠模型的作用以及對(duì)大腦葡萄糖代謝影響的研究.pdf

1、重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(repetitivetranscranialmagneticstimulation，rTMS)是一種無(wú)創(chuàng)的局部皮質(zhì)刺激技術(shù)，它能夠調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)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(qiáng)度都是rTMS對(duì)皮質(zhì)興奮性作用的影響因素。一般而言，低頻rTMS(≤1Hz)降低皮質(zhì)興奮性，而高頻rTMS(≥5Hz)增加皮質(zhì)興奮性。rTMS能阻斷神經(jīng)元功能，因而，能夠干擾正在進(jìn)行的癲癇發(fā)作。此外，低頻rTMS可以持久地

2、降低皮質(zhì)興奮性。臨床癲癇研究顯示rTMS對(duì)新皮質(zhì)局灶性癲癇的作用要優(yōu)于顳葉內(nèi)側(cè)面癲癇，這種現(xiàn)象可能是由于后者致病灶位置在深部腦區(qū)，無(wú)法接受到有效刺激。低頻rTMS對(duì)顳葉內(nèi)側(cè)面癲癇的作用仍然不清楚。動(dòng)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(yù)處理能抑制大鼠戊四氮致癇發(fā)作。然而，低頻rTMS對(duì)戊四氮慢性點(diǎn)燃的作用尚未見(jiàn)報(bào)道。 rTMS作用的具體機(jī)制

3、仍然不清楚。大多數(shù)學(xué)者推測(cè)與類(lèi)似長(zhǎng)時(shí)程抑制和長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)的機(jī)制相關(guān)。但是，這種解釋可能過(guò)于簡(jiǎn)單化，因?yàn)榫衷畲碳つ芗せ钸h(yuǎn)端腦區(qū)，甚至是在刺激點(diǎn)，也是不同特性神經(jīng)元群體的同時(shí)激活。傳統(tǒng)電生理或分子生物學(xué)的方法只能選擇性地觀察少數(shù)腦區(qū)的功能變化，而正電子發(fā)射斷層顯像(positronemissiontomography，PET)技術(shù)卻能夠觀察包括深部皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)的整個(gè)大腦的代謝變化情況。腦的葡萄糖代謝水平與神經(jīng)元的活動(dòng)密切關(guān)聯(lián)，利用PET技術(shù)能夠

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

5、 低頻中強(qiáng)度rTMS(1Hz、100％閾值強(qiáng)度、15分鐘)的預(yù)處理能顯著延長(zhǎng)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(jí)別；還可以顯著抑制戊四氮點(diǎn)燃過(guò)程中癲癇發(fā)作級(jí)別的進(jìn)展和肌陣攣發(fā)作潛伏期的縮短。低頻低強(qiáng)度rTMS(1Hz、50％閾值強(qiáng)度、15分鐘)的預(yù)處理對(duì)戊四氮致癇發(fā)作沒(méi)有作用。低頻高強(qiáng)度(1Hz、200％閾值強(qiáng)度、15分鐘)的預(yù)處理能顯著降低癲癇發(fā)作級(jí)別，而對(duì)肌陣攣發(fā)作和腦電圖癇樣放電的潛伏期沒(méi)有作用。高頻rT

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

7、理對(duì)戊四氮急性發(fā)作的作用具有頻率和強(qiáng)度依賴(lài)性，低頻中強(qiáng)度rTMS預(yù)處理能安全有效地抑制戊四氮慢性點(diǎn)燃過(guò)程，此外低頻中強(qiáng)度rTMS的早期干預(yù)可能抑制匹羅卡品顳葉癲癇形成。 第二部分：重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對(duì)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，F(xiàn)DG)攝取期同時(shí)給予低頻(1Hz、100％閾

8、值強(qiáng)度、15分鐘)和高頻(20Hz、100％閾值強(qiáng)度、持續(xù)3秒、間隔57秒，共15個(gè)序列)中強(qiáng)度的rTMS。我們發(fā)現(xiàn)無(wú)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(zhì)、運(yùn)動(dòng)感覺(jué)皮質(zhì)、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(jié)束后立即給予注射FDG。與基礎(chǔ)狀態(tài)相比，我們發(fā)現(xiàn)低頻和高頻rTMS刺激后效應(yīng)對(duì)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(méi)有變化。1Hz的假刺激無(wú)論是在刺激中還是刺激后都沒(méi)有顯著改變葡萄糖代謝率。我們的結(jié)果提示rTMS對(duì)大鼠腦葡萄糖代謝率的作用是頻率依賴(lài)的，rTMS能激活遠(yuǎn)端腦區(qū)。 總之，本課題發(fā)現(xiàn)rTMS預(yù)處理對(duì)癲癇易感性的作用存在刺激頻率和強(qiáng)度依賴(lài)性。低頻中強(qiáng)度r