大鼠硬膜外双电极脊髓电刺激模型的建立

目的:为研究脊髓电刺激(spinal cord stimulation,SCS)镇痛作用的机制提供方便、实用和有效的SD大鼠脊髓硬膜外双电极刺激模型。方法:选取250~350 g雄性SD大鼠,结扎其左侧L5脊神经制作神经病理性痛模型。在此基础上,将制作的电极置入脊髓背侧硬膜外间隙(T11~T12),电极尾端经皮下隧道从颈后部引出、并固定于皮肤。术后恢复5 d,行脊髓电刺激测试。用电子Von Frey测试仪测量建模前后大鼠后肢的机械性缩足阈值,评估硬膜外双电极刺激对其术侧后肢机械性缩足阈值的影响。SCS测试后第2 d,在大鼠腹腔内注射大麻素1型受体(CB1)的拮抗剂AM251,然后观察AM251对大鼠SCS镇痛作用的影响。结果:大鼠左侧后肢机械性缩足的基础阈值为49.37±6.99 g,L5脊神经结扎及硬膜外电极置入术后机械性缩足的阈值为19.23±5.12 g,行SCS(20 Hz,150~200 mV)30 min后术侧机械性缩足阈值为35.62 g±7.27 g,与给予SCS刺激前比较具有显著性差异(P0.01);而与手术对侧(右侧)相比,机械性缩足阈值无明显变化(P0.05)。腹腔注射AM251可翻转SCS的镇痛作用(15.00±1.01 g,P0.01)。结论:硬膜外双电极植入方法取材容易,简单易行,与当前临床普遍应用的电刺激装置极为相似,为进一步研究脊髓电刺激的镇痛机理提供了可靠的模型,并为其他领域脊髓硬膜外电刺激实验动物模型的制作提供了参考。本文结果还提示内源性大麻素CB1受体可能参与SCS的镇痛机制。     

硬膜外脊髓电刺激仪的研制

临床实验证实硬脊膜外脊髓电刺激(ESCS)与减重步态疗法(PWBT)相结合,能明显提高患者脊髓损伤康复后的行走能力,对运动能量代谢产生显著影响,但相应的神经与生理机制目前尚不清楚.本研究开发研制一种小型低功耗的先进ESCS刺激仪,为ESCS机理的实验研究提供所需的刺激模式.基于印刷电路板工艺,采用聚酰亚胺对银电极触点进行绝缘封装,改进电极的设计.进行ESCS刺激仪性能的动物实验验证,改变电压幅值、频率和波宽等刺激参数,观察实验猫肌肉的抽搐情况.实验结果表明:所研制的小型低功耗ESCS刺激器能提供所需的多通道多模式刺激信号,电池供电和低功耗设计可提供使用安全性,ESCS电极满足柔韧性和生物兼容性要求,可为ESCS和PWBT组合疗法的机理研究提供先进实验手段.     

硬膜外脊髓电刺激的应用研究进展

硬膜外脊髓电刺激(epidural spinal cord stimulation,ESCS)是一种将电极植入脊柱椎管内硬膜外腔,通过脉冲电流直接作用于脊髓神经的中枢神经功能性电刺激方法,最初应用于对慢性顽固性疼痛的抑制,之后的研究主要集中于该方法在运动功能恢复及神经系统疾病诊断等方面,现已成为神经接口与康复工程中的一个研究热点。本文通过总结ESCS在疼痛抑制、运动功能恢复中的研究进展,并结合ESCS研究背景,探讨了ESCS作用机制及刺激参数的优化。随后通过简述ESCS在运动功能恢复的应用研究,并结合ESCS刺激系统,提出了研制应用于运动功能的植入式刺激器的重要性,最后对ESCS的研究趋势进行展望。     

脊髓硬膜外电刺激的数学模型

为研究直接脊髓神经电刺激下场的分布规律,构建尽可能模拟脊髓在电刺激作用下的数学模型,本研究将硬膜外电刺激下的脊柱理想化为圆柱,理论推导了点电流源刺激下脊髓及被膜组织中场的分布模型,并利用Matlab对模型进行模拟,分析了刺激电极下电位场和电流密度场的分布规律。结果表明直接脊髓电刺激对脊髓神经通路的作用是局部的而非整体刺激,刺激的范围受电极摆放位置的影响,这将对直接脊髓刺激在临床中的正确使用起到理论指导意义。     

神经元电活动模型的仿真研究

神经网络的宏观活动是由多个神经元电活动的叠加决定,神经元电活动的研究对深入理解神经网络工作机制和生理行为具有重要意义。本文采用Chay模型,对神经元电活动进行Simulink仿真研究,通过施加包括恒值、阶跃、脉冲、随机噪声等不同类型的输入,观察系统的输出响应。仿真结果符合通常的生理认识,有助于加深对神经元电活动和神经网络生理机制的理解。     

大鼠脊髓神经元对福尔马林痛刺激的反应及氯胺酮的调节

目的：研究大鼠脊髓对福尔马林痛刺激的反应及氯胺酮的影响。方法：采用福尔马林致痛模型、c-fos基因免疫组化法和NADPH-d组化技术。SD大鼠30只，分为福尔马林致痛组、痛刺激前和后腹腔注射氯胺酮组及相应对照组，取脊髓切片。结果：(1)痛刺激后，刺激侧脊髓背角出现大量Fos免疫样阳性(FLI)神经元，其中部分为FLI／NOS双标记神经元；(2)痛刺激之前或之后给予氯胺酮，背角各层FLI神经元和FLI／NOS双标记神经元的数量均显著减少。结论：同侧相应脊髓节段的某些神经元参与了化学性致痛信息的传导和调控，氯胺酮通过抑制这些神经元的活动而产生抗伤害作用。此作用与抑制脊髓内NOS阳性神经元的活性有关。     

电刺激促进大鼠脊髓钝挫伤后运动功能恢复

目的探究神经电刺激对大鼠脊髓顿挫伤(SCC)后的干预效果并探讨相应机制。方法将大鼠分为:假手术组、对照组和实验组。用Allen’s法复制大鼠T9脊髓钝挫伤模型。实验组用神经电刺激干预。定期观察大鼠后肢运动功能恢复情况;用免疫组织化学染色技术以及蛋白质印记技术检测神经生长因子和巢蛋白的表达。结果脊髓损伤后,大鼠的运动功能迅速下降。随着时间的推移,实验组大鼠运动功能评分逐渐升高,第7天较对照组明显上调(P<0.05)。与对照组相比,实验组神经生长因子和巢蛋白表达明显上调(P<0.05)。结论电刺激可能创造有利于神经元存活和可塑性的微环境,有利于大鼠后肢运动功能的恢复。     

功能性电刺激对脊髓损伤的修复作用

目的：回顾功能性电刺激（functional electrical stimulation, FES）对诱导瘫痪或麻痹的肌肉产生功能性或治疗性运动的作用．总结功能性电刺激修复脊髓损伤中应用进展。方法：应用计算机检索CNKI1990年11月至2009年11月有关组织工程修复脊髓损伤方面的文章,检索词”脊髓损伤,电刺激”,限定文献语言种类为中文。同时计算机检索Medline1999年11月至2009年11月有关功能性电刺激在修复脊髓损伤方面的文章,检索词”spinalcordinjury,electricalstimulation”,限定文献语言种类为English。对资料进行初审。选取功能性电刺激修复脊髓损伤方面的相关文献,查找全文,对文献分析,总结研究内容。结果：功能性电刺激通过一定频率电刺激诱导瘫痪或麻痹的肌肉产生功能性或治疗性运动,可以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。功能性电刺激技术可以恢复截瘫患者的部分运动功能。结论：功能性电刺激是现代康复工程领域具有应用前景的一项新的治疗性技术。功能性电刺激技术可以可以达到改善脊髓损伤患者被刺激肌肉或肌群功能,恢复截瘫患者的部分运动功能。     

非阿片类中药强镇痛剂对大鼠脊髓背角WDR神经元电活动的影响

目的：探讨中药痛必定注射液对正常大鼠及慢性痛模型（CCI）大鼠脊髓背角广动力范围（WDR）神经元晚成分放电的影响，旨在研究中药痛必定注射液的镇痛作用机理。方法：成年SD大鼠20只，随机分成（1）假手术组：大鼠仅暴露坐骨神经未结扎；（2）CCI模型组：实行坐骨神经结扎，制成CCI模型。于术后7-10天，用光热测痛仪测试模型组动物的痛阈，痛阈降低者为模型成功。采用单管玻璃微电极细胞外方法记录正常大鼠及CCI大鼠脊髓背角神经元的诱发放电，根据诱发的背角神经元的反应形式，既有A反应又大鼠有B反应的为WDR神经元，观察并记录给予中药痛必定后2min、4min、8min、15min、30min、60min、120min、180min、240min对正常大鼠及CCI慢性痛大鼠的WDR晚成分放电数、潜伏期及自发放电的影响。     

胚胎大鼠脊髓神经元体外分离培养优化条件的建立

神经元的分离培养是神经科学研究的关键性技术。本实验通过观察比较不同条件下胚胎大鼠脊髓神经元的分离培养结果 ,摸索出了一套适合脊髓神经元体外培养的条件 ,分离出了生长状态良好、高纯度的脊髓神经元。并且优化了胚胎大鼠脊髓神经元的分离培养方法 ,建立了稳定的脊髓神经元培养模型     

大鼠海马神经元群体对于高频电刺激的响应

脑深部电刺激（DBS）在帕金森和癫痫等疾病治疗中的应用不断发展,但DBS对于神经元的作用机制尚无定论。为了研究DBS对于大脑神经网络的作用,在麻醉大鼠海马CA1区的输入和输出轴突纤维上,分别施加正向和反向高频电刺激（HFS）,考察CA1区锥体神经元的同步动作电位（即群峰电位）发放情况。结果表明,50 Hz的正向HFS可以诱发持续发放的群峰电位,而100和200 Hz的正向HFS诱发的群峰电位却要少得多。在不同频率的反向HFS中,每个刺激脉冲均诱发群峰电位,但它们的幅值逐渐减小;而且,刺激频率越高,幅值减小得越快。可见,作用于轴突的HFS对于上游和下游神经元群体都具有兴奋作用,但频率越高,兴奋作用越小。这些结果,对于深入了解DBS的作用机制以及安全有效地推广其临床应用都具有重要的意义。     

低血钙大鼠脊髓腹角钙结合蛋白免疫反应神经元的变化

为观察低血钙对神经元内钙结合蛋白的影响，用免疫细胞化学法，研究了低血钙大鼠髓腹角内钙结合蛋白免疫反应神经 的变化。     

电刺激大鼠小脑顶核对下丘脑神经元放电活动的影响

目的:研究电刺激小脑顶核(fastigial nucleus,FN)及微电泳Glu(glutamic acid)、MK-801对大鼠下丘脑(hypothalamus,HT)神经元自发放电活动的影响,探讨电刺激FN治疗脑卒中大鼠的机制。方法:应用细胞外记录的方法,记录电刺激FN及微电泳药物对HT神经元放电的影响。结果:电刺激频率为20Hz(低频)时,50%的HT神经元的放电频率增高(P0.01),电刺激频率为100Hz(高频时),80%的HT神经元的放电频率增高(P0.01);Glu对HT有紧张性兴奋作用,其拮抗剂MK-801能够明显抑制Glu诱致的兴奋作用;70%HT神经元在微电泳MK-801的基础上进行100Hz电刺激FN时,高频刺激诱发的兴奋作用被明显削弱。结论:采用电刺激FN治疗脑卒中,其可能机制是通过Glu的兴奋作用来调节HT的异常活动。     

神经纤维电刺激的非线性模型研究

0　引言对神经纤维电刺激兴奋规律的研究 ,在神经科学、康复工程等许多学科领域都具有非常重要的意义。对神经纤维电刺激兴奋规律的研究 ,主要包括两大部分内容 ,一是对电刺激产生的电场分布规律的研究 ,另一部分工作是对神经纤维本身的建模。在前人的工作中 ,将更多的精力花在了对神经纤维本身的建模工作中 ,而对电刺激产生的电场分布问题则往往将其简化考虑 ,例如 :忽略刺激电极的大小、忽略神经纤维、结缔组织等对电场分布的影响等等。这样做 ,在我们更需要对神经纤维本身进行了解时是可以理解的 ,也是可行的。但是 ,当我们已经对神经纤…     

脊髓电刺激对大鼠心肌缺血SP和TRPV1表达的影响

目的探讨脊髓电刺激(SCS)缓解心肌缺血所致心绞痛的作用机制。方法健康雄性SD大鼠24只,随机分为4组:正常对照组,SCS组,心肌缺血组(CAO),SCS+CAO组;应用RT-PCR检测P物质(SP)和瞬时感受器辣椒素门控离子通道蛋白(TRPV1) mRNA在中枢神经系统的表达。结果心肌缺血时SPmRNA在脑干和胸4脊髓的表达明显增加,TRPV1 mRNA的表达无明显变化;SCS可降低SP和TRPV1 mRNA在脑干和胸4脊髓的表达水平。结论痛觉神经递质SP参与了心肌缺血所致心绞痛的神经信号传导,SCS缓解心绞痛可能是通过SP和TRPV1的介导而发挥作用。     

神经元电学模型及其应用进展

神经系统的生理活动伴随着电活动,而Hodgkin和Huxley等人的模型(H-H模型)可以描述神经元电活动的规律.总结了几种主要的神经元细胞膜模型和一些用于连接各部分细胞膜模型以组成完整神经元的模型如电缆模型.介绍了以上模型的应用,如研究神经元电生理特性、探索功能性电刺激及磁刺激的作用机理等.     

脊髓电刺激对大鼠心肌缺血SP和TRPVl表达的影响

目的 探讨脊髓电刺激(SCS)缓解心肌缺血所致心绞痛的作用机制.方法 健康雄性SD大鼠24只.随机分为4组:正常对照组,SCS组,心肌缺血组(CAO).SCS+CAO组;应用RT-PCR检测P物质(SP)和瞬时感受器辣椒素门控离子通道蛋白(TRPV1)mRNA在中枢神经系统的表达.结果 心肌缺血时SPmRNA在脑干和胸4脊髓的表达明显增加,TRPvlmRNA的表达无明显变化;SCS降低SP和TRPV1 mRNA在脑干胸4脊髓的表达水平.结论 痛觉神经递质SP参与了心肌缺血所致心绞痛的神经信号传导,SCS缓解心绞痛可能是通过sP和TRPV1的介导而发挥作用.     

大鼠杏仁核快速电刺激点燃癫?模型的建立

目的：建立一种快速稳定的杏仁核电刺激点燃癫?模型。方法：选取SD雄性大鼠40只制作杏仁核点燃癫?模型,按随机化原则分为5组：A 组为空白对照组;B组刺激频率16 Hz ,波宽1．0ms、强度0．5mA,串长10个;C组刺激频率16Hz、波宽1．0ms,强度0．5mA,串长160个;D组刺激频率60Hz,波宽1．0ms,强度0．5mA,串长10个;E组采用刺激频率60Hz,波宽1．0ms,强度0．5mA,串长160个进行实验。利用这种不同频率、强度、串长电刺激杏仁核的模式寻找出最快速有效且稳定的点燃癫?模型的方法。结果：在全部大鼠中成功点燃23只（点燃成功率为72％）,然而在4种不同电刺激方法中,B组、C组、D组、E组的点燃成功率分别为100％、87％、87％和11％,B组与各组及组间比较差异有统计学意义（P＜0．01）。结论：本实验大鼠杏仁核电刺激可快速建立癫?模型,采用刺激频率16Hz、波宽1．0ms、强度0．5mA、串长10个的刺激参数,杏仁核快速点燃的效果最好。     

基于Hammerstein模型的腕关节功能电刺激控制技术研究

非线性系统的控制通常比较复杂,基于模型辨识的自适应控制方法可以有效地提高控制精度和稳定性。本文根据功能电刺激(FES)下腕关节运动的非线性和时变性特点,利用Hammerstein模型,实现了腕关节运动的FES建模及辨识。通过M序列和逆M序列激励信号,将FES腕关节运动模型分为线性时变和静态非线性两部分。考虑到静态非线性部分的特点,在运动控制过程中只需要根据线性时变特点确定相应的自适应调节策略,将一个复杂非线性问题简化为线性控制问题。对腕关节运动的FES仿真实验也验证了方法的有效性。     

两种督脉电针对大鼠脊髓受损伤神经元存活的影响

目的探讨脊髓损伤区近端督脉2个穴位电针和脊髓损伤区远、近端督脉4个穴位电针对全横断脊髓损伤大鼠腰段脊髓神经元存活与凋亡的影响。方法雌性SD大鼠30只,随机分为对照组、近端督脉穴电针组(EA2组)和远近端督脉穴电针组(EA4组),每组10只大鼠,其中每组各5只分别应用于免疫荧光染色和Western blot检测。在所有大鼠脊髓第10胸段(T10)进行全横断损伤手术。EA2组在脊中(GV9)和至阳(GV6)督脉穴位入针,EA4组在GV9、GV6、腰腧(GV4)和长强(GV1)督脉穴位入针。在术后第3 d开始电针,隔天1次,每次20 min。术后14d后将3组动物取材进行后续实验。Western blot检测脊髓组织活化型半胱天冬酶-3的表达情况。结果与对照组和EA 2组相比,EA 4组可增加脊髓腰段神经元存活数量、减少脊髓腰段神经元凋亡率和下调脊髓腰段组织表达活化型半胱天冬酶-3(P<0.05)。结论脊髓损伤区远近端督脉4个穴位电针要比脊髓损伤区近端督脉2个穴位电针更有效地促进受损伤脊髓腰段神经元存活和减少其凋亡,下调受损伤脊髓腰段组织表达凋亡相关蛋白。