缺血型腦損傷后神經(jīng)功能整合的研究.pdf

1、引起腦損傷的原因有多種，缺血、缺氧、中毒、感染以及神經(jīng)性疾病等因素都有可能造成腦細(xì)胞的死亡(destruction)或退化(degeneration)，引起腦損傷。其中，由中風(fēng)和心臟停搏引起的缺血型腦損傷(ischemicbraininjury)是最常見的腦損傷類型，對缺血型腦損傷的研究具有重要的臨床意義和社會價(jià)值。
　　 近二十年來，人們越來越多的認(rèn)識到神經(jīng)系統(tǒng)功能整合是人類發(fā)展和許多疾病問題可能得到解決的關(guān)鍵途徑。研究腦損傷

2、后神經(jīng)功能整合的變化，以及這些變化與腦損傷長期恢復(fù)之間的關(guān)系，有助于理解腦損傷引起功能障礙的病理生理學(xué)機(jī)制;有助于為腦損傷病人的干預(yù)、治療和康復(fù)提供相關(guān)的診斷和預(yù)測等信息;有助于幫助病人更好的恢復(fù)，提高生活質(zhì)量。在腦損傷后神經(jīng)功能整合的研究應(yīng)用中，研究思路主要有二種，一是腦損傷后大腦各功能區(qū)域間的信號傳遞發(fā)生了什么變化，各區(qū)域之間同步性活動是否發(fā)生了變化，而這些變化對腦損傷之后的恢復(fù)、受損傷的程度等有什么影響和聯(lián)系;二是研究腦損傷后中央

3、神經(jīng)系統(tǒng)與周圍神經(jīng)系統(tǒng)之間的整合關(guān)系，研究周圍神經(jīng)系統(tǒng)變化對中央神經(jīng)系統(tǒng)有沒有影響，這部分研究主要通過研究自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能變化達(dá)到研究目的。
　　 本文首先基于第一種思路，借助腦電圖、組織切片染色等方法，結(jié)合動物實(shí)驗(yàn)和臨床數(shù)據(jù)，重點(diǎn)研究腦損傷后大腦不同功能區(qū)域之間的變化;之后基于第二種研究思路，研究自主神經(jīng)功能在中風(fēng)之后的變化，針對腦損傷后周圍神經(jīng)與中央神經(jīng)系統(tǒng)之間的失整合性進(jìn)行探索性的研究。
　　 本研究第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是

4、研究臨床中風(fēng)腦損傷病人不同腦區(qū)之間同步性的變化。在核磁共振成像和CT技術(shù)的幫助下，借助腦電相同步分析方法(Phasesynchronization)，研究了腦損傷區(qū)域?qū)ν瑐?cè)腦區(qū)和對側(cè)腦區(qū)的同步性影響。同時(shí)結(jié)合NationalInstituteofHealthStrokeScale(NIHSS)評分標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步研究腦損傷病人雙側(cè)大腦同步性的變化與功能恢復(fù)的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn):
　　 (1)病人發(fā)病初期的腦電分析結(jié)果顯示，中風(fēng)后腦損傷會

5、影響整個(gè)大腦信息處理的同步性;腦損傷后損傷區(qū)域?qū)ψ笥野肭蛑g的協(xié)同性影響最為明顯，反而對各自半球整體協(xié)同性的影響并不顯著;
　　 (2)進(jìn)一步分析表明，雖然腦損傷對半球內(nèi)整體的同步性影響不大，但損傷區(qū)域與同側(cè)內(nèi)非損傷區(qū)域的同步性減弱，這種減弱又通過非損傷區(qū)域之間同步性活動的加強(qiáng)得到彌補(bǔ)，從而使得半球整體的同步性變化不明顯;
　　 (3)Pearson相關(guān)系數(shù)分析表明，早期腦電的同步性與晚期行為功能恢復(fù)有關(guān)。早期雙側(cè)大腦之

6、間的同步性越低，病人行為功能恢復(fù)得越差。根據(jù)這個(gè)結(jié)果，可以通過同步性指標(biāo)來預(yù)測病人的恢復(fù)狀況，將有利于我們提前對病人進(jìn)行干預(yù)，有助于病人的恢復(fù)和管理。
　　 在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們進(jìn)一步研究了在中風(fēng)后數(shù)小時(shí)內(nèi)，雙側(cè)大腦信息處理的不對稱性。在現(xiàn)實(shí)中，中風(fēng)后數(shù)小時(shí)內(nèi)的腦電臨床數(shù)據(jù)很難獲取，我們第二個(gè)實(shí)驗(yàn)主要通過大鼠模型，借助腦電非線性相關(guān)性(Nonlinearinterdependence)分析手段，對這個(gè)問題進(jìn)行了相關(guān)的研究。結(jié)果發(fā)

7、現(xiàn):
　　 (1)中風(fēng)組大鼠和對照組大鼠中風(fēng)前左右腦的同步性沒有顯著性差別，對照組大鼠在整個(gè)過程中大腦的同步性保持的比較平穩(wěn)，但中風(fēng)組大鼠中風(fēng)后一小時(shí)內(nèi)左右腦同步性開始出現(xiàn)顯著下降(P＜0.05)，之后三小時(shí)內(nèi)左右腦同步性持續(xù)下降，從中風(fēng)后第4個(gè)小時(shí)開始逐漸保持平穩(wěn)，中風(fēng)組第3小時(shí)以后，同組內(nèi)不同時(shí)間段的同步性對比沒有顯著差異。這表明在缺血后數(shù)個(gè)小時(shí)內(nèi)，左右大腦之間的同步性受到顯著影響;
　　 (2)中風(fēng)之后大鼠左、右大

8、腦之間的非線性相關(guān)性（H(L|R）和H(R|L））均降低。與相同步不同的是，H值具有方向性。H(L|R）降低，反映了右側(cè)大腦向左側(cè)大腦的信息傳遞相對中風(fēng)前降低，右側(cè)大腦受損影響了右側(cè)大腦向左側(cè)大腦進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息傳遞的功能;另一方面，H(R|L）在中風(fēng)之后也降低，表明大鼠在右側(cè)大腦中風(fēng)后，左側(cè)向右側(cè)大腦的信息傳遞功能也出現(xiàn)了障礙;
　　 (3)計(jì)算H(L|R）和H(R|L）之間差異大小（即不對稱性），中風(fēng)組小鼠左右腦的不對稱性在中

9、風(fēng)手術(shù)后呈現(xiàn)逐步升高的態(tài)勢，在中風(fēng)后4小時(shí)之后達(dá)到高峰并保持平穩(wěn)。該結(jié)果說明大鼠中風(fēng)后左右大腦之間的不對稱性較大，前幾個(gè)小時(shí)變化尤為明顯;
　　 (4)將不對稱性指標(biāo)與神經(jīng)功能評分和缺血面積兩個(gè)腦損傷指標(biāo)之間做相關(guān)分析，結(jié)果表明基線階段不對稱性與神經(jīng)功能和缺血面積之間無顯著相關(guān)，大鼠中風(fēng)后開始的幾個(gè)小時(shí)，不對稱性與大腦損傷之間也不存在明顯相關(guān)，但p值呈下降趨勢。中風(fēng)后第五個(gè)小時(shí)，不對稱性與大腦的缺血面積存在顯著相關(guān)性（p＜0.0

10、5），表明大鼠在中風(fēng)之后的急性期內(nèi)，不對稱性值越大的老鼠，之后腦損傷的面積可能越大，神經(jīng)功能障礙可能越明顯。
　　 前面兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是基于神經(jīng)功能整合研究的第一種思路，研究了腦損傷后大腦不同區(qū)域間功能聯(lián)系的變化，接下來的第三個(gè)實(shí)驗(yàn)則根據(jù)第二種思路，借助壓力反射敏感度(BaroreflexSensitivity，BRS)方法，研究了自主神經(jīng)功能在中風(fēng)前后的變化，針對腦損傷后周圍神經(jīng)與中央神經(jīng)系統(tǒng)之間的失整合性進(jìn)行了一些探索性工作。研究

11、結(jié)果表明:
　　 (1)腦損傷會引起自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能紊亂，大鼠在實(shí)施心臟停博手術(shù)后BRS值降低，大鼠的自主神經(jīng)系統(tǒng)功能變得紊亂;
　　 (2)預(yù)缺氧組與對照組類似，壓力反射敏感度值在心臟停搏后也急劇變小，而后慢慢恢復(fù)。但是進(jìn)一步比較預(yù)缺氧組和對照組發(fā)現(xiàn)，心臟停搏后的恢復(fù)階段，預(yù)缺氧組壓力反射敏感度值比對照組大。該結(jié)果表明預(yù)缺氧保護(hù)手段并不能完全消除心臟停搏腦損傷對自主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能削弱的影響，但是相對對照組，預(yù)缺氧組的自

12、主神經(jīng)調(diào)節(jié)功能恢復(fù)得更好;
　　 (3)進(jìn)一步分析心臟停搏后數(shù)小時(shí)內(nèi)的壓力反射敏感度值與神經(jīng)功能障礙評分的皮爾森相關(guān)系數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)大鼠的自主神經(jīng)系統(tǒng)的強(qiáng)弱與腦損傷的程度有關(guān)，心臟停博后壓力反射敏感值越高的大鼠，腦損傷程度可能會越小，功能恢復(fù)也較好。
　　 綜上所述，本文主要基于腦損傷后的神經(jīng)功能變化，通過對電生理信號的研究，不僅提出了腦損傷之后各功能區(qū)域之間發(fā)生的變化，而且進(jìn)一步研究了不同恢復(fù)階段變化與腦損傷之后功能