背景及目的:在世界范围内,癫痫是仅次于卒中的第二大脑疾病[1],发病机理是由于脑内大量神经元异常同步放电引起的神经功能紊乱,异常放电在皮层和皮层下区域反复发作并扩散,严重影响患者的学习、生活。更有甚者,患者常伴有羞辱感[2]、自卑感[3],形成严重的社会性问题。对于难治性癫痫,手术切除癫痫起源灶是唯一的治疗方式。手术的成功率取决于致痫灶的精确定位。在临床中,基于神经血管偶联的功能成像方法(例如fM RI)在癫痫定位中起辅助作用,主要是对于癫痫状态下的血液动力学参数变化尚不明晰。本实验应用内源信号光学成像技术用于检测癫痫状态下新皮层的血流动力学变化。光学成像技术具有微米级空间分辨率和较高的时间分辨力。我们研究不同剂量4-AP诱导的局部癫痫状态下的脑血容量变化的时空特征。该数据可以对癫痫的功能成像数据的解读有借鉴作用。方法:在乌拉坦麻醉的家兔中,分别使用不同剂量(0.5μl、1μl、3μl)的4-氨基吡啶(4-Aminopyridine,4-AP,15mM)诱发家兔局部癫痫发作。通过插入一个微玻璃电极记录局部场电位(LFP),同时应用内源性光学成像方法记录脑血容量(cerebral blood volume,CBV)的时空变化。采用MATLAB自行编写的程序进行图像分析,统计学分析采用SPSS20.0进行数据分析。结果:(1)剂量为0.5μl的4-AP注射至家兔皮层下诱发局灶性癫痫。脑血容量随癫痫发作上升的面积为16.5±3.58 mm2,并不扩散到全脑。4-AP的剂量为1μl及3μl时,癫痫发作后血流扩散至一侧大脑半球的整个视野。(2)本研究发现家兔急性癫痫状态下,脑血流波动的幅度达20%-30%。(3)在癫痫发作的早期,CBV以注药点处为中心,血流逐渐增加并向周围扩散。(4)癫痫引起的CBV变化主要集中在致痫灶所处的半球,而对侧的CBV变换很小结论:(1)4-AP剂量的不同,可形不同的CBV扩散范围,但几乎不会扩散到对侧,意味着通过控制4-AP剂量可以形成局部或者传播型癫痫,为癫痫机制的研究提供良好的标本。(2)本实验过程中发现4-AP注射入家兔皮层引发癫痫样放电,家兔癫痫状态下脑血流的上升出现在癫痫发作开始的几秒之内,之后血流迅速扩散。因此,可以提示临床在对癫痫患者进行影像学检查时,癫痫发作后的前几秒是寻找癫痫灶的有利时机。(3)家兔颅脑体积明显大于啮齿类动物,实验中观察到血液动力学参数波动幅度是啮齿类动物血流波动幅度的2倍左右。因此,家兔的脑血流波动幅度可以更好的模拟人类癫痫发作。