大鼠失神癲癇發作時大腦與視丘神經網路之動態分析(I)

Abstract

本實驗室在Long Evans 大鼠的長期腦電波記錄中經常觀察到一種自發性的高電 位節率性棘波(high-voltage rhythmic spike, HVRS)，有關於HVRS 活性的功能目前至少有 4 種假說：失神癲癇(absence seizure)、發呆式mu rhythm (idling/mu rhythm)、alpha 震顫 (alpha tremor)與專心式mu rhythm (attention/mu rhythm)。從最近本實驗室所獲得的神經 電生理實驗與藥理測試結果顯示，發現這種HVRS 波與近親交配下WAG/Rij 與GAERS 大鼠(自發性失神癲癇大鼠)所得到結果非常相近，而且也與人類失神癲癇類似。但是目 前的證據仍無法完全排除HVRS 是發呆式mu rhythm 的可能性，因此更進一步去確認 HVRS 的功能是絕對必須的。而閃光刺激將誘發且加強mu rhythm，而體感覺運動刺激 則會抑制mu rhythm，因此藉這些實驗將可以幫助釐清HVRS 的功能。另外，HVRS 活 性主要與大腦-視丘神經網路的節率性活化有關，但是有關於HVRS 或棘徐波(spike and wave)的產生與結束機轉目前仍有許多爭論，最近有證據指出HVRS 可能起源於大腦皮 層管理鬍鬚區域的體感覺皮層。目前已知利用同時間記錄與分析大腦-視丘多個腦核神 經細胞活性將有助於瞭解HVRS 或棘徐波的開始與結束，然而針對同時間記錄與分析管 理鬍鬚相關大腦-視丘腦核之神經活性目前仍尚未被進行。 為確認Long Evans 大鼠HVRS 與失神癲癇的關係，第一年將以藥物測試方式【抗 癲癇藥物(ethosuximide、sodium valproate、diazepam 與carbamezepine)與引起癲癇藥物 (pentylenetetrazol)】與比較閃光刺激所引起的電生理反應來做進一步驗證，以確立失神 癲癇動物研究模型；第二年將利用同時間記錄與分析管理鬍鬚相關的barrel cortex、視 丘腹後中核(ventroposteriomedial nucleus)與網狀核的數十個神經細胞活性，比較這些重 要腦核神經細胞活性在HVRS 產生與結束過程中的改變，因而瞭解HVRS 的機轉。藉 由本實驗動物模型之建立，可以作為臨床藥物測試與治療評估之平台，並且有助於進一 步瞭解大腦-視丘神經網路之操作方式。