發(fā)布時間：2018-03-11 02:26

  本文選題：失神癲癇發(fā)作　切入點：棘慢波放電　出處：《電子科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：失神癲癇是特發(fā)性全面性癲癇(Idiopathic generalized epilepsy,IGE)的一種,與大腦內(nèi)神經(jīng)元的異常放電活動密切相關(guān)。失神癲癇的典型特征即失神癲癇發(fā)作,其起始和終止均是跳躍式的,給成功預(yù)測造成了極大的困難。失神癲癇發(fā)作期間,在大腦的雙側(cè)半球上能夠觀測到典型的2-4 Hz棘慢波放電(Spike and wave discharges,SWDs),同時伴有短暫的意識喪失。失神癲癇發(fā)作不僅會給失神癲癇患者造成巨大的精神負擔和痛苦,也會給家庭和社會帶來沉重的經(jīng)濟負擔。因此,如何有效地調(diào)控失神癲癇發(fā)作是亟待解決的重要問題。盡管失神癲癇發(fā)作的起源仍存在爭議,但是越來越多的研究表明失神癲癇發(fā)作的產(chǎn)生與皮層(Cerebral cortex,Ctx)和丘腦間的異常相互作用有緊密的關(guān)系。理論上,合理地調(diào)控皮層-丘腦網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的活動可能為控制失神癲癇發(fā)作提供契機�；诖�,本學(xué)位論文將采用生物物理計算模型的方法研究大腦內(nèi)失神癲癇發(fā)作的動態(tài)調(diào)控機制,即丘腦前饋抑制性和基底節(jié)在控制失神癲癇發(fā)作中的潛在功能作用。主要內(nèi)容包括以下三個部分:第一,丘腦前饋抑制性調(diào)控失神癲癇發(fā)作。解剖結(jié)構(gòu)上,特定丘腦中繼核(Specific relay nuclei of thalamus,SRN)既接收來自皮層的興奮性輸入,也接收丘腦網(wǎng)狀核(Thalamic reticular nucleus,TRN)的抑制性投射。同時,TRN也接收皮層的興奮性投射,故Ctx-TRN-SRN通路構(gòu)成了丘腦前饋抑制性。為了探究丘腦前饋抑制性在控制失神癲癇發(fā)作中的作用,我們運用基于生物物理的皮層-丘腦網(wǎng)絡(luò)平均場模型,發(fā)現(xiàn)增加興奮性Ctx-TRN通路的耦合強度能夠成功地抑制失神癲癇發(fā)作。而且,TRN-SRN通路中伽馬氨基丁酸A型(Gamma-aminobutyric acid A,GABAA)和伽馬氨基丁酸B型(Gamma-aminobutyric acid B,GABAB)受體介導(dǎo)的抑制性在控制失神癲癇發(fā)作中具有組合作用。重要的是,我們可以在GABAB受體介導(dǎo)的中間抑制性水平下觀測到SWDs,并在較低或者較高的GABAB受體介導(dǎo)的抑制性水平下觀測到對應(yīng)的快速和慢速的簡單振蕩,表明GABAB受體在觸發(fā)失神癲癇發(fā)作的產(chǎn)生中伴有重要作用。綜上,丘腦前饋抑制性作為丘腦的內(nèi)在控制系統(tǒng),有利于失神癲癇發(fā)作的控制,并為失神癲癇的治療提供了新的參考思路。第二,黑質(zhì)-丘腦通路介導(dǎo)基底節(jié)雙向控制失神癲癇發(fā)作。作為基底節(jié)的輸出核團,黑質(zhì)網(wǎng)狀部(Substantia nigra pars reticulata,SNr)通過直接的黑質(zhì)-丘腦通路(SNr-TRN和SNr-SRN通路)調(diào)控皮層-丘腦網(wǎng)絡(luò)的活動。據(jù)此,我們構(gòu)建了基于生物物理的基底節(jié)-皮層-丘腦(Basal ganglia-corticothalamic,BGCT)網(wǎng)絡(luò)平均場模型,并探討了基底節(jié)在調(diào)控失神癲癇發(fā)作中的潛在作用。通過模型仿真,我們發(fā)現(xiàn)當僅通過SNr-TRN通路調(diào)控失神癲癇發(fā)作時,降低SNr的神經(jīng)活動能夠成功地控制失神癲癇發(fā)作。相反,在僅通過SNr-SRN通路調(diào)控失神癲癇發(fā)作時,增加SNr的神經(jīng)活動也可以顯著地控制失神癲癇發(fā)作。進一步,當SNrTRN和SNr-SRN通路同時存在時,由于兩條通路間的競爭,在適當條件下,增加或者降低SNr的神經(jīng)活動,基底節(jié)都能夠成功地控制失神癲癇發(fā)作。故在此情形下,基底節(jié)可以雙向控制失神癲癇發(fā)作。另外,TRN-SRN通路的耦合強度對此雙向調(diào)控具有可塑作用。這些發(fā)現(xiàn)首次揭示了基底節(jié)能夠雙向控制失神癲癇發(fā)作,為臨床治療失神癲癇提供了新的見解。第三,蒼白球外側(cè)-皮層通路介導(dǎo)基底節(jié)調(diào)控失神癲癇發(fā)作。除了黑質(zhì)-丘腦通路,最近的實驗研究指出基底節(jié)存在由蒼白球外側(cè)部(Globus pallidus external segment,GPe)到皮層的直接抑制性通路(GPe-Ctx通路),其通過對皮層-丘腦網(wǎng)絡(luò)活動的調(diào)節(jié)可能也會參與對失神癲癇發(fā)作的控制。為此,我們對原BGCT網(wǎng)絡(luò)平均場模型引入GPe-Ctx通路,并發(fā)現(xiàn)該通路可以介導(dǎo)基底節(jié)對失神癲癇發(fā)作的調(diào)控。特別是,我們發(fā)現(xiàn)增強GPe-Ctx通路的耦合強度或者直接增加GPe的神經(jīng)活動都能夠顯著地控制失神癲癇發(fā)作。此外,通過改變與GPe相關(guān)的部分直接或者間接通路的耦合強度來改變GPe的神經(jīng)活動也能夠?qū)崿F(xiàn)對失神癲癇發(fā)作的控制。進一步,我們發(fā)現(xiàn)基底節(jié)仍可以通過黑質(zhì)-丘腦通路雙向控制失神癲癇發(fā)作,且GPeCtx通路對此雙向控制具有可塑作用。這些結(jié)果不僅表明GPe-Ctx通路能夠介導(dǎo)基底節(jié)控制失神癲癇發(fā)作,而且指出基底節(jié)對失神癲癇發(fā)作的雙向控制可能是一種普遍的調(diào)控機制�？傊�,基于生物物理的平均場模型,我們發(fā)現(xiàn)丘腦前饋抑制性和基底節(jié)在控制失神癲癇發(fā)作中具有重要的作用。我們的發(fā)現(xiàn)不僅為生理實驗的開展提供了新的思路,也為臨床治療失神癲癇和相關(guān)疾病提供了建設(shè)性的理論參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R742.1

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 羅程;多模態(tài)神經(jīng)成像技術(shù)在特發(fā)性全面性癲癇中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2011年

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本文編號：1596190