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皮质电刺激控制液压损伤致大鼠外伤后癫痫发作的实验研究

田远虎  
【摘要】: 目的:为研究外伤性脑损伤在大鼠外伤后癫痫形成中的作用,采用自行研制的颅脑液压损伤装置造成大鼠重度颅脑损伤,建立大鼠外伤后癫痫动物模型。然后,在模型成功建立基础上引入局部大脑皮质直接电刺激技术,观察大脑皮质电刺激对外伤后癫痫大鼠发作和脑电的影响,探讨其治疗效果、可能的作用机制和安全性,为临床上皮质电刺激治疗难治性癫痫患者提供动物实验依据。 方法:⑴成年雄性SD大鼠50只,完全随机分为2组,即手术对照组(n=10)、液压损伤组(n=40)。采用颅脑液压损伤装置在大鼠清醒状态下行重度液压打击,于致伤后6个月内通过视频录像和皮质电图描记来观察其行为、脑电图的改变,并进行组织病理学分析。以大鼠连续出现两次以上发作症状或同时伴有皮质电图痫样放电作为达到外伤后癫痫动物模型的建立标准。⑵模型建立后,癫痫大鼠重新随机分成两组:电刺激组(n=5)和假刺激组(n=5)。电刺激组植入皮质刺激电极,连续电刺激干预2周。假刺激组除了不给予电刺激外,其余处理同刺激组。观察和记录皮质电刺激对大鼠行为和脑电改变的影响。实验完毕后,采用透射电镜观察实验大鼠电刺激部位皮质超微结构的改变。 结果:⑴大鼠在颅脑液压损伤后即刻或1周内共死亡12只,死亡率为30%(12/40)。在6个月内,存活大鼠28只中有12只观察到自发性癫痫发作症状,癫痫发生率为42.9%(12/28)。对照组无动物死亡,未观察到肢体抽搐等连续的癫痫发作症状及明显脑电图异常改变。⑵在大脑皮质电刺激实验中,发现每次以3 mA电流直接刺激大鼠局部脑皮质,均可使刺激侧(1,3导联)的波幅变得低平,抑制效应持续约5~12 s。在捕获到大鼠癫痫发作时,迅速释放一次电刺激,发现没能实时终止大鼠的发作症状,但抑制了癫痫样放电的频率和波幅。实验完毕后,采用日本JEM一1010型透射电镜进行电刺激处皮质的超微结构观察,结果显示电刺激组与假刺激组的超微病理改变同时存在,但以电刺激组略轻,主要病理改变包括毛细血管内皮细胞肿胀、神经细胞变性、线粒体空化、神经毡内突触小泡减少及突触前后膜增厚等。 结论:⑴在清醒状态下给予一次重度颅脑液压损伤,可引起大鼠出现自发性癫痫发作、EEG痫样放电和损伤部位脑组织病理改变。这些异常改变与人类的外伤后癫痫特征基本一致,并且其操作简单、稳定性及可靠性较好,提示重度颅脑液压损伤可建立起大鼠慢性外伤后癫痫动物模型。⑵大脑皮质电刺激对大鼠的癫痫发作有一定的抑制作用,可以减少脑电图痫样放电,降低棘波放电频率,并且超微结构观察未见其对局部大脑皮质产生明显的特异性损害。由于时间和研究经费的限制,进行皮质电刺激干预所观察的时间太短,其远期效应如何,尚有待进一步深入研究加以明确。


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