發(fā)布時(shí)間：2020-05-14 20:44

【摘要】：研究目的:焦慮癥是人群中最常見的情緒障礙,以焦慮性情緒體驗(yàn)為主要特征,表現(xiàn)為對未來事物的過分擔(dān)心,嚴(yán)重危害著患者的身心健康。已有的研究表明內(nèi)側(cè)前額葉皮層(medial prefrontal cortex,m PFC)是焦慮的責(zé)任腦區(qū),利用腦網(wǎng)絡(luò)分析的方法有助于進(jìn)一步了解焦慮病發(fā)的潛在機(jī)理。本論文以正常大鼠在高架十字迷宮焦慮狀態(tài)的m PFC局部場電位(Local Field Potentials,LFPs)為研究對象,基于頻域Granger因果分析,計(jì)算大鼠焦慮狀態(tài)LFP網(wǎng)絡(luò)因果連接強(qiáng)度,為探索焦慮的腦網(wǎng)絡(luò)機(jī)制提供支持。研究方法:1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為8只雄性SD大鼠,10-12周齡,體重300-350 g。2.大鼠內(nèi)側(cè)前額葉皮層在體植入16通道微電極陣列,記錄大鼠在高架十字迷宮自由探索10 min內(nèi)側(cè)前額葉皮層16通道LFPs,并利用Ethovision XT 8.5行為學(xué)分析軟件分析大鼠的運(yùn)動(dòng)軌跡,以封閉臂走向開放臂(焦慮狀態(tài))10s內(nèi)的LFPs作為研究對象。3.應(yīng)用Butterworth低通濾波器(0.3-500 Hz)對16通道LFPs進(jìn)行濾波,獲得16通道LFPs。采用基線擬合和50 Hz陷波器的方法去除信號中的運(yùn)動(dòng)噪聲造成的基線漂移,以及環(huán)境造成的工頻干擾。4.運(yùn)用短時(shí)傅里葉變換(Short-Time Fourier Transform,STFT)對焦慮狀態(tài)16通道LFPs作時(shí)頻分析,提取焦慮狀態(tài)m PFC LFPs的特征頻段。其中每個(gè)頻段的范圍為delta(1-4 Hz),theta(4-12 Hz),beta(12-30 Hz),low-gamma(30-70Hz)和high-gamma(70-120 Hz)。5.運(yùn)用定向傳遞函數(shù)(Directed Transfer Function,DTF)計(jì)算焦慮狀態(tài)16通道LFPs特征神經(jīng)振蕩的DTF值。6.運(yùn)用Granger因果分析,分別計(jì)算大鼠在高架十字迷宮封閉臂和開放臂不同頻段的DTF矩陣,分析焦慮狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度。7.基于圖論理論構(gòu)建網(wǎng)絡(luò),計(jì)算在焦慮狀態(tài)時(shí)各個(gè)頻段的網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù)(全局效率),對焦慮狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)連接特性進(jìn)行評估。8.運(yùn)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)分析方法對開放臂和封閉臂的LFPs不同頻段網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean,網(wǎng)絡(luò)全局效率Eglob進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。分析大鼠在開放臂和封閉臂的LFPs不同頻段網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean,網(wǎng)絡(luò)全局效率Eglob的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。其中計(jì)量資料用均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。研究結(jié)果:1、大鼠在高架十字迷宮的行為學(xué)結(jié)果8只大鼠在高架十字迷宮的焦慮行為測試中表現(xiàn)出正常水平,進(jìn)入開放臂的次數(shù)為19.2±1.2次,占總次數(shù)的的36.1±1.8%,進(jìn)入開放臂的持續(xù)時(shí)間為146.2±11.5 s,占總時(shí)間的26.7±1.4%。2、大鼠在焦慮狀態(tài)的LFPs特征分量大鼠在焦慮狀態(tài)時(shí)LFPs能量主要集中theta頻段。封閉臂theta頻段能量密度(19.463±2.574)高于開放臂(12.812±0.738)(P0.05)。大鼠從封閉臂走向開放臂的過程中,theta頻段能量密度逐漸減弱。3、LFP網(wǎng)絡(luò)因果連接強(qiáng)度計(jì)算大鼠焦慮狀態(tài)的各頻段LFP的DTF矩陣,各頻段連接強(qiáng)度由高到低分別為theta頻段最高,delta頻段次之、隨后是beta頻段和low-gamma頻段,最低為high-gamma頻段。各頻段連接強(qiáng)度在開放臂和封閉臂均具有顯著性差異。焦慮狀態(tài)theta頻段封閉臂的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0309±0.0008,開放臂的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0207±0.0007(P0.001);焦慮狀態(tài)delta頻段封閉臂的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0305±0.0009,開放臂的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0201±0.0007(P0.001);焦慮狀態(tài)beta頻段封閉臂的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0274±0.0008,開放臂網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0202±0.0006(P0.001)。焦慮狀態(tài)low-gamma頻段封閉臂的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0243±0.0009,開放臂網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.021±0.0008(P0.05);焦慮狀態(tài)high-gamma頻段封閉臂的網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0211±0.0007,開放臂網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度DTFmean為0.0185±0.0006(P0.05)。4、LFP網(wǎng)絡(luò)連接特性基于DTF值構(gòu)建LFP各頻段網(wǎng)絡(luò),計(jì)算開放臂和封閉臂在各頻段的網(wǎng)絡(luò)全局效率Eglob。theta頻段的Eglob值最大,delta頻段次之,beta頻段最小。low-gamma和high-gamma頻段無顯著性差異。theta頻段封閉臂的Eglob值為0.0398±0.0010,開放臂為0.0289±0.0012(P0.001);delta頻段封閉臂的Eglob值為0.0393±0.0011,開放臂為0.0279±0.0012(P0.001);beta頻段封閉臂的Eglob值為0.0374±0.0011,開放臂為0.0298±0.0009(P0.001);low-gamma頻段封閉臂的Eglob值為0.0345±0.0012,開放臂為0.0299±0.0010(P0.05);high-gamma頻段封閉臂的Eglob值為0.0311±0.0012,開放臂為0.0278±0.0009(P0.05)。研究結(jié)論:本論文基于正常大鼠在高架十字迷宮焦慮狀態(tài)16通道局部場電位,研究焦慮狀態(tài)m PFC的神經(jīng)振蕩和神經(jīng)信息網(wǎng)絡(luò)功能性連接,研究結(jié)果表明:(1)大鼠在焦慮狀態(tài)時(shí)神經(jīng)振蕩的特征頻段為theta頻段,在封閉臂theta能量較強(qiáng),在開放臂時(shí)theta能量較弱;在大鼠從封閉臂走向開放臂的過程中,theta能量減弱,提示m PFC的theta頻段神經(jīng)振蕩的變化與探索行為有關(guān)。(2)大鼠在高架十字迷宮theta網(wǎng)絡(luò)比其他網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度更強(qiáng),theta網(wǎng)絡(luò)在封閉臂網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度較強(qiáng),在開放臂的m PFC網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度較弱;在焦慮狀態(tài)過程中,theta網(wǎng)絡(luò)連接先增強(qiáng)后減弱,提示m PFC的theta網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度變化與探索行為有關(guān)。(3)大鼠在高架十字迷宮theta網(wǎng)絡(luò)全局效率比其他網(wǎng)絡(luò)的更高,theta網(wǎng)絡(luò)全局效率在封閉臂Eglob值較高,在開放臂Eglob值較低;在焦慮狀態(tài)過程中,theta網(wǎng)絡(luò)全局效率先升高后降低。
【圖文】：

津醫(yī)科大學(xué)碩士學(xué)位論文 二、原理與方法二、原理與方法在本章中，對 8 只大鼠的內(nèi)側(cè)前額葉皮層植入 16 通道微電極陣列，在高架字迷宮焦慮狀態(tài)測試中記錄內(nèi)側(cè)前額葉皮層的局部場電位并利用攝像系統(tǒng)同記錄大鼠的自由活動(dòng)。由特征振蕩選取與焦慮狀態(tài)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，對 LFPs 進(jìn)行基頻域 Granger 因果分析計(jì)算定向傳遞函數(shù)，計(jì)算因效性連接，得出連接矩陣。用圖論理論構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)連接強(qiáng)度和網(wǎng)絡(luò)全局效率，評價(jià)大鼠焦慮狀 mPFC 的 LFP 網(wǎng)絡(luò)連接特性。分析 mPFC 的網(wǎng)絡(luò)連接與焦慮樣行為的聯(lián)系。文研究方案技術(shù)路線如圖 2.1 所示。

圖 2.2 Noldus Ethovision XT 8.5 行為學(xué)軌跡記錄和分析系統(tǒng)示意圖架十字迷宮的原理是大鼠在面對高架十字迷宮的開放臂時(shí)會(huì)產(chǎn)生好奇探索行為，但是由于大鼠具有嗜暗的天性，在面對空曠的開放臂時(shí)會(huì)的封閉臂，在探究與回避之間發(fā)生了沖突行為，通過分析大鼠對開放臂的探索考查大鼠的焦慮狀態(tài)。本論文選取大鼠從封閉臂走向開放臂態(tài)任務(wù)，持續(xù)時(shí)間為 10 秒，包括離開封閉臂的 5 秒和走向開放臂的 5 秒?yún)⒖键c(diǎn)選取為大鼠四爪離開封閉臂時(shí)刻[12]。其過程如圖 2.3 所示，，其中經(jīng)過 Ethovision XT 8.5 行為學(xué)分析系統(tǒng)畫出大鼠在高架十字迷宮 10 m為軌跡，藍(lán)色表示行為學(xué)參考點(diǎn)，黑色箭頭表示大鼠從封閉臂走向開
【學(xué)位授予單位】：天津醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R749.72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2663911