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电刺激构建大鼠皮层或海马癫痫的网络和细胞机制

汪胜  
【摘要】:本工作旨在探讨强直电刺激右后背海马(hippocampus,HPC)诱导癫痫电网络重建过程中,HPC神经元与皮层网络或HPC内在网络的电生理及其编码特征,分析单个神经元瞬时编码(temporal coding)特征与病理性神经网络信息编码之间的关系。实验共用雄性SD大鼠35只,急性强直电刺激(60Hz,2s,0.4~0.6mA)大鼠右侧后背HPC(acute tetanization of the right posterior dorsal hippocampus,ATPDH)诱发癫痫模型。四通道同步记录双侧皮层电图(Electrocorticogram,ECoG)或前背HPC深部电图和双侧前背HPC单位放电。结果显示,ATPDH可以引起:(1) 双侧皮层癫痫样电活动起源于同侧HPC单位后放电,经对侧HPC单位后放电,最终形成对侧和同侧皮层10Hz癫痫发作样电振荡;也可以增强双侧皮层4~10Hz节律性电振荡。(2) 诱导双侧HPC内在网络出现100~220Hz电振荡活动,同时对侧HPC神经元放电被抑制。(3) 双侧HPC神经元动作电位时间间隔(interspike interval,ISI)点呈现非规则环状分布。同侧HPC爆发式单位放电ISI点的环状分布发生率较高、更加规则,而对侧ISI环状分布现象可成为长时程原发性单位后放电出现的前奏。(4) 对侧ECoG电波峰时间间隔(interpeak interval,IPI)与HPC单位放电ISI点分布几乎同时显现近似的“厶”形状。(5) 同侧HPC电振荡串内波最大振幅下降,呈现相对规则的近似正弦式波动,并与HPC单位放电ISI点的环状分布锁时。结果表明:ATPDH可以诱导形成双侧HPC-皮层癫痫电网络。在皮层或HPC癫痫电网络重建过程中,双侧HPC神经元放电具有明显的非对称性特点以及特征性ISI点的环状分布等瞬时编码形式,而且可以与ECoG或HPC电图波IPI点的特征性分布形成时间耦联。提示:电刺激诱导皮层或HPC癫痫电网络的形成具有较明确的HPC神经元电活动基础。双侧HPC内在网络与HPC-皮层网络之间形成新的神经信息传递联系,进一步阐明电刺激重建癫痫电网络过程中的病理性神经信息跨网络的传递现象。


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