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穿梭箱訓練對腦梗死恢複期大鼠 認知功能的影響
點擊次數:603 發布時間:2019-12-04

重複經顱磁刺激結合穿梭箱訓練對腦梗死恢複期大鼠 認知功能的影響

 

目的:比較重複經顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stilation,rTMS)單獨或與穿梭箱訓練結合對短暫性 大腦中動脈閉塞(transient middle cerebral artery occlusion,tMCAO)大鼠恢複期認知功能的影響。

方法:60隻雄性SD大鼠經tMCAO術後,根據神經功能評分分為5:rTMS刺激組(n=7)、訓練組(n=8)rTMS結合 訓練組(n=7)對照組(n=7)假手術組(n=6)於術後7天開始進行20Hz rTMS/或穿梭箱訓練,術後第17142128天進行改良神經功能缺陷程度評分(mNSS )術後第28天進行Morris水迷宮實驗。

結果:28天時rTMS結合訓練組(P<0.001)rTMS刺激組(P<0.05)mNSS評分均低於對照組。水迷宮實驗第

1 5天訓練組及對照組平均逃避潛伏期較假手術長(P<0.05)3rTMS結合訓練組的平均逃避潛伏期較rTMS 組及訓練組短CP<0.05)對照組穿越平台次數較假手術組少(P<0.05)rTMS結合訓練組穿越平台次數較rTMS 組、訓練組及對照組多(P<0.05)

結論:rTMS結合穿梭箱訓練可以改善腦梗死恢複期大鼠的認知功能,效果優於單一的rTMS刺激或訓練。

關鍵詞重複經顱磁刺激;短暫性大腦中動脈閉塞;恢複期;認知功能

 

我國每年新發的腦卒中病例超過240萬,其中 腦梗死患者占76%[|_2],腦梗死常導致運動功能和進 行性認知功能等障礙。研究表明[3],30%以上的腦卒 中患者在發病3個月內出現認知障礙,與無認知障 礙的患者相比,存在認知障礙的患者在其他受損功 能的恢複上也受到嚴重影響,但目前針對腦卒中後 認知功能障礙(post- stroke cognitive impairment, PSCI)的治療手段仍有限。重複經顱磁刺激(repeti-tive transcranial magnetic stimulation, rTMS)一■ 種非侵人性的神經刺激技術,其作用在刺激結束後 可維持1—2h已被逐漸用於PSCI的治療'目前 臨床上有rTMS聯合認知功能訓練改善腦卒中患者 認知功能的研究[5],但其作用機製尚不明確。本研 究假設,rTMS結合即刻認知功能訓練對認知功能 的改善具有易化作用,效果優於單獨的刺激或訓 練。為此,本研究比較了重複經顱磁刺激與認知功 能訓練單一治療或聯合治療對短暫性大腦中動脈閉 塞(transient middle cerebral artery occlusion, tM- CAO)大鼠恢複期認知功能的影響,為rTMS臨床應 用方案提供理論依據,為進一步研究機製打下基礎。

1材料與方法

1.1實驗材料

1.1.1實驗動物SPF級雄性SD大鼠60隻,體重 240—260g由廣東省中醫藥大學動物實驗中心提 供,許可證號:SCXK(粵)2013-0034,所有動物均飼 養於中山大學(生命科學學院中藥與海洋藥物實驗 室)SPF級實驗環境中,許可證號SYXK(粵)2014- 0020,采用已消毒顆粒型大鼠飼料喂養,飲用消毒滅 菌水,環境溫度控製在20—25°C

1.1.2主要儀器與試劑XR-XC105型水迷宮視頻 分析係統上海芭乐app在线观看信息科技有限公司),CCY-I型 磁場刺激儀武漢依瑞德醫療設備新技術有限公 司),XR-XC105型穿梭實驗視頻分析係統(Shuttle- box system) (上海欣 軟信息 科技有 限公司

3討論

作為近年來新興的非侵人性腦刺激技術,rTMS 已被廣泛應用於多種疾病的診斷和治療,如抑鬱症、 腦卒中、帕金森病等[|4-|6],臨床上也逐漸將rTMS

PSCI的治療手段之」17]。[卩等[18]的研究表明, rTMS能改善腦卒中患者的認知和記憶功能,且治 療效果持續2個月。另外,在基礎實驗研究方麵, Guo[4]SD大鼠的tMCAO模型進行10HzrT-MS 幹預 ,並用水迷宮實驗檢測認知功能 ,發現 rT-MS 組大鼠的認知功能較對照組有顯著改善。

目前關於rTMS幹預腦梗死後認知功能障礙的 動物實驗研究多數集中於腦梗死後急性期(24h後) 且幹預時間較短,一般不超過7 — 14天[10州。然而在 臨床上,將rTMS應用於急性期腦卒中患者通常是 不可行的。此外,一般認為受損大腦在急性期非常 容易受到過度激發[2021], Risedal[22]使用大腦中動 脈閉塞大鼠模型的研究表明,急性期(大腦中動脈閉 塞後24h)的訓練增加了組織損傷,延遲訓練(閉塞 後7天)能獲得更好的效果,說明腦卒中急性期應用 rTMS可能是不利的。芭乐app最新版下载黄既往研究表明,腦梗死 後恢複期28—56天的大鼠始終存在認知功能障 礙[23]。本研究對tMCAO術後7天的大鼠進行較長 時間的rTMS幹預,並觀察對恢複期認知功能障礙 的影響,為本研究的一個創新點,為臨床上腦梗死恢 複期患者認知障礙的rTMS治療提供了實驗依據。

在臨床的實際應用中有時會將rTMS與傳統的 常規治療相結合。有研究表明rTMS刺激18名健康 受試者的M1S1可以加強對側手臂運動任務的訓 練效果,增強感覺運動能力的學習,表明rTMS可以 改變皮層興奮性,從而有可能增強後續的訓練和學 習效果[24]。劉遠文等[25]對腦卒中患者試驗組左側前 額葉背外側區DLPFC)予以10Hz rTMS刺激及認 知功能訓練,對照組僅給予認知功能訓練,結果表明 高頻rTMS聯合認知功能訓練可以改善腦卒中患者 的執行功能障礙,且療效優於單一的認知功能訓 練。目前尚未有rTMS結合其他訓練幹預腦梗死後 認知功能障礙的動物實驗研究。本研究將缺血 90min後再灌注的大鼠tMCAO模型作為幹預對象 進行rTMS及訓練處理,為本實驗的另一創新點,也 為深人研究機製打下基礎。

穿梭箱訓練是一種雙向主動回避(two-way ac-tive avoidance, TWAA) 訓練,通常用 於檢測 動物的 學習記記憶能力及執行決策能力。動物在剛開始接 觸電刺激時明顯處於應激狀態,Stark[26]研究發

 

現,動物在應激狀態下受到的壓力本身並不能決定 其規避策略的形成。有研究表明,對海馬(尤其是海 馬腹側)活動的短暫抑製會幹擾主動回避的學習[27], 海馬區主要是處理學習、記憶等與認知功能有關任 務的區域,表明TWAA訓練可能與認知功能存在密 切關係。動物在受到非條件刺激時逃向安全區,同 時學習與條件刺激的關聯,並逐漸形成主動條件反 射,是一個不斷強化學習記憶的過程。本研究中將 穿梭箱訓練作為認知功能訓練,也是本研究創新點 之1'。

研究提示,腦的狀態依賴性(brain state depen-dent) 是決定 rTMS 誘導腦可塑性改變的一個關鍵因 素[28-29]Jung[3]發現,興奮性或抑製性磁刺激後 即刻進行訓練,均可強化運動學習,符合非穩態可塑 性理論(non-homeostatic plasticity)。本研究表明, rTMS後即刻進行穿梭箱認知訓練對認知功能改善 效果較單獨rTMS治療及單獨認知訓練好,與臨床 研究結果一致[25]

20Hz的高頻rTMS作用於患側大腦半球,可引 起長時程增強的作用,產生提高皮層興奮性的後效, 這一機製可能與雙向突觸可塑性的bienenstock- cooper-munroBCM)理論有關,該理論的一個基本

原理是突觸的近期活動情況影響其當前的反應水 平[31]。本實驗中高頻rTMS可能是通過改變突觸可 塑性,提高皮層興奮性,加強後續認知功能訓練的效 果。有研究發現,TMS可以促進更廣泛的樹突和軸 突分枝,上調軸突出芽標誌物GAP-43的表達[32]。同 時TMS磁刺激區域附近的白質完整性較刺激前有 提高[33_34],有研究表明,白質損傷在腦血管病致認知 功能損害中起重要作用[35],打皿8可能促進神經網絡 結構的修複。

本實驗初步驗證了rTMS結合穿梭箱訓練對腦 梗死恢複期大鼠認知功能改善效果較單獨rTMS治 療及單獨訓練好,但未能在多個時間點動態觀察大 鼠認知功能改善的情況,尚未能深人探討相關機 製。本研究提示臨床上對於腦梗死後認知障礙的患 者,可在rTMS刺激後立即對患者進行認知功能訓 練,對於患者的康複可能更加有效。芭乐app在线安装下一步擬 對rTMS與其他訓練相結合對腦梗死恢複期認知功 能影響的機製進行深人探討。

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