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帕金森病大鼠运动皮层及苍白球脑电活动研究

作　者: 杨茂全
导　师: 王敏
学　校: 山东师范大学
专　业: 动物学
关键词: 帕金森病初级运动皮层苍白球局部场电位 Matlab
分类号: R742.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

帕金森病大鼠运动皮层及苍白球脑电活动研究帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种常见于中老年人群的运动障碍性疾病，因其高发病率和高致残率严重危害着人类的健康。如何治疗PD，改善PD患者的运动功能和生活质量，成为人们关注的焦点。本课题以大鼠为研究对象，用6-羟基多巴胺（6-hydroxydopamine, 6-OHDA）制作PD大鼠模型，使用自己设计制作的梯子和跑步机实验模型检测PD大鼠与对照组之间的行为学差异，之后注射盐酸阿朴吗啡诱导旋转并辅助组织学观察以验证实验结果。行为学变化测试之后，利用自制金属微电极和多通道生理信号采集处理装置，同步记录对照组和PD组大鼠初级运动皮层（Primary Motor Cortex, M1)及内侧苍白球（Internalsegment of Globus Pallidus, IGP）或外侧苍白球（External segment of Globus Pallidus, EGP）在不同行为状态下的局部场电位（Local Field Potential, LFP）信号。使用Matlab软件对信号进行时域、频域以及时频域分析，以揭示PD病变造成的M1和IGP、EGP的放电模式变化及两者之间的相关性。行为学测试结果显示：在梯子实验中，与对照组和假手术组相比，PD大鼠行走速度下降，行走时间显著延长（P＜0.05），行走失误率显著增加（P＜0.01）；在跑步机实验中，PD大鼠持续爬行时间显著缩短，一定时间内的跌落次数显著增加（P＜0.01）。同时组织学观察发现，PD大鼠损伤侧黑质致密部（Substantia Nigra Pars Compacta, SNc）中DA神经元数量明显减少，胞核与胞质的完整性遭到破坏，胶质细胞增生明显。LFP信号分析结果显示：根据M1、IGP和EGP LFP信号波形的变化特点，将梯子实验中整个爬行过程分为爬行前期、过渡期和爬行期三个时期。PD大鼠和对照组均以爬行期的LFP信号变化最为明显。其中PD大鼠M1和EGP的LFP信号均呈现25-100 Hz频段活动显著增强，同时IGP的LFP信号显示25-40 Hz频段的信号活动增强，结果表明PD状态下M1、EGP和IGP电活动均增强，其中M1、EGP电活动增强显著，IGP电活动的增强不如M1、EGP显著。而对照组则以0-12Hz频段信号的活动为主。信号互相关分析结果显示：对照组大鼠M1与EGP的相关系数比M1与IGP的相关系数大，说明M1与EGP之间信号相关性更强。IGP的LFP信号在发生时间上滞后于M1，同样EGP的LFP信号的发生在静止期也滞后于M1，而爬行期则先于M1发生。PD状态下，M1与EGP相关系数增大趋近于1，说明放电高度同步，M1与IGP的相关系数也增大，说明放电同步性也有所增强，但仅出现在爬行期。同时M1与EGP以及M1与IGP之间的放电活动时间差均出现不同程度的减小，说明放电同步性会出现不同程度的增强。结论：自制的行为学检测模型在应用于记录与分析皮层和苍白球放电特征和与之对应运动状态的相关性方面，收到了良好的效果。PD病变造成爬行期M1和EGP的电活动显著加强，同时IGP电活动也增强，但不如M1和EGP显著；造成M1和IGP、EGP电活动的同步性增强，减小了M1至IGP以及EGP至M1的信号传导时间。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
符号说明  10-11
文献综述基底神经节环路及帕金森病研究  11-23
  0.1 基底神经节及主要环路  11-14
    0.1.1 基底神经节  11-12
    0.1.2 基底神经节环路  12-13
    0.1.3 基底神经节中主要神经递质及作用  13-14
  0.2 帕金森病概述及动物模型研究  14-19
    0.2.1 帕金森病概况  14-15
    0.2.2 帕金森病动物模型概述  15-19
  参考文献  19-23
实验研究  23-64
  实验 1 帕金森病大鼠模型的制作及检测  23-35
    1.0 引言  23
    1.1 材料和方法  23-29
      1.1.1 实验材料  23-24
      1.1.2 实验方法  24-29
    1.2 结果  29-31
      1.2.1 盐酸阿朴吗啡诱发旋转实验  29
      1.2.2 行为学观察与评分  29-30
      1.2.3 组织学观察结果  30-31
    1.3 讨论  31-32
    参考文献  32-35
  实验 2 大鼠初级运动皮层及苍白球脑电活动记录  35-45
    2.0 引言  35
    2.1 材料和方法  35-40
      2.1.1 实验材料  35-36
      2.1.2 实验方法  36-40
    2.2 结果  40-42
      2.2.1 LFP 信号分组  40
      2.2.2 组织学位点鉴定  40-42
    2.3 讨论  42-43
    参考文献  43-45
  实验 3 数据处理与分析  45-64
    3.0 引言  45-46
    3.1 材料和方法  46-47
      3.1.1 实验材料  46
      3.1.2 实验方法  46-47
    3.2 结果  47-61
      3.2.1 M1、IGP 和 EGP 的 LFP 信号分析  47-57
      3.2.2 双通道 LFP 信号相关性研究  57-61
    3.3 讨论  61-64
总结  64-65
参考文献  65-67
致谢  67-68
攻读硕士期间发表的论文  68

帕金森病大鼠运动皮层及苍白球脑电活动研究

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