颞叶癫痫患者海马CA3和内嗅皮层网络的癫痫尖波对theta节律抑制作用的量化评估

海马CA3和内嗅皮层(entorhinal cortex,EC)网络是海马认知功能和颞叶癫痫研究的关键回路之一,尖波对海马网络theta(4~8 Hz)节律抑制作用的研究有利于揭示癫痫对认知功能影响的机制。以往,在网络层面上,该抑制作用常借助脑片来实现定量评估。本文旨在建立依赖于脑深度局部场电位评估癫痫尖波对theta节律抑制作用的方法。从4位术前处于快速眼球运动(rapid eyes movement,REM)睡眠下的颞叶癫痫患者皮质电极记录中择取发作间期有散发性尖波(sporadic spikes,SSs)脑电和两个相邻SSs间无尖波暂态期脑电,尖波分别只在CA3、只在EC、或在CA3和EC同步出现,应用Gabor小波和Hilbert变换计算尖波前后和无尖波暂态期theta能量,并计算无尖波暂态期theta节律的断裂程度。结果显示:(1)尖波可瞬时降低theta能量,CA3和EC同步尖波时下降最为剧烈,抑制作用最强;(2)无尖波暂态期theta能量下降,出现theta节律消失,造成节律断裂,表明抑制作用在持续,且断裂程度与尖波附近抑制作用一致;(3)3例患者无尖波暂态期theta能量水平降低程度与尖波附近抑制作用一致,而1例不一致。本文结果提示,SSs可对theta节律产生瞬时、直接的抑制作用,该抑制作用可在无尖波暂态期持续,并可由theta节律断裂程度反映。该工作首次应用局部场电位证明了癫痫尖波对theta节律抑制作用可通过无尖波时脑电节律的断裂程度来评估,为利用脑电衡量癫痫尖波抑制作用提供了量化分析方法。

癫痫模型大鼠海马CA1网络theta节律断裂的观察

目的:探究尖波间期和无尖波恢复期颞叶癫痫大鼠模型的海马CA1网络theta节律随癫痫发展进程的变化规律。方法:14只成年雄性Wistar大鼠(200~250 g)麻醉后开颅,在海马的背侧埋入一个双极性钢电极(直径小于1 mm),在颅骨上埋入三个不锈钢皮质电极,在左和右额皮质内分别植入两个电极,在小脑埋入参考电极,粘合颅骨,检测、记录大鼠脑电图;之后腹腔注射癫痫诱发药物,匹罗卡品氢氯化物(pilocarpine hydrochloride,310 mg/kg),30 min后给予大鼠莨菪碱(scopolamine,1 mg/kg);借助14只大鼠在嗅行(exploration)时脑深部记录(SEEG),应用Gabor小波时频能量分析估算断裂段数(以350 ms为1段),与总段数的比值定义为断裂比,用来衡量theta节律断裂程度,分别计算了癫痫发展进程的早期(D7)和晚期(D25)中两个邻近尖波之间时间段(定义为尖波间期)和随后无尖波恢复期theta节律断裂比,与注射前脑电图比较。结果:①与对照脑电图比较,癫痫诱发大鼠的D7和D25的theta节律断裂比显著升高(P<0. 05),并且D7远高于晚期D25;②在无尖波恢复期,theta节律断裂比与尖波间期相当(P<0. 05)。结论:癫痫尖波直接导致了theta节律断裂,断裂程度将随癫痫发展进程而动态变化,早期伤害尤其严重。