本文選題：極低頻電磁場(chǎng)　切入點(diǎn)：海馬CA1　出處：《第四軍醫(yī)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)代生活中,人們的生活環(huán)境面臨著越來(lái)越多的極低頻電磁場(chǎng)暴露,如日常照明燈、電視機(jī)、電腦以及自然地磁環(huán)境中等均可產(chǎn)生極低頻電磁輻射。外界極低頻電磁場(chǎng)對(duì)生物體的影響效應(yīng)是產(chǎn)生多種多樣的,而中樞神經(jīng)系統(tǒng)是電磁敏感的主要器官之一,外界電磁場(chǎng)對(duì)其影響逐漸引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。流行病學(xué)研究表明人群電磁場(chǎng)暴露與多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生或心理情緒狀態(tài)的改變之間存在一定的相關(guān)性。近年來(lái),也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)電磁場(chǎng)暴露對(duì)某些中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有一定的輔助性治療作用。中樞神經(jīng)系統(tǒng)有特征性的腦電活動(dòng)機(jī)制,神經(jīng)元細(xì)胞膜表面的離子通道(Na+、K+和Ca2+)的流動(dòng)形成了跨膜電位,神經(jīng)細(xì)胞膜電位的極化或者超極化狀態(tài)可以產(chǎn)生膜電位脈沖,從而實(shí)現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞之間的不同電活動(dòng)形式。大腦內(nèi)的電活動(dòng)形式主要包括δ、α、θ和β四種主要低頻腦電震蕩節(jié)律。不同節(jié)律的腦電震蕩反映著不同的腦神經(jīng)功能狀態(tài)和機(jī)體的行為學(xué)、認(rèn)知功能、記憶乃至思維狀態(tài)。已有研究表明,外加電磁場(chǎng)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦電活動(dòng)產(chǎn)生了顯著的生物學(xué)和行為學(xué)效應(yīng),例如頭暈、記憶力減退、睡眠質(zhì)量差等,但是相關(guān)機(jī)制尚不完全明確。因此,明確電磁場(chǎng)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的效應(yīng)及相關(guān)調(diào)控機(jī)制已成為神經(jīng)科學(xué)研究中的熱點(diǎn),主要涉及兩個(gè)方面:一方面,電磁場(chǎng)對(duì)于機(jī)體健康的不利影響以及防護(hù)措施的研究;另一方面,電磁場(chǎng)也可以作為多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的輔助性治療方式,如精神分裂癥、腦退行性疾病和中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷性疾病的修復(fù)性治療等。海馬是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中生理功能研究較為明確的核團(tuán)之一,是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域?qū)W者們普遍采用的研究對(duì)象之一。本論文采用開(kāi)放曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究接近于自身腦電頻率的外界極低頻電磁場(chǎng)暴露對(duì)大鼠自發(fā)行為狀態(tài)和情緒反應(yīng)的影響,并在體記錄海馬CA1區(qū)神經(jīng)電生理信號(hào)研究相應(yīng)的腦電活動(dòng)規(guī)律,明確極低頻電磁場(chǎng)對(duì)生物體行為影響的潛在神經(jīng)電生理機(jī)制。材料和方法1.行為學(xué)實(shí)驗(yàn):將100只SD大鼠隨機(jī)均等的分為4個(gè)實(shí)驗(yàn)組和1個(gè)對(duì)照組,各組均為20只。實(shí)驗(yàn)組大鼠分別接受3、5、10和15Hz,場(chǎng)強(qiáng)為200、400和600V/m的電磁場(chǎng)暴露,對(duì)照組無(wú)電磁場(chǎng)暴露。采用開(kāi)放曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)(Open Field Test)觀察各組大鼠的自發(fā)活動(dòng)度、探索行為和情緒等指標(biāo)。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用AVT Prosilica GT1290C攝像機(jī)和Norpix Streampix 6.0軟件實(shí)時(shí)采集、壓縮并在硬盤(pán)保存以便離線分析。2.行為學(xué)數(shù)據(jù)分析指標(biāo):采用Noldus Ethovision XT 9.0對(duì)錄制的行為學(xué)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析。分別分析大鼠在開(kāi)放曠場(chǎng)不同區(qū)域,包括周邊,角落和中央?yún)^(qū)域的肢體運(yùn)動(dòng)和靜止的持續(xù)時(shí)間、均值及區(qū)域轉(zhuǎn)移時(shí)間等指標(biāo)。在SPSS 18.0版本中,采用多因素方差分析(MANOVA)對(duì)各組的行為學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,以P0.05作為顯著性差異的判斷標(biāo)準(zhǔn)。3.神經(jīng)電生理實(shí)驗(yàn):在10只SD大鼠腦海馬CA1區(qū)植入微陣列電極,待動(dòng)物手術(shù)恢復(fù)3日后,將大鼠暴露于電磁場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行在體腦神經(jīng)電信號(hào)采集。神經(jīng)信號(hào)采集時(shí),動(dòng)物處于清醒自由活動(dòng)狀態(tài),采集時(shí)間共9分鐘,中間3分鐘接受電磁場(chǎng)暴露,實(shí)驗(yàn)前和后3分鐘未接受電磁場(chǎng)環(huán)境暴露。4.神經(jīng)電生理數(shù)據(jù)分析:對(duì)采集的神經(jīng)電信號(hào)進(jìn)行離線分析,Offline Sorter軟件對(duì)原始腦電信號(hào)進(jìn)行Spikes識(shí)別和分類(lèi);Neuron Explorer軟件對(duì)原始信號(hào)場(chǎng)電位進(jìn)行功率譜、Spike放電模式、自相關(guān)和互相關(guān)分析;在Matlab2013b軟件中,用小波提取法在原始信號(hào)中提取不同頻段信號(hào)波形,腦電信號(hào)累計(jì)平均算法提取可能的誘發(fā)電位。最后,在Origin繪圖軟件中對(duì)以上分析結(jié)果進(jìn)行圖像處理和形成。結(jié)果1.開(kāi)放曠場(chǎng)行為學(xué)實(shí)驗(yàn):在3Hz,600V/m的電磁場(chǎng)環(huán)境中,大鼠在曠場(chǎng)周邊和角落的不活動(dòng)累積時(shí)間增加,與其他電磁場(chǎng)暴露組和對(duì)照組比較均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。在10Hz,600V/m的電磁場(chǎng)環(huán)境中,大鼠在開(kāi)放曠場(chǎng)周邊和角落的高度活動(dòng)累積時(shí)間明顯高于其他電磁場(chǎng)暴露組和對(duì)照組,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。所有實(shí)驗(yàn)組(3Hz、5Hz、10Hz和15Hz)大鼠在曠場(chǎng)中央?yún)^(qū)域的靜止累積時(shí)間和活動(dòng)累積時(shí)間均較對(duì)照組明顯增加(p0.05)。2.神經(jīng)電生理實(shí)驗(yàn):3Hz,600V/m電磁場(chǎng)暴露可以顯著性的降低大鼠海馬CA1區(qū)θ節(jié)律性腦電震蕩,主頻向δ頻段轉(zhuǎn)移。而在10Hz,600V/m電磁場(chǎng)暴露組中,θ節(jié)律震蕩的能量也減少,腦電能量集中在α和δ波段。而5Hz和15Hz電磁場(chǎng)暴露未對(duì)海馬CA1區(qū)腦電功率譜產(chǎn)生顯著性的影響。10Hz,600V/m電磁場(chǎng)暴露可以使θ波的振幅減小。3Hz和10Hz電磁場(chǎng)暴露可以使大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經(jīng)元Spike放電減少,較非暴露時(shí)間具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。而5Hz和15Hz電磁場(chǎng)暴露可以使Spike放電的數(shù)目增加,但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p0.05)。在海馬CA1區(qū),電磁場(chǎng)刺激即刻結(jié)束時(shí)間段內(nèi)產(chǎn)生了新的生物電位,特征為持續(xù)約300ms,幅度為10u V。結(jié)論1.將大鼠暴露于電磁場(chǎng)環(huán)境中,外界磁電場(chǎng)環(huán)境可以對(duì)大鼠的自發(fā)行為學(xué)表現(xiàn)產(chǎn)生顯著性的影響。3Hz,600V/m電磁場(chǎng)暴露可以使大鼠自發(fā)活動(dòng)時(shí)間減少,動(dòng)物的情緒反應(yīng)低落,多處于焦慮狀態(tài)。而10Hz,600V/m電磁場(chǎng)可以使大鼠的自發(fā)活動(dòng)時(shí)間增加,大鼠可以表現(xiàn)為積極和活躍的情緒反應(yīng)。電磁場(chǎng)暴露組均對(duì)大鼠的自發(fā)探索行為產(chǎn)生了抑制性作用。2.極低頻電磁場(chǎng)可以對(duì)大鼠海馬CA1區(qū)腦電活動(dòng)產(chǎn)生調(diào)控性作用。3Hz和10Hz,600V/m電磁場(chǎng)暴露不僅可以使大鼠海馬CA1區(qū)θ節(jié)律性腦電活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用、能量譜向外界施加的電磁場(chǎng)頻段轉(zhuǎn)移,而且可以抑制錐體神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢话l(fā)放頻率。此外,外界電磁場(chǎng)刺激可能導(dǎo)致誘發(fā)電位產(chǎn)生,即事件誘發(fā)電位。3.外界極低頻電磁場(chǎng)可以對(duì)機(jī)體的行為學(xué)產(chǎn)生一定的影響,該機(jī)制是通過(guò)調(diào)節(jié)大腦內(nèi)腦電活動(dòng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R594.8

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