颞叶癫痫大鼠海马网络电生理特征研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目颞叶癫痫大鼠海马网络电生理特征研究学科专业神经生物学学号201521090204作者姓名薛苗苗指导教师夏阳教授分类号密级注1UDC学位论文颞叶癫痫大鼠海马网络电生理特征研究(题名和副题名)薛苗苗(作者姓名)指导教师夏阳教授电子科技大学成都(姓名、职称、单位名称)申请学位级别硕士学科专业神经生物学提交论文日期2018.04.论文答辩日期2018.05.28学位授予单位和日期电子科技大学2018年6月答辩委员

2、会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。StudyonTheCharacteristicsofTemporalLobeEpilepticRatsBasedonEEGHippocampalNetworkAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:NeurobiologyAuthor:MiaoMiaoXueSupervisor:Prof.YangXiaSchool:SchoolofLifeScienceandTechnolo

3、gy摘要摘要颞叶癫痫（Temporallobeepilepsy，TLE）是一种常见的神经系统结构和功能紊乱性疾病，TLE主要的致痫灶出现在内侧颞叶的海马相关脑区。癫痫发作过程中存在过度异常兴奋的神经电活动，因此，脑电（Electroencephalogram，EEG）是癫痫传统研究的主要手段之一。高频振荡（Highfrequencyoscillations，HFOs）是指频率在80~250Hz的涟波（ripple）和250~500Hz的快速涟波（fastripple）构成的局部电场活动（Localfieldpotential，LFP），新近被认为是癫痫研究

4、中较传统脑电更具有价值的生物标志（Biomarker）。但迄今为止，关于HFOs在海马脑区的空间分布、信号特征、产生机制尚不明了，有待进一步明确。本论文基于匹鲁卡品诱导的颞叶癫痫大鼠模型，记录海马神经环路在癫痫发作过程中的局部场电位，对海马神经环路在癫痫发作过程中的传统脑电特征、以及HFOs的空间分布和信号特征进行分析。主要结果分析如下：1、脑电功率谱分析发现，1）在癫痫发作过程中，大发作时的能量显著升高，发作终止后降低。随着癫痫的发作和终止，能量逐渐由θ频段向δ频段迁移，表现为逐渐降低的趋势；2）在癫痫发作时，频率较高的γ频段能量受到抑制，且分布在海马C

5、A1、齿状回和CA3脑区的γ能量明显高于下托、内嗅皮层和颞叶脑区。提示海马神经环路在癫痫发作时可能发生了重构，较高频段的脑电信号可能存在更大的脑区特异性。2、相干分析发现，1）癫痫发作过程中，海马局部脑区间的超同步放电更多的出现在发作前期和发作终止时期；2）基于相干的度值分析发现，海马神经环路中深度较浅的脑区具有更高的功能连接性，可能在该环路中发挥更加重要的作用。3、HFOs分析发现，1）HFOs事件的频率与持续时长成反比，每次事件的振荡次数约为4次；2）fastripple特征变化在癫痫发作前期具有显著性，表明fastripple可能具有预测癫痫发作的作

6、用；3）癫痫大发作时，除下托外，各脑区ripple均受抑制，提示下托可能是对癫痫发作产生抑制作用的重要脑区；而fastripple在海马神经环路各脑区的出现均显著增多，但是两个脑区同步出现fastripple的比例较低，提示大发作时脑区间的同步性可能并不高，与相干分析结论一致；4）正常状态下的Ripple主要分布在CA1脑区中，而fastripple主要分布在大发作状态下的CA3脑区中，结合度值分析，提示癫痫灶可能出现在功能连接较弱的深部脑区中，高频振荡作为癫痫新的生物标记较传统脑电频段更具精确性；5）在不同的癫痫发放亚型中（HYP和LVF）HFOs在数量

7、和变化趋势上均有不同，提示不同的癫I摘要痫发作亚型可能具有不同的神经机制，值得进一步研究。本文从电生理的角度，分析了颞叶癫痫海马神经网络在癫痫发作过程中电生理特征，探讨了相关脑区的HFOs与癫痫发作的关系，提示HFOs在癫痫发作过程中具有特征性的变化，可为颞叶癫痫发作机制的研究提供了新的思路。关键词：颞叶癫痫，海马神经环路，功率谱，高频振荡，网络特征IIABSTRACTABSTRACTTemporallobeepilepsy(TLE)isacommondisorderofnervoussystemstructureandfunction,whichmain

8、seizurefocusappearinthehippocampu