颈迷走神经脉冲电刺激对大鼠点燃速度及杏仁核放电的影响
常红升 沈鼎烈 晏勇 王学峰 杨峰 刘强跃
摘 要：目的 定量研究颈迷走神经刺激对大鼠癫痫形成速度及杏仁核放电的影响。方法 用频率16 Hz，波宽1.0 ms，串长10 s，串隔7 min，强度3.0 mA的恒流脉冲电刺激18只大鼠的左颈迷走神经，同时用强度0.4 mA的恒流脉冲电诱发刺激大鼠的杏仁核。以18只仅刺激杏仁核的大鼠作对照，观察其癫痫行为及杏仁核放电情况。 结果 实验组有16/18只大鼠被点燃，对照组有17/18只点燃，组间差异无显著性(P>0.05)。比之于对照组，实验组点燃所需杏仁核平均刺激次数及杏仁核平均后放电阈值均显著增高(P<0.05)，但杏仁核平均后放电时间两组差异无显著性(P>0.05)。结论 迷走神经刺激虽最终难以阻断大鼠点燃的发生，但可减缓大鼠点燃发生速度，提高杏仁核后放电阈值。其抗痫效应可能主要与提高全脑抑制水平，抑制痫性放电扩布有关，而对痫灶本身放电影响相对较小。
关键词：迷走神经 杏仁核 脉冲放射分解 点燃 癫痫
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迷走神经刺激(VNS)术是一种控制顽固性癫痫发作的很有希望的非药物治疗途径。国外采用VNS术对化学致痫和超强电休克动物模型进行了若干研究[1]，晚近又开始进行临床探索，肯定了VNS的抗痫潜力[2]，但未能阐明VNS对癫痫发生、扩布、强化、形成过程有何影响。我们采用与人类癫痫发生、形成有高度相似性的大鼠杏仁核快速点燃癫痫模型[3]，观察了VNS能否阻止动物点燃发生或对点燃形成速度及杏仁核放电的影响。
1 材料和方法
1.1 器材 二道生理记录仪(LMS-2B，成都仪器厂)，生物电子刺激器(SEG-2，电子部南京十四研究所等)，医用隔离器(YGQ-2，南通四安电子元件厂)，药理生理实验多用仪(YSD-4，蚌埠无线电二厂等)，动物大脑定位仪(DGY-79A，长春锻压设备厂)，双极漆包镍铬电极(直径0.1 mm，尖距0.025 mm)，铐式双极漆包镍铬电极(直径0.05 mm，极距1.0 mm)，牙科水泥、连接器、转换开关等。
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1.2 电流参数 杏仁核刺激参数：频率16 Hz、波宽1.0 ms，串长10 s，刺激间隔7 min，强度0.4 mA。VNS强度3.0 mA，其余参数与上相同。电流具有恒流、脉冲、方波特性。
1.3 建立动物模型 将36只体重250～300 g的雄性Wistar大鼠(重庆医科大学实验动物中心提供)随机分为实验组(18只)和对照组(18只)，然后按文献[3]及文献[4]我们创制的方法在动物的杏仁核和左颈迷走神经放置与固定电极。
1.4 观察项目 (1) 两组动物的点燃只数；(2) 两组动物点燃平均所需杏仁核刺激次数(MASN)；(3) 平均杏仁核后放电阈值(MADT)，单位：mA。(4) 平均杏仁核后放电时间(MADt)，单位：s。
1.5 刺激与观察 术后第7天(d)按设定参数反复同步刺激大鼠的杏仁核和左颈迷走神经。每次刺激停止后均将杏仁核电极立即转接二导记录仪，记录后放电情况，同时按Racine分级法观察痫性行为反应[3，5]。N-V级行为发生视为点燃，动物被停止刺激。刺激进行至40次仍未点燃则不再刺激。在VNS前后各测杏仁核ADT 1次。方法：均从0.02 mA起步，每分钟增加0.02 mA直到杏仁核后放电产生为止。
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1.6 统计方法 t检验和x2检验。
2 结果
(1) VNS组有16/18只大鼠被点燃，对照组有17/18只大鼠点燃，组间无显著性差异(P>0.05)。
(2) VNS组MASN为(30±16)次，对照组为(19±13)次，组间差异有显著性(P<0.05)。
(3) VNS前，VNS组与对照组大鼠的MADT分别为(0.088±0.050)mA与(0.082±0.031)mA，组间差异无显著性(P>0.05)；VNS后则分别为(0.307±0.169)mA与(0.182±0.096)mA，组间差异有显著性(P<0.05)。
(4) VNS组与对照组大鼠的MADt分别为(15.2±7.0)与(16.4±8.2)s，组间差异无显著性(P>0.05)。
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3 讨论
用低频、长串、短串隔、阈上强度的脉冲电反复刺激动物前脑各部，激发其后放电产生，可使动物痫性脑电及痫性行为逐渐强化，最终出现RacineN-V级行为而点燃[3，5]。目前认为这一过程较好地模拟了人类癫痫从部分性发作(一般认为系复杂部分性发作)向全身性惊厥发作的演进过程[6]。实验结果表明，动物的点燃只数组间差异无显著性，提示VNS最终难以阻止大鼠点燃的发生与形成。但VNS却使点燃大鼠MASN显著性增高，从而证实了VNS对大鼠这一演进过程存在阻抑作用。
VNS抗痫的机制仍未完全弄清，一般认为刺激首先引起迷走C纤维兴奋，再经脑干孤束核和上升性网状结构中继，然后向中枢神经系统的广大区域弥散投射，导致GABA释放，从而引起全脑抑制水平提高[7]，但这仅为间接的推测，有关VNS引起脑内GABA含量增高则未见报道。最近的研究发现，VNS主要影响大脑受蓝斑核支配的去甲肾上腺素能区，包括杏仁核、边缘新皮质和丘脑僵核等。VNS通过兴奋蓝斑神经元进而兴奋支配区内GABA能中间神经元，发挥抗癫痫作用[8，9]。我们也发现，在VNS后杏仁核部位的MADT有显著性增高，从电生理方面证实了该部VNS后抑制作用的增强。
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实验还显示：两组动物杏仁核MADt差异无显著性。其原因可能在于VNS虽使杏仁核MADT显著增高，但仍未超越杏仁核点燃刺激的强度(≥2倍ADT)。同时，还可能在于在VNS过程中，杏仁核也同步受到诱发刺激，它对诱发刺激的易感性仍在逐渐强化。故两组的MADt差异未示显著性。这也提示，VNS的抗痫潜力可能主要源于提高其它脑区的抑制水平，限制痫灶放电的扩布、抑制点燃其它脑区，延缓痫性神经网络构造的形成，而对痫灶本身的放电影响相对较小。
基金项目：四川省卫生厅科研基金资助项目(920035)
作者简介：常红升(1958年生)，男，四川省渠县人，硕士，副主任医师，主要从事癫痫动物模型及难治性癫痫的控制研究。
作者单位：常红升(解放军第452医院神经内科，成都 610061)
沈鼎烈(重庆医科大学第一附属医院神经科，重庆 400016)
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晏勇(重庆医科大学第一附属医院神经科，重庆 400016)
王学峰(重庆医科大学第一附属医院神经科，重庆 400016)
杨峰(重庆医科大学生理教研室，重庆 400016)
刘强跃(解放军第452医院神经内科，成都 610061)
参考文献：
[1] Rutecki P.Anatomical,physiological,and theoretical basis for the antiepileptic effect of vagus nerve stimulation [J].Epilepsia,1990,31(suppl 2):S1-S6.
[2] The Vagus Nerve Stimulation Study Group.A randomized controlled trial of chronic vagus nerve stimulation for treatment of medically intractable seizures[J].Neurology,1995,45(2):224-230.
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[3] 常红升，沈鼎烈，杨 峰，等.大鼠杏仁核快速点燃癫痫模型[J].中华神经科杂志，1997，30(5)：283-286.
[4] 常红升，沈鼎烈，晏 勇，等.迷走神经脉冲电刺激对点燃大鼠全身性发作及杏仁核放电的影响[J].中华物理医学杂志，1997，19(2)：80-82.
[5] Lothman EW,Hatlelid JM,Zorumski CF,et al.Kindling with rapidly recurring hippocampal seizures [J].Brain Res,1985,360:83-91.
[6] Mosh′SL, Ludvig N.Kindling [M].In:Pedley TA,Meldrum BS.Recent advances in epilepsy NO4.Edinburgh:Churchill Living-stone,1988.21-37.
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[7] Woodbury DM,Wodbury JW.Effects of vagal stimulation on experimentally induced seizures in rats [J].Epilepsia, 1990,31(suppl 2):7-19.
[8] Krahl SE,Browning RA,Clark KB,et al.Possible mechanism of the seizure attenuating effects of vagus nerve stimulation [J].Soc Neurosci Abstr,1994,20:1453.
[9] Gellman RL,Aghajanian GK.Pyramidal cells in piriform cortex receive a convergence of inputs form monoamine activated GABA ergic interneurons [J].Brain Res,1993,600:63-73., http://www.100md.com
摘 要：目的 定量研究颈迷走神经刺激对大鼠癫痫形成速度及杏仁核放电的影响。方法 用频率16 Hz，波宽1.0 ms，串长10 s，串隔7 min，强度3.0 mA的恒流脉冲电刺激18只大鼠的左颈迷走神经，同时用强度0.4 mA的恒流脉冲电诱发刺激大鼠的杏仁核。以18只仅刺激杏仁核的大鼠作对照，观察其癫痫行为及杏仁核放电情况。 结果 实验组有16/18只大鼠被点燃，对照组有17/18只点燃，组间差异无显著性(P>0.05)。比之于对照组，实验组点燃所需杏仁核平均刺激次数及杏仁核平均后放电阈值均显著增高(P<0.05)，但杏仁核平均后放电时间两组差异无显著性(P>0.05)。结论 迷走神经刺激虽最终难以阻断大鼠点燃的发生，但可减缓大鼠点燃发生速度，提高杏仁核后放电阈值。其抗痫效应可能主要与提高全脑抑制水平，抑制痫性放电扩布有关，而对痫灶本身放电影响相对较小。
关键词：迷走神经 杏仁核 脉冲放射分解 点燃 癫痫
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迷走神经刺激(VNS)术是一种控制顽固性癫痫发作的很有希望的非药物治疗途径。国外采用VNS术对化学致痫和超强电休克动物模型进行了若干研究[1]，晚近又开始进行临床探索，肯定了VNS的抗痫潜力[2]，但未能阐明VNS对癫痫发生、扩布、强化、形成过程有何影响。我们采用与人类癫痫发生、形成有高度相似性的大鼠杏仁核快速点燃癫痫模型[3]，观察了VNS能否阻止动物点燃发生或对点燃形成速度及杏仁核放电的影响。
1 材料和方法
1.1 器材 二道生理记录仪(LMS-2B，成都仪器厂)，生物电子刺激器(SEG-2，电子部南京十四研究所等)，医用隔离器(YGQ-2，南通四安电子元件厂)，药理生理实验多用仪(YSD-4，蚌埠无线电二厂等)，动物大脑定位仪(DGY-79A，长春锻压设备厂)，双极漆包镍铬电极(直径0.1 mm，尖距0.025 mm)，铐式双极漆包镍铬电极(直径0.05 mm，极距1.0 mm)，牙科水泥、连接器、转换开关等。
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1.2 电流参数 杏仁核刺激参数：频率16 Hz、波宽1.0 ms，串长10 s，刺激间隔7 min，强度0.4 mA。VNS强度3.0 mA，其余参数与上相同。电流具有恒流、脉冲、方波特性。
1.3 建立动物模型 将36只体重250～300 g的雄性Wistar大鼠(重庆医科大学实验动物中心提供)随机分为实验组(18只)和对照组(18只)，然后按文献[3]及文献[4]我们创制的方法在动物的杏仁核和左颈迷走神经放置与固定电极。
1.4 观察项目 (1) 两组动物的点燃只数；(2) 两组动物点燃平均所需杏仁核刺激次数(MASN)；(3) 平均杏仁核后放电阈值(MADT)，单位：mA。(4) 平均杏仁核后放电时间(MADt)，单位：s。
1.5 刺激与观察 术后第7天(d)按设定参数反复同步刺激大鼠的杏仁核和左颈迷走神经。每次刺激停止后均将杏仁核电极立即转接二导记录仪，记录后放电情况，同时按Racine分级法观察痫性行为反应[3，5]。N-V级行为发生视为点燃，动物被停止刺激。刺激进行至40次仍未点燃则不再刺激。在VNS前后各测杏仁核ADT 1次。方法：均从0.02 mA起步，每分钟增加0.02 mA直到杏仁核后放电产生为止。
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1.6 统计方法 t检验和x2检验。
2 结果
(1) VNS组有16/18只大鼠被点燃，对照组有17/18只大鼠点燃，组间无显著性差异(P>0.05)。
(2) VNS组MASN为(30±16)次，对照组为(19±13)次，组间差异有显著性(P<0.05)。
(3) VNS前，VNS组与对照组大鼠的MADT分别为(0.088±0.050)mA与(0.082±0.031)mA，组间差异无显著性(P>0.05)；VNS后则分别为(0.307±0.169)mA与(0.182±0.096)mA，组间差异有显著性(P<0.05)。
(4) VNS组与对照组大鼠的MADt分别为(15.2±7.0)与(16.4±8.2)s，组间差异无显著性(P>0.05)。
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3 讨论
用低频、长串、短串隔、阈上强度的脉冲电反复刺激动物前脑各部，激发其后放电产生，可使动物痫性脑电及痫性行为逐渐强化，最终出现RacineN-V级行为而点燃[3，5]。目前认为这一过程较好地模拟了人类癫痫从部分性发作(一般认为系复杂部分性发作)向全身性惊厥发作的演进过程[6]。实验结果表明，动物的点燃只数组间差异无显著性，提示VNS最终难以阻止大鼠点燃的发生与形成。但VNS却使点燃大鼠MASN显著性增高，从而证实了VNS对大鼠这一演进过程存在阻抑作用。
VNS抗痫的机制仍未完全弄清，一般认为刺激首先引起迷走C纤维兴奋，再经脑干孤束核和上升性网状结构中继，然后向中枢神经系统的广大区域弥散投射，导致GABA释放，从而引起全脑抑制水平提高[7]，但这仅为间接的推测，有关VNS引起脑内GABA含量增高则未见报道。最近的研究发现，VNS主要影响大脑受蓝斑核支配的去甲肾上腺素能区，包括杏仁核、边缘新皮质和丘脑僵核等。VNS通过兴奋蓝斑神经元进而兴奋支配区内GABA能中间神经元，发挥抗癫痫作用[8，9]。我们也发现，在VNS后杏仁核部位的MADT有显著性增高，从电生理方面证实了该部VNS后抑制作用的增强。
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实验还显示：两组动物杏仁核MADt差异无显著性。其原因可能在于VNS虽使杏仁核MADT显著增高，但仍未超越杏仁核点燃刺激的强度(≥2倍ADT)。同时，还可能在于在VNS过程中，杏仁核也同步受到诱发刺激，它对诱发刺激的易感性仍在逐渐强化。故两组的MADt差异未示显著性。这也提示，VNS的抗痫潜力可能主要源于提高其它脑区的抑制水平，限制痫灶放电的扩布、抑制点燃其它脑区，延缓痫性神经网络构造的形成，而对痫灶本身的放电影响相对较小。
基金项目：四川省卫生厅科研基金资助项目(920035)
作者简介：常红升(1958年生)，男，四川省渠县人，硕士，副主任医师，主要从事癫痫动物模型及难治性癫痫的控制研究。
作者单位：常红升(解放军第452医院神经内科，成都 610061)
沈鼎烈(重庆医科大学第一附属医院神经科，重庆 400016)
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晏勇(重庆医科大学第一附属医院神经科，重庆 400016)
王学峰(重庆医科大学第一附属医院神经科，重庆 400016)
杨峰(重庆医科大学生理教研室，重庆 400016)
刘强跃(解放军第452医院神经内科，成都 610061)
参考文献：
[1] Rutecki P.Anatomical,physiological,and theoretical basis for the antiepileptic effect of vagus nerve stimulation [J].Epilepsia,1990,31(suppl 2):S1-S6.
[2] The Vagus Nerve Stimulation Study Group.A randomized controlled trial of chronic vagus nerve stimulation for treatment of medically intractable seizures[J].Neurology,1995,45(2):224-230.
, 百拇医药
[3] 常红升，沈鼎烈，杨 峰，等.大鼠杏仁核快速点燃癫痫模型[J].中华神经科杂志，1997，30(5)：283-286.
[4] 常红升，沈鼎烈，晏 勇，等.迷走神经脉冲电刺激对点燃大鼠全身性发作及杏仁核放电的影响[J].中华物理医学杂志，1997，19(2)：80-82.
[5] Lothman EW,Hatlelid JM,Zorumski CF,et al.Kindling with rapidly recurring hippocampal seizures [J].Brain Res,1985,360:83-91.
[6] Mosh′SL, Ludvig N.Kindling [M].In:Pedley TA,Meldrum BS.Recent advances in epilepsy NO4.Edinburgh:Churchill Living-stone,1988.21-37.
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[7] Woodbury DM,Wodbury JW.Effects of vagal stimulation on experimentally induced seizures in rats [J].Epilepsia, 1990,31(suppl 2):7-19.
[8] Krahl SE,Browning RA,Clark KB,et al.Possible mechanism of the seizure attenuating effects of vagus nerve stimulation [J].Soc Neurosci Abstr,1994,20:1453.
[9] Gellman RL,Aghajanian GK.Pyramidal cells in piriform cortex receive a convergence of inputs form monoamine activated GABA ergic interneurons [J].Brain Res,1993,600:63-73., http://www.100md.com