颞叶癫痫大鼠海马网络中高频和超高频振荡的研究

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高频振荡(high-frequency oscillations,HFOs)的出现常伴有癫痫病理活动的发生,且HFOs被报道在癫痫手术中有临床应用价值。HFOs包括涟波(ripples,80~250Hz)和快速涟波(fast ripples,FRs;250-500 Hz),其中FRs被认为可反映癫痫网络活动和癫痫放电传播通路。但新近研究表明,在定位与癫痫发作相关的病理区域时,超快速涟波(very fast ripples,VFRs;500-1000 Hz)可能比FRs更特异。然而,在颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)研究中,涉及到FRs/VFRs的工作较少,且FRs/VFRs在TLE中的具体作用仍有待明确。故本文基于匹鲁卡品造模的TLE大鼠模型,在海马网络中记录用于检测FRs和VFRs的数据,并展开分析研究。本文从9只大鼠模型中分别检测到11380次FRs和8302次VFRs。结果发现大发作时FRs/VFRs的个数均显著高于其他状态中的数量,揭示FR/VFRs个数可指示癫痫发作。此外,FRs/VFRs不同的个数变化趋势暗示了FRs和VFRs在癫痫发作过程中的作用可能不同。基于FRs/VFRs研究的锁相耦合表明耦合显著性的表达会随癫痫发作而变化。其中癫痫发作后,几乎海马网络所有脑区的FRs/VFRs均显著锁相于各低频信号,且各脑区中显著锁相角的位置较一致。以上结果揭示了癫痫发作会影响海马网络中的多频段耦合,且这种多频段耦合可以反映癫痫网络病理活动的变化。同时,我们也发现基于VFRs研究的显著性在各个状态间的表达存在明显差异,进一步证明了VFRs可能是比FRs更特异的区分癫痫状态的指标。其次,分析海马网络脑区间连接变化时发现:大发作后脑区间的信息交互会显著增强。同时,可在超高频段的大发作时识别出两条信号传播通路。这些工作有助于将通过FRs/VFRs发现的海马网络信息传播通路与癫痫放电的传播结合起来。此外,我们还发现低频段、高频段和超高频段下,海马网络脑区间同步性随癫痫发作过程的变化不同。这种现象暗示了FRs/VFRs的产生机制或许不同于低频脑电,可能反映了癫痫发作时脑网络活动的不同步现象。本文基于TLE类型大鼠,揭示了FRs/VFRs个数在指示癫痫发作中的重要作用。此外,基于FRs/VFRs研究的网络指标反映了TLE发作对海马网络活动的影响。我们的结果从不同层面探索了FRs/VFRs在TLE中的关键角色,并且对FRs/VFRs在癫痫发作中的功能作用进行了详细的对比分析。同时本文对VFRs进行了较全面的分析,可以为进一步研究TLE中的超高频脑电提供重要参考。
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