【摘要】：快節(jié)奏、高壓式的現(xiàn)代生活,人口老齡化、環(huán)境惡化等社會問題,導致癲癇患者數(shù)量急劇增加,給個人、家庭及社會造成極大負擔。與此同時,癲癇的傳統(tǒng)治療法與神經(jīng)調(diào)控法均無法解決毒副作用、風險性以及治療昂貴性等問題,致使癲癇安全、有效治療陷入瓶頸�；诖�,本課題組首次提出將皮秒脈沖電場(picosecond pulsed electric field,psPEF)和超寬帶天線相結(jié)合的治療方法。該方法可規(guī)避現(xiàn)有治療技術(shù)的局限性,實現(xiàn)無創(chuàng)、靶向、精準聚焦治療的目的。然而,psPEF對細胞生物效應的機理研究仍處于初步探索階段,且皮秒脈沖調(diào)控腦深部神經(jīng)元發(fā)放的研究更尚屬空白。為給新治療方法提供更多的理論基礎支撐和參數(shù)選取依據(jù),本文開展了psPEF調(diào)控神經(jīng)元發(fā)放的仿真與實驗研究。首先,基于PSpice、MATLAB軟件平臺,結(jié)合笛卡爾傳輸網(wǎng)格模型和HH模型,建立HH模型的3D電路模型,仿真分析脈沖電流/電場刺激對神經(jīng)元發(fā)放的調(diào)控機制。結(jié)果表明脈沖電場刺激具有脈沖電流刺激的所有調(diào)控效應,且與之相比具有超極化抑制作用,抑制機制主要與去極化阻滯或閾電位水平提高有關(guān)。進而,考慮抑制病灶區(qū)神經(jīng)元過度興奮可治療癲癇,對3D HH神經(jīng)元電路模型進行優(yōu)化,建立海馬CA1區(qū)(癲癇病灶區(qū))神經(jīng)元3D電路模型,仿真分析psPEF刺激強度、刺激脈寬、刺激頻率、刺激時長分別對海馬CA1區(qū)神經(jīng)元簇(burst)發(fā)放的調(diào)控機制。結(jié)果表明psPEF可抑制海馬CA1區(qū)神經(jīng)元burst發(fā)放,抑制效果對刺激頻率依賴性較強,增加刺激時長可顯著提高抑制效果。同時,研究表明psPEF抑制海馬CA1區(qū)神經(jīng)元burst發(fā)放的主要作用機制在于阻斷I_(NaP)。最后,本文開展了psPEF調(diào)控SD大鼠海馬CA1區(qū)神經(jīng)元spike發(fā)放的在體動物實驗。結(jié)果表明psPEF可有效抑制在體海馬CA1區(qū)神經(jīng)元spike發(fā)放,抑制效果與psPEF刺激頻率和刺激持續(xù)時長均有關(guān)。綜上可知,psPEF可有效抑制神經(jīng)元興奮,表明psPEF有望應用于治療癲癇等神經(jīng)元異常興奮所致的疾病。研究結(jié)果可為后續(xù)psPEF匹配超寬帶天線實現(xiàn)無創(chuàng)、靶向、精準聚焦治療癲癇奠定一定的理論與實驗基礎。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM15;R742.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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2 李路明;郝紅偉;;植入式神經(jīng)刺激器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];中國醫(yī)療器械雜志;2009年02期

3 郝紅偉;李路明;馬伯志;陳昭陽;劉方軍;薛林;曹洋;董婕;;一種可編程植入式神經(jīng)刺激系統(tǒng)[J];航天醫(yī)學與醫(yī)學工程;2008年02期

本文編號：2771021