脊髓損傷后的脊髓神經傳導范文

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【摘要】目的：研究利用插入式微電極對家兔脊髓電生理信號進行長時間穩定記錄、采集的技術方法，初步分析描述電信號的特征。方法：以家兔作為實驗對象，在其脊髓內插入多電極，利用神經信號處理系統采集記錄中樞神經電信號，利用相關軟件初步分析所記錄的神經電信號。結果：可長時間采集記錄到脊髓內復合型中樞神經電信號。結論：插入式電極在家兔脊髓能穩定記錄到中樞神經電信號，為植入式微電極陣列在中樞系統特別是脊髓內的長期植入記錄建立一定的實驗基礎。

【關鍵詞】電極脊髓電信號脊髓損傷家兔

脊髓損傷(spinalcordinjury,SCI)是一種嚴重的神經系統損傷,對受害者是災難性的事故。據文獻報道，我國每年大約有5萬例患者因各種原因引起的脊髓損傷而致殘。脊髓損傷因損壞了脊髓神經傳導束，損傷平面以下仍存活的脊髓神經細胞失去了大腦的神經支配，不能進行隨意性的活動。脊髓損傷后隨意運動功能的恢復，很大程度上取決于脊髓神經傳導束的軸索再生，及其與脊髓前角運動神經元直接或間接的結構與功能聯系的重建。

脊髓損傷后的脊髓神經傳導束軸突再生與功能重建是世界性的醫學難題。臨床對脊髓損傷的治療，在減輕繼發性損傷、減少并發癥的基礎上，采用移植修復、分子干預、免疫治療、轉基因治療及組織工程修復等方法促進脊髓再生與修復。目前，這些治療方法存在諸多局限性，效果也不理想。在重建脊髓與大腦的神經通路方面，尤其是皮質脊髓束的功能重建，雖然實驗研究取得了令人鼓舞的結果，然而尚沒有臨床成功應用的報道。隨著微電極技術的發展，腦-機接口技術（brain-machineinterface,BMI）的研究報道也日益增多，這項技術通過實時采集大腦皮層各區神經元相應運動時的電生理信號，經分析解碼實時控制機器臂等外接功能裝置實現部分機體功能的重建；在脊髓損傷處植入微電極芯片，采集分析大腦皮層發出的運動控制信號，整合處理后輸出到下行通路從而實現機體功能的重建是目前研究的熱點方向。本研究在以往成功采集大鼠大腦皮層和脊髓電生理信號的基礎上探索家兔脊髓電生理信號的采集記錄方法，分析描述電信號的特征，從而為植入式微電極陣列的采集記錄方法建立一定的實驗基礎，為將來進一步研究脊髓損傷修復與功能重建提供有價值的神經電生理基礎資料。

1材料和方法

1.1主要儀器128道神經信號處理系統（cerebus-system，美國），立體定位儀（江灣I型，上海）,多電極（自制），參比電極、接地電極、連接線等。

1.2動物手術及實驗方法2000~2500g家兔（南通大學實驗動物中心提供），雌雄不拘。動物經靜脈用烏拉坦（1g/kg）麻醉后固定于立體定位儀，取背正中切口，切除T7~T8處椎板，注意勿傷及硬脊膜，暴露脊髓約1cm長，用顯微鑷挑開硬脊膜，暴露脊髓。正中偏右斜向（75°）插入多電極（插入深度為1.0~1.5mm）。放好參比電極及接地電極后進行記錄。

1.3計算機信號處理采用cerbussystem長時間記錄電信號。進行有效閾值調節，獲取去干擾電信號，進行組合波的純化分離，頻率、幅度、波長等分析處理。

2結果

2.1家兔脊髓T7~T8處放電信號多電極觀察將多電極（含10根微電極）小心地插入脊髓，電信號經cerebussystem采集記錄（采樣頻率30kHz/s，前置放大器放大倍數5000，高通濾波250Hz，低通濾波7.5kHz，有效閾電位選擇為-120μV）。觀察記錄窗口的掃描波形，適當調整記錄電極的深度，直至記錄窗口出現大于閾電位的放電波形，利用記錄系統軟件提供的色標,以不同顏色區分不同記錄波形,將記錄窗口不同的疊加波形分別顯示于各子窗口。實時觀察信噪比（signalnoiseratio，SNR）的大小，當穩定的SNR值＞2.5時記錄采集放電信號。可記錄到9道（有一道無有效信號）放電信號波形，經cerebus系統軟件分別將9道信號加以分離顯示，可見多種獨立的雙向放電波形。其幅值為250±25μV，波長為1.1±0.1ms。