【摘要】：低強(qiáng)度經(jīng)顱超聲刺激技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一種新的腦刺激方法,具有無損傷、高空間分辨率、高刺激深度的優(yōu)點(diǎn)。但其對神經(jīng)元的影響目前還不確定,因此研究超聲刺激對神經(jīng)元的影響機(jī)制具有重要意義。神經(jīng)血管耦合是顱神經(jīng)代謝的基礎(chǔ),對于維持大腦活性具有重要的意義,卒中、小血管病變、神經(jīng)變性病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病都與它相關(guān)。本文研究經(jīng)顱超聲刺激對皮層的神經(jīng)血管耦合機(jī)制,主要工作概括如下:首先,實驗平臺設(shè)計與搭建。本文對內(nèi)源光學(xué)成像平臺進(jìn)行重新設(shè)計與改進(jìn),用于采集皮層內(nèi)源信號;搭建并調(diào)試腦電采集系統(tǒng),調(diào)試軟件參數(shù),用于采集腦電信號;編寫超聲刺激控制程序,用LabVIEW軟件控制信號源在需要的時間發(fā)出脈沖信號,通過信號調(diào)制最終發(fā)出超聲信號;搭建水聽器聲場掃描系統(tǒng),將聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?編寫LabVIEW控制程序,控制電機(jī)在XYZ軸逐點(diǎn)掃描,測量超聲換能器聲場分布,為實驗做準(zhǔn)備。然后,進(jìn)行超聲刺激下麻醉小鼠的神經(jīng)血管耦合研究。采集小鼠皮層內(nèi)源信號與腦神經(jīng)電信號,分析超聲刺激對小鼠皮層脫氧血紅蛋白(HbR)濃度影響以及對腦神經(jīng)活動的影響。實驗結(jié)果顯示超聲刺激會對皮層的神經(jīng)活動造成影響。分析不同超聲刺激參數(shù)下神經(jīng)與血管的耦合關(guān)系,發(fā)現(xiàn)超聲刺激參數(shù)對神經(jīng)血管的耦合系數(shù)喊聲影響。本文認(rèn)為刺激會引起大腦中大量細(xì)胞層面的變化,進(jìn)而改變神經(jīng)血管耦合關(guān)系。這包括細(xì)胞體的擴(kuò)張,細(xì)胞膜外離子濃度增加和局部代謝產(chǎn)物濃度的變化等。最后,針對于麻醉可能對小鼠的腦血氧代謝造成影響的問題,研究超聲刺激對清醒鼠皮層HbR的影響。本文進(jìn)行清醒狀態(tài)下小鼠超聲刺激的實驗,采集視覺皮層、感覺皮層、運(yùn)動皮層的內(nèi)源信號圖片。通過數(shù)據(jù)處理對比超聲刺激前后不同皮層HbR變化,發(fā)現(xiàn)超聲刺激會對不同皮層造成相似的影響,都可以使神經(jīng)元興奮。同時發(fā)現(xiàn)麻醉會對神經(jīng)元的興奮性產(chǎn)生抑制作用,導(dǎo)致超聲刺激之后缺氧血紅蛋白的恢復(fù)時間變慢。
【圖文】：

第 2 章 實驗平臺設(shè)計與搭建第 2 章 實驗平臺設(shè)計與搭建實現(xiàn)超聲刺激下血液動力學(xué)參數(shù)和腦電信號的采集，本系統(tǒng)，整套系統(tǒng)的原理圖如圖 2-1 所示，經(jīng)顱超聲刺激系均通過使用 LabVIEW 軟件，連接 I/O 信號卡的電腦實前國內(nèi)外先進(jìn)的 Cerebus 腦電記錄系統(tǒng)。

圖 2-2 超聲刺激系統(tǒng)設(shè)備圖下面對超聲刺激系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)具體介紹：(1) 函數(shù)發(fā)生器，，能夠作為多波形信號源，本文使用了兩個型號為 AFG3022C克函數(shù)發(fā)生器，得到了方波正弦的調(diào)制波形。本實驗第一個函數(shù)發(fā)生器發(fā)出方發(fā)第二個函數(shù)發(fā)生器，第二個函數(shù)發(fā)生器用來控制超聲基波頻率、每個脈沖的次數(shù)和超聲波強(qiáng)度。(2) 功率放大器，本實驗使用 ENI 線性功率放大器，它的輸入輸出電壓0V~200000V，輸出功率小于 40W，輸出電流約 10A，實驗時可以通過放大器窗示信號功率大小。(3) 立體定位儀，本實驗使用的是型號為 68001 的瑞沃德標(biāo)準(zhǔn)型腦立體定位儀由底座、操作臂、適配器、耳桿和夾持器等組成，一般用來固定大鼠，但是由鼠的適配器沒有操作臂的配置，所以使用標(biāo)準(zhǔn)型腦立體定位儀來進(jìn)行角度的調(diào)的移動范圍上下、左右、前后可達(dá)到 80mm，可讀精度達(dá)到 0.1mm，垂直方向可
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.7;R741.05

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本文編號：2631531