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颞叶癫痫患者海马ca3和内嗅皮层网络的癫痫尖波对theta节律抑制作用的量化评估

生理学报 2017年第1期69卷 77-88页

作者：葛曼玲郭俊丹陈盛华张吉昌付晓璇陈玉民河北工业大学电磁场与磁性材料省部共建国家重点实验室电气工程学院天津300130

海马ca3和内嗅皮层(entorhinal cortex,ec)网络是海马认知功能和颞叶癫痫研究的关键回路之一,尖波对海马网络theta(4~8 Hz)节律抑制作用的研究有利于揭示癫痫对认知功能影响的机制。以往,在网络层面上,该抑制作用常借助脑片来实现定量... 详细信息

海马ca3和内嗅皮层(entorhinal cortex,ec)网络是海马认知功能和颞叶癫痫研究的关键回路之一,尖波对海马网络theta(4~8 Hz)节律抑制作用的研究有利于揭示癫痫对认知功能影响的机制。以往,在网络层面上,该抑制作用常借助脑片来实现定量评估。本文旨在建立依赖于脑深度局部场电位评估癫痫尖波对theta节律抑制作用的方法。从4位术前处于快速眼球运动(rapid eyes movement,REM)睡眠下的颞叶癫痫患者皮质电极记录中择取发作间期有散发性尖波(sporadic spikes,SSs)脑电和两个相邻SSs间无尖波暂态期脑电,尖波分别只在ca3、只在ec、或在ca3和ec同步出现,应用Gabor小波和Hilbert变换计算尖波前后和无尖波暂态期theta能量,并计算无尖波暂态期theta节律的断裂程度。结果显示:(1)尖波可瞬时降低theta能量,ca3和ec同步尖波时下降最为剧烈,抑制作用最强;(2)无尖波暂态期theta能量下降,出现theta节律消失,造成节律断裂,表明抑制作用在持续,且断裂程度与尖波附近抑制作用一致;(3)3例患者无尖波暂态期theta能量水平降低程度与尖波附近抑制作用一致,而1例不一致。本文结果提示,SSs可对theta节律产生瞬时、直接的抑制作用,该抑制作用可在无尖波暂态期持续,并可由theta节律断裂程度反映。该工作首次应用局部场电位证明了癫痫尖波对theta节律抑制作用可通过无尖波时脑电节律的断裂程度来评估,为利用脑电衡量癫痫尖波抑制作用提供了量化分析方法。

关键词： ca3和ec网络癫痫尖波 theta节律时频能量

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基于患者皮质脑电的癫痫尖波对theta节律抑制作用的量化评估方法的研究

基于患者皮质脑电的癫痫尖波对theta节律抑制作用的量化评估方法...

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作者：郭俊丹河北工业大学

学位级别：硕士

癫痫是一种动态的脑部疾病。癫痫对认知影响的研究是认知科学领域的重要课题,以提高癫痫患者的生活质量为最终目的,但是现在对其机制的认识还很少。基于此,本文主要通过脑深度记录,研究了发作间期尖波对与空间认知和片段记忆有很大关系... 详细信息

癫痫是一种动态的脑部疾病。癫痫对认知影响的研究是认知科学领域的重要课题,以提高癫痫患者的生活质量为最终目的,但是现在对其机制的认识还很少。基于此,本文主要通过脑深度记录,研究了发作间期尖波对与空间认知和片段记忆有很大关系的ca3区和内嗅皮层(entorhinal cortex,ec)区构成的网络中theta节律振荡瞬时动态特性的影响,期望揭示癫痫影响认知的作用机制,从而实现控制癫痫发作以及降低其对脑认知功能影响。本文的实验数据取自4位术前处于安静睡眠状态下的颞叶癫痫患者皮质电极记录的脑电,并从中择取发作间期有散发性尖波(Sporadic spikes,SSs)的脑电作为实验组,选取两个相邻SS之间尖波间期的脑电作为对照组,尖波分别只在ca3区出现、只在ec区出现、在ca3区和ec区同步出现。首先,基于颞叶癫痫患者双电极ca3区和ec区持续的脑深度记录脑电数据,应用时频能量分布图研究分析发作间期尖波对癫痫患者theta振荡能量的影响。结果显示:4位癫痫患者尖波附近的theta能量在发作间期尖波的作用下均表现为下降的特点,癫痫尖波削弱了theta节律振荡能量。由此可以推测:尖波可瞬时降低theta能量。其次,基于颞叶癫痫患者双电极ca3区和ec区持续的脑深度记录脑电数据,研究观察尖波间期theta节律振荡能量时频分布图。结果显示:有癫痫尖波的脑区,theta能量大多数出现了断裂现象,而无尖波脑区的theta能量则有较好的连续性。由此可以推测:癫痫尖波的抑制作用可在尖波间期持续,根据统计得知其断裂程度与尖波附近的抑制作用一致。最后,为了评估两个脑区之间的关联程度,分别计算4位患者ca3区和ec区之间脑电数据的转移熵,结果显示:只在一个脑区出现癫痫尖波的患者,其转移熵值要高于在两个脑区同步出现癫痫尖波的患者的转移熵值。因此推测:只在一个脑区出现癫痫尖波时,大脑比较活跃,两个脑区的混乱程度较好,信息传递量大,转移熵值较大。当在两个脑区同步出现癫痫尖波时,两个脑区的混乱程度较低,信息传递量小,转移熵值较小。

关键词： ca3和ec网络癫痫尖波 theta节律时频能量转移熵

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