經(jīng)顱磁聲耦合電刺激是一種利用超聲波和靜磁場(chǎng)共同作用于腦組織,對(duì)神經(jīng)元產(chǎn)生刺激效果,從而影響腦內(nèi)神經(jīng)電活動(dòng)的新型非侵入式腦刺激技術(shù)。它可以彌補(bǔ)現(xiàn)有無(wú)創(chuàng)神經(jīng)電刺激技術(shù)在空間分辨率、刺激穿透深度等方面的不足,是一種具有深遠(yuǎn)意義和重要應(yīng)用前景的腦刺激技術(shù)。但是目前對(duì)該電刺激方法的研究還處于理論驗(yàn)證或仿真研究階段,對(duì)其作用于動(dòng)物體的實(shí)際效果的研究有著重要的意義。本文首先設(shè)計(jì)并建立了一套用于經(jīng)顱磁聲耦合電刺激的小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),設(shè)計(jì)并制作了系統(tǒng)中的超聲信號(hào)發(fā)射模塊及磁兼容小鼠固定裝置。并對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證系統(tǒng)可以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)中對(duì)小動(dòng)物刺激的技術(shù)需求。然后,使用建立的小動(dòng)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分別對(duì)小鼠的不同腦區(qū)開(kāi)展了系列實(shí)驗(yàn)研究。1.使用經(jīng)顱磁聲耦合電刺激作用于小鼠大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì),觀察運(yùn)動(dòng)反饋并記錄前肢肌電信號(hào),并對(duì)肌電信號(hào)去噪分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)顱磁聲耦合電刺激能夠有效刺激運(yùn)動(dòng)皮質(zhì),誘發(fā)肌肉運(yùn)動(dòng),證明經(jīng)顱磁聲耦合電刺激技術(shù)確實(shí)可以用于小動(dòng)物在體神經(jīng)刺激。2.針對(duì)經(jīng)顱磁聲刺激過(guò)程中同時(shí)存在的超聲刺激,比較了兩種刺激在不同強(qiáng)度下誘發(fā)的小鼠肌電信號(hào),探討了超聲刺激在磁聲刺激過(guò)程中的作用與影響。3.將經(jīng)顱磁聲耦合電刺激作用于小鼠海馬區(qū),設(shè)計(jì)健康鼠與帕金森氏病模型鼠分組對(duì)照實(shí)驗(yàn),并通過(guò)行為學(xué)分析和電生理結(jié)果驗(yàn)證經(jīng)顱磁聲耦合電刺激對(duì)小鼠海馬區(qū)的作用效果。更進(jìn)一步,增加了超聲刺激組做對(duì)照,對(duì)比分析了超聲刺激與磁聲刺激效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,經(jīng)顱磁聲耦合電刺激在一定程度上改善了小鼠的運(yùn)功功能及海馬區(qū)神經(jīng)突觸可塑性。超聲刺激也起到一定程度的改善作用,但效果不及磁聲刺激。最后,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行了討論,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了經(jīng)顱磁聲耦合電刺激作用于在體動(dòng)物的安全性及有效性,并發(fā)現(xiàn)磁聲刺激中同時(shí)存在的超聲也對(duì)刺激效果有一定的貢獻(xiàn)。進(jìn)而,對(duì)經(jīng)顱磁聲耦合電刺激的作用機(jī)制進(jìn)行了討論,認(rèn)為經(jīng)顱磁聲刺激實(shí)際上是一種結(jié)合了耦合電場(chǎng)與聚焦聲場(chǎng)的復(fù)合刺激。
【學(xué)位單位】：北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：R318;TB552
【部分圖文】：

ｔＤＣＳ使用低強(qiáng)度的恒定電流直接作用于頭皮，將正負(fù)極連接至頭顱兩端，一??級(jí)放置刺激腦區(qū)的對(duì)應(yīng)區(qū)域，另一級(jí)放至對(duì)側(cè)眼窩上方，電流從正極流向負(fù)極，從??而影響腦神經(jīng)元在此過(guò)程中的放電［１３］，裝置如圖１－２所示。但０前為止，ｔＤＣＳ如??何凋節(jié)大腦活動(dòng)和改變行為的機(jī)制仍不清楚�，F(xiàn)階段認(rèn)為，其主要機(jī)制之一是他可??以改變神經(jīng)元的靜息電位，使神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)生超極化或去極化，從而調(diào)控神經(jīng)元興??奮性［１４］。ｔＤＣＳ的方式有３種，分別是陽(yáng)極刺激、陰極刺激以及偽刺激。一般來(lái)??說(shuō)，陽(yáng)極刺激能增強(qiáng)刺激部位神經(jīng)元的興奮性，剛極刺激則降低刺激部位神經(jīng)元的??興奮性［１５］。??［￥?／??＼＼?／??＼?／??＼?Ｍｉ?Ｉ??（／?？??圖１－２?經(jīng)顱直流電刺激裝置??丨ｒ前ｔＤｃｓ的研究方向主要是利用其作為輔助方法治療各種神經(jīng)紊亂類(lèi)疾病和??神經(jīng)損傷性疾病等，它還可以幫助恢復(fù)屮風(fēng)后的失語(yǔ)癥和手臂功能障礙［１６］。１９０２??年，Ｐｒｉｏｒｉ等通過(guò)電刺激大腦嘗試治療癲癇，并提出了?ｔＤＣＳ方法［１７］；?Ｂｏｇｇｉｏ等??采⑴１Ｔ１．個(gè)的前額葉ｔＤＣＳ療程，結(jié)果顯示重度抑郁癥患者在ｇｏ／ｎｏｇｏ實(shí)驗(yàn)中的情緒??反應(yīng)有較明顯的提高［１８

衰減的特性，交變脈沖磁場(chǎng)導(dǎo)入顱內(nèi)只隨距離衰減，在被刺激的腦區(qū)域位置產(chǎn)生感??應(yīng)電場(chǎng)，在目標(biāo)腦區(qū)產(chǎn)生感應(yīng)電流刺激神經(jīng)元，從而改變神經(jīng)細(xì)胞的動(dòng)作電位，引??起神經(jīng)元電生理和功能的變化［２３，２４］，圖１－３為ＴＭＳ刺激示意圖。??圖１－３經(jīng)顱磁刺激示意圖??重復(fù)性經(jīng)顱磁刺激（ｒＴＭＳ）己于２００８年就通過(guò)／美國(guó)食品與藥品管理局的批??可用于藥物抵抗性抑郁癥患者的治療［２５］?ＪＭＳ技術(shù)應(yīng)用于人體最早是在１９８５年，??Ｂａｒｋｅｒ等人將平面線(xiàn)圈置于正常人運(yùn)動(dòng)Ｒ的頭皮上，并成功引起了運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位??［２６］；?１９８７年，Ａｍａｓｓｉａｎ通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，不同方向的磁場(chǎng)對(duì)大腦皮層的作用引起??了受試者不同部位的活動(dòng)［２７］。１９９３年，Ｈｏｆｌｉｄｅ等對(duì)ＴＭＳ技術(shù)進(jìn)行了研究，并將??其應(yīng)用Ｔ－治療抑郁患者的效果，指出ＴＭＳ技術(shù)能有效治療抑郁癥［２８］。２００５年，??４??

而實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)地刺激神經(jīng)組織。由于低頻（＜〇．７ＭＨｚ）超聲在穿透較薄的顱骨（２￣３ｍｍ）??時(shí)，可以幾乎無(wú)損耗地進(jìn)入顱內(nèi)，從而使超聲波可以有效地聚焦在深度目標(biāo)腦區(qū)??［３４］，聲換能器顱內(nèi)聚焦情況如圖１４所示，同時(shí)ＴＭＡＳ中耦合電刺激的空間分辨??率是由聚焦超聲的空間分辨率決定，聲斑直徑約２ｍｍ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于ＴＭＳ。因此，新??５??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2844258