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体育游戏app平台在惨白球 DBS 之前、期间和之后-开云(中国)Kaiyun·官方网站 - 登录入口
发布日期:2026-04-30 03:15 点击次数:196

一、序文 体育游戏app平台
慢性脉冲刺激皮层下结构,也被称为深部脑刺激(DBS),已成为调理几种药物难治性瓦解阻止的高效手术疗法,亦然稠密其他脑部疾病的有远景的替代调理方法。耕作一个机制基础,以了解如何调换神经元举止从而对症状产生缓解作用,这对于翻新现存 DBS 调理的手术靶点以及设备新的靶点至关伏击。刺激脉冲串的抓续时期、幅度、位置、频率和法例性王人已被细目为伏击参数,这些参数在静息气象下既能使 DBS 靶点过甚卑劣的神经元放电举止与刺激同步,又能在临床查验中产生调理后果。在行动经由中,DBS 对神经元放电模式的调换进程,以及 DBS 的调理后果是源于对神经元举止的扼制、激活如故对神经元举止模式的篡改,这些问题仍未得到科罚。
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惨白球切开术和惨白球 DBS 调理的临床驱散相似,这激发了一个初步假定,即 DBS 在刺激部位酿成了信息传递的虚构损害。东说念主们以为这种虚构损害是通过调换被刺激核团过甚传出靶点的神经元放电速率和模式产生的,叠加了一种险些莫得放电速率变化的举止模式,这种模式传递很少或不传递信息,也等于信息损害。往日的电生理学和策画谋划提供了转折字据扶植信息损害假说,但这些谋划仅限于对 “静息气象” 下神经元举止的分析和建模。
伸开剩余94%在这项谋划中,谋划东说念主员在两只患有帕金森症或潜在肌张力阻止的非东说念主灵长类动物中,引入被迫要津举止四肢一种可相通的信息信号,通过基底神经节和瓦解丘脑传递。这两只动物在罗致 135Hz 频率的惨白球 DBS 调理时,肌肉僵硬症状得到了改善,但在 35Hz 频率时莫得后果。谋划东说念主员在罗致不同频率刺激的惨白球区域过甚单突触靶点之一,在被迫要津瓦解的布景下,DBS 是否像在静息气象下所报说念的那样调换神经元放电模式?
图1. 用于谋划惨白球深部脑刺激(GP-DBS)对通过惨白球传出通路的要津瓦解学编码影响的现实想象。A:在惨白球和丘脑区域进行微电极纪录,这些区域的神经元放电举止对被迫要津瓦解有反馈。B:在三种DBS成就下,现实东说念主员盲法评估两只山公肌肉僵硬进程的评分驱散。C和D:术前MRI与电极植入后CT的配准图像,流露山公R(C)和山公K(D)的DBS电极位置。E和F:通过立体定向导航软件获取的纪录细胞定位信息,并叠加在山公R(上)和山公K(下)的相应图谱板上,分别展示惨白球(E)和丘脑(F)的情况。G:应用商量要津瓦解位置、速率和加快度的广义线性模子(GLM),以细目要津瓦解学(第一瞥)与放电举止(第二行:放电光栅图,第三行:相应的放电频鲠直方图)之间的干系性。临了一瞥展示GLM对放电频率的预测驱散。
二、材料和方法
01. 动物
本谋划使用了两只成年恒河猴(猕猴属;山公 R:雌性,4.9 千克,9 岁;山公 K:雄性,11.0 千克,12 岁)。所有的手术设施和行动现实有策划王人得到了明尼苏达大学机构动物照料和使用委员会的批准,并顺应好意思国各人卫生奇迹对于现实室动物东说念主说念照料和使用的战略。动物单独饲养,环境丰富,摆脱饮水,并提供包括簇新生果和蔬菜在内的多种食品选择。谋划东说念主员尽一切奋勉提供细致的照料并减轻无谓要的不适,包括在手术前后给以镇痛药。山公 K 仍参与一项对于惨白球 DBS 生理机制的大型谋划。山公 R 用戊巴比妥钠深度麻醉,并用含有 4% 多聚甲醛的固定液着重,这顺应好意思国兽医协会安乐死小组的提议。
02. 手术设施
山公 R 通过单侧颈动脉打针(0.4 - 0.6 毫克 / 千克),随后在 5 天内全身打针(0.3 毫克 / 千克)1 - 甲基 - 4 - 苯基 - 1,2,3,6 - 四氢吡啶(MPTP),从而诱发中度帕金森症。山公 K 罗致局部单侧壳核输注 3 - 硝基丙酸(3 - NP,一种已知能诱发肌张力阻止瓦解症状的化合物)。纹状体输注除了导致其对侧肢体抓续的肌肉僵硬升高外,一般莫得产生明白症状。在异氟烷麻醉下进行无菌手术,给动物安装定向于冠状面的现实安装。使用微电极(在 1kHz 时阻抗为 0.5 - 1MΩ)纪录来绘图惨白球内的嗅觉瓦解区域。然后植入缩小版的东说念主类 DBS 电极(直径 0.75 毫米,构兵高度 0.5 毫米,构兵点间距 0.5 毫米;山公 R 有 4 个构兵点,山公 K 有 8 个构兵点),使较低的构兵点位于对被迫要津瓦解有反馈的惨白球区域。通过将植入后的 CT 图像与术前 MRI 进行配准,细目 DBS 电极构兵点的位置。
03. 刺激参数
在两只动物中,谋划东说念主员发现使用位于惨白球外侧(GPe)和内侧(GPi)鸿沟的电极构兵点进行单极刺激,对缓解肌肉僵硬有调理后果。如先前所述,谋划东说念主员细目了山公 R 中能贬低肌肉僵硬的 DBS 成就。使肌肉僵硬贬低幅度最大的单极刺激成就被称为 “调感性” 成就,并在谋划的其余部分使用(-1V,135Hz,90 微秒脉冲宽度,构兵点 0)。在山公 R 中,这种 DBS 成就还减轻了瓦解平定症状。山公 K 的调感性 DBS 成就包括使用单极刺激,其幅度为诱发对侧肌肉收缩所需强度的 75%(-0.3mA,135Hz,90 微秒脉冲宽度,构兵点 0)。由于山公 K 进展出的轻度僵硬并非由明白的主动肌 / 拮抗肌共同收缩引起,别称对刺激有策划不知情的现实东说念主员对 3 - NP 输注对侧的肘要津进行被迫举止,并根据矫正的 UPDRS 量表(0 - 3 分)对僵硬进程进行评分(无 DBS 时为 0.88/3,高频 DBS 时为 0.62/3,p<0.01,曼 - 惠特尼 U 考试)。对两只动物的亚调感性 DBS 通过相易的构兵点和脉冲宽度进行,但在山公 R 中使用非调感性强度,在山公 K 中使用非调感性频率(35Hz)。
04. 电生理学和瓦解捕捉纪录
谋划东说念主员使用放电速率、模式、对被迫操作的反馈以及立体定向导航软件中的 CT - MRI 定位,来识别惨白球和丘脑的瓦解干系区域。为了永别 VLo 和瓦解丘脑的小脑罗致区域(丘脑腹外侧核后口部,VPLo),谋划东说念主员使用 10 至 60 微安的电流强度进行微刺激。若是在微刺激强度≤30 微安时能抓续诱发瓦解的区域纪录到神经元,则以为这些神经元属于 VPLo。谋划东说念主员测试了有放电举止的微电极位置对被迫操作对侧肩部、肘部、腕部、髋部、膝部和踝部的反馈。当碰到对瓦解学有反馈的放电举止时,在惨白球 DBS 之前、期间和之后,对干系要津进行 30 次举止。为确保纪录的是嗅觉瓦解区域,同期幸免与 DBS 电极碰撞,精准地将微电极靶向惨白球是必要的。只消有可能,谋划东说念主员会用调感性和亚调感性 DBS 成就测试纪录的单元放电举止的反馈。使用瓦解捕捉系统纪录要津瓦解,并与电生理学纪录同步,以便进行瓦解触发分析。
05. 伪影减法算法
谋划东说念主员使用一种近似于先前形容的自界说模板减法算法,从放电纪录数据中去除电刺激伪影。这个经由将被刺激伪影秘密的纪录时期镌汰为一个很短的空缺期(平均约 0.5 毫秒)。为难得数据产生偏差,谋划东说念主员在 DBS 之前和之后的纪录时段中,使用相易刺激脉冲频率的 “虚构刺激” 时期戳引入近似的空缺区域。然后在 Offline Sorter 中对模板减去伪影后的纪录进行分析,以分类和识别放电举止。
06. 刺激后时期直方图(PSTH)和事件干系时期直方图(PETH)分析
放电举止、刺激脉冲、虚构刺激脉冲和瓦解时段的时期戳被导入 NeuroExplorer 软件。然青年景刺激后时期直方图(PSTH,0.1 毫秒 bins),以量化放电举止与骨子(或虚构)刺激的同步进程。相同,构建事件干系时期直方图(PETH,50 毫秒 bins)来评估纪录的放电举止与被迫要津举止之间的关系。只消对一个或多个要津的被迫操作有反馈的细胞才被纳入分析;放电速率和 PSTH 仅在进行被迫操作的纪录时段内策画。对每个纪录细胞在 DBS 之前、期间和之后策画的放电速率进行比较(曼 - 惠特尼 U 考试,p<0.01,1 秒 bins),并对总体平均放电速率进行比较(曼 - 惠特尼 U 考试,p<0.01)。使用 PSTH 的蕴蓄和时期(0.5 毫秒 bins,99% 置信区间)来量化 DBS 对放电模式的调制,与目视查验比较,这种方法对放电模式变化的猜度更为保守。每个 PSTH 的第一毫秒被扼杀在分析以外,以幸免与刺激减法算法的空缺期干系的假阳性。这种时期只将在 PSTH 中进展出时期锁定调制的细胞视为具有统计学意旨。若是一个细胞被欣喜或扼制,但对刺激没偶然期锁定调制(即 PSTH 平坦,与 DBS 之前的平均值不同),蕴蓄和以为该细胞的放电模式莫得显赫篡改。通过对每个纪录细胞在每个 PSTH bin 中 DBS 期间和 DBS 之前放电速率的总体互异进行平均,策画放电模式的总体变化。
07. 广义线性模子
谋划东说念主员构建了一个点经由模子,以量化瓦解学对每个神经元放电概率的孝敬。在 Matlab 中应用广义线性模子(GLM)拟合函数,Δt = 1 毫秒,协变量为追踪肢体瓦解平面内的位置、速率和加快度。若是模子的相应参数 p<0.05,则以为神经元对瓦解的某个方面(位置、速率或加快度)有反馈。对 DBS 之前和期间获取的数据进行模子拟合,以评估由于惨白球刺激导致的放电举止的瓦解学调谐变化。纪录的细胞根据它们对瓦解的反馈方面(仅对位置、速率、加快度或三者的组合)进行分组,这由 GLM 细目。在每个组内,统计在 DBS 之前和期间对瓦解保抓相易反馈性的细胞数目。
三、驱散
对于两个核团,谋划东说念主员比较了两只动物在 DBS 之前的放电速率(惨白球 p = 0.32,VLo p = 0.73)以及 DBS 期间放电速率的变化(惨白球 p = 0.35,VLo p = 0.73),使用曼 - 惠特尼考试,在 p<0.01 的水平上莫得发现显赫互异。因此,来自两只灵长类动物的纪录细胞被同一在全部进行进一步分析。
01. 对被迫操作的反馈
GLM 在 DBS 关闭气象下,识别出惨白球中有 16 个细胞和 VLo 中有 55 个细胞对要津瓦解的位置、速率和 / 或加快度有反馈。在惨白球中,11/16 的细胞编码要津位置,14/16 的细胞编码速率,7/16 的细胞编码加快度,大盛大(12/16)细胞编码要津瓦解的多个方面。相同,在 VLo 纪录的细胞中,37/55 的细胞编码位置,46/55 的细胞编码速率,13/55 的细胞编码加快度,33/55 的细胞编码瓦解的多个方面。与惨白球中 20% 的细胞对瓦解的单一方面(即位置、速率或加快度)有反馈不同,VLo 中 40%(22/55 个细胞)的细胞对瓦解的一个瓦解学方面进行调谐。
表 1. 在 DBS 期间保留全部/任何对要津瓦解调换的神经元。
02. 惨白球对惨白球 DBS 的反馈
在被迫要津瓦解期间,谋划东说念主员在惨白球中进行调感性(n = 16 个细胞)和亚调感性(n = 10 个细胞)惨白球 DBS 之前、期间和之后进行微电极纪录。所有细胞的平均放电速率在调感性 DBS 期间下落(从 46.6±7.9Hz 降至 34.5±8.1Hz),但变化莫得统计学意旨(p = 0.26,曼 - 惠特尼 U 考试),在亚调感性刺激期间保抓不变(42.7±7.4Hz 至 41.7±7.4Hz,p = 0.79)。调感性 DBS 导致总体平均放电速率下落,这归因于 63% 的纪录细胞受到显赫扼制,另外 6% 的细胞进展出欣喜,31% 的细胞放电速率莫得显赫篡改。调感性 DBS 还引起了群体规模内的放电模式变化,包括一个早期扼制期(0.5 - 3 毫秒),随后是一个欣喜期(3 - 4 毫秒)和第二个扼制期(4 - 6.5 毫秒)。这种三相刺激同步放电模式在 6/16 的细胞中不雅察到,另外 5/16 的细胞在刺激后进展出单一的扼制期(0.5 - 3 毫秒)。亚调感性 DBS 在较小比例的纪录群体(30%)中篡改了放电模式,每个细胞的放电模式变化在形式上与调感性 DBS 相似。
图2. 要津瓦解期间惨白球对惨白球深部脑刺激(GP-DBS)的细胞反馈。
A:两个惨白球细胞在DBS前、DBS期间(灰色条)和DBS后的放电频率示例。用于分析的要津举止时期段用白色条示意。
B:调感性和亚调感性DBS期间群体平均放电频率的变化。罪恶条示意±1方法误(调感性DBS组n = 16,亚调感性DBS组n = 10 )。
C:调感性DBS期间放电频率有统计学显赫变化的纪录细胞比例。
D:与A部分所示的示例惨白球神经元相对应的刺激后时期直方图(PSTH),DBS前(浅灰色)、DBS期间(玄色)和DBS后(深灰色)。
E:调感性(深灰色)和亚调感性(浅灰色 - 虚线)DBS期间群体平均放电模式的变化。填充区域示意±1方法误。
F:调感性DBS期间PSTH有统计学显赫变化的纪录细胞比例。
03. 丘脑对惨白球 DBS 的反馈
相同在被迫要津瓦解期间,谋划东说念主员在瓦解丘脑的惨白球罗致区域(VLo)进行调感性(n = 55)和亚调感性(n = 40)惨白球 DBS 之前、期间和之后进行微电极纪录。群体的平均放电速率在调感性(从 17.8±1.8Hz 到 14.4±1.5Hz,p = 0.25)或亚调感性 DBS(从 19.1±2Hz 到 17.3±1.9Hz,p = 0.39)期间莫得变化。然则,尽头一部分细胞的放电速率有显赫变化,包括扼制(34.5%,19/55 个细胞)和欣喜(16%,9/55 个细胞),在群体总体放电速率方面互相均衡。谋划东说念主员发现惨白球 DBS 调换了 VLo 神经元的放电模式,群体平均放电模式包括一个运转扼制期(0.5 - 3 毫秒)。根据 PSTH 分析,35%(19/55)的细胞与调感性 DBS 同步。在亚调感性 DBS 期间,12.5%(5/40)的细胞流透露显赫篡改的 PSTH 放电模式,其变化在形式上与调感性刺激期间不雅察到的相似。
图3. 要津瓦解期间丘脑腹外侧核口部(VLo)对惨白球深部脑刺激(GP-DBS)的细胞反馈。
A:两个VLo细胞在DBS前、DBS期间(灰色条)和DBS后的放电频率示例。用于分析的要津举止时期段用白色条示意。
B:调感性和亚调感性DBS期间群体平均放电频率的变化。罪恶条示意±1方法误(调感性DBS组n = 55,亚调感性DBS组n = 40)。
C:调感性DBS期间放电频率有统计学显赫变化的纪录细胞比例。
D:与A部分所示的示例VLo神经元相对应的刺激后时期直方图(PSTH),DBS前(浅灰色)、DBS期间(玄色)和DBS后(深灰色)。
E:调感性(深灰色)和亚调感性(浅灰色 - 虚线)DBS期间群体平均放电模式的变化。填充区域示意±1方法误。
F:调感性DBS期间PSTH有统计学显赫变化的纪录细胞比例。
04. 惨白球 DBS 对惨白球要津瓦解学反馈的影响
对刺激前、刺激期间和刺激后的事件干系时期直方图的比较,揭示了调谐的多种变化,包括调谐变宽、调谐丧失以及在惨白球中布景举止贬低的情况下保抓调谐。对纪录数据的广义线性模子分析标明,大盛大惨白球细胞(75%,12/16)在调感性 DBS 期间对要津瓦解学的至少一个方面失去反馈性。这种调谐丧失的情况,无论细胞是对位置、速率、加快度如故这三个方面的组合进行调谐王人会发生。然则,在亚调感性 DBS 期间,大盛大惨白球细胞(70%,7/10)保抓了它们在 DBS 之前对瓦解的调谐。谋划东说念主员发现,在调感性 DBS 期间,对被迫要津瓦解进展出统统(5/6)或部分(5/6)反馈丧失的惨白球细胞中,85%(10/12)的细胞在 PSTH 中也进展出显赫调制。同期,在调感性 DBS 期间保抓对被迫要津瓦解调谐的细胞中,75%(3/4)的细胞在调感性 DBS 期间 PSTH 仍有显赫变化。
图4. 惨白球深部脑刺激(GP-DBS)对惨白球动作电位举止瓦解学调谐的影响。
A:调感性DBS期间对要津瓦解的调制反馈的两个示例(顶部:要津瓦解的动作捕捉数据;中间:每个瓦解周期起先时触发的相应光栅图;底部:刺激事件干系时期直方图,流露DBS前、DBS期间和DBS后的反馈)。
B:对调感性DBS期间保管和未保管要津瓦解调谐的细胞进行的群体分析。外层饼图流露在DBS关闭条款下,纪录的细胞群体中对要津瓦解各方面(即位置、速率、加快度或其组合)进行调谐的比例。内层饼图流露每组中在DBS期间保管调谐(白色)或在调感性DBS期间失去部分调谐(暗影)的细胞比例。
C:(左)在调感性DBS期间部分或统统失去调谐的纪录细胞群体中,陪同的刺激后时期直方图(PSTH)也发生调制(灰色暗影)或未篡改(白色暗影)的比例;(右)在调感性DBS期间保管调谐且其PSTH被调感性DBS调制(灰色)或未篡改(白色)的细胞比例。
图5. 惨白球在亚调感性和调感性DBS期间对要津瓦解的神经元编码。
图中展示了一个细胞在亚调感性DBS(左)和调感性DBS(右)前、期间和之后对肩部屈伸的反馈示例(顶部:要津瓦解的动作捕捉数据;中间:每个瓦解周期起先时触发的相应光栅图;底部:刺激事件干系时期直方图,流露DBS前、期间和之后的反馈)。
05. 惨白球 DBS 对瓦解丘脑要津瓦解学反馈的影响
DBS 也篡改了 VLo 丘脑中对要津瓦解学的反馈,尽管进程比在惨白球中发现的要小。在 VLo 中,38%(21/55)的细胞在调感性惨白球 DBS 期间对至少一个瓦解学方面进展出调谐丧失。在这些细胞中,只消 39%(8/21 个细胞)在调感性 DBS 期间其 PSTH 同期出现同步。在调感性 DBS 期间保抓瓦解学调谐的细胞中,32%(11/34 个细胞)被发现其 PSTH 有显赫篡改。与在惨白球中的纪录相背,在调感性(38%,21/55)和亚调感性刺激(40%,16/40)期间,对至少一个瓦解方面失去调谐的细胞比例尽头。
图6. 惨白球深部脑刺激(GP-DBS)对丘脑腹外侧核口部(VLo)动作电位举止瓦解学调谐的影响。
A:调感性DBS期间对要津瓦解反馈的两个示例。
B:对调感性DBS期间保管和未保管要津瓦解调谐的细胞进行的群体分析。
C:(左)在调感性DBS期间部分或统统失去调谐的纪录细胞群体中,其刺激后时期直方图(PSTH)也发生调制(灰色暗影)或未篡改(白色暗影)的比例;(右)在调感性DBS期间保管调谐且其PSTH被调感性DBS调制(灰色)或未篡改(白色)的细胞比例。
四、商讨
本谋划平直考据了 DBS 的信息损害假说,量化了惨白球 DBS(GP-DBS)对通过惨白球传出通路的放电频率、放电模式以及对被迫要津瓦解的调谐作用的影响。谋划东说念主员从两只罗致 GP-DBS 后肌肉僵硬症状得到改善的非东说念主灵长类动物的惨白球和丘脑嗅觉瓦解区域汇集了动作电位纪录。动作电位纪录和要津瓦解的耦合数据扶植了这么一种假定,即划定化的放电模式会酿成部分信息损害,因为在调感性 DBS 期间,尽管惨白球传出通路的动作电位举止进展出更划定的模式,但仍编码了要津瓦解的某些方面。
01. DBS 调换受刺激靶点过甚卑劣的放电频率和模式
在要津举止经由中,调感性 GP-DBS 作用下惨白球细胞放电频率发生调换的比例(10/16 被扼制、1/16 被欣喜、5/16 无变化),与先前在东说念主类和非东说念主灵长类动物静息气象下的电生理学谋划驱散一致 。先前的静息气象谋划报说念,GP-DBS 对惨白球总体放电频率的影响规模很广,从无影响到有相似进程的下落(18.7% ),再到静息气象下更强的扼制(60% )。然则,这些驱散应鸠合现实准备经由中的一些互异来评释,包括刺激电极的尺寸、活性电极在 GP 内的位置、刺激幅度以及纪录微电极与受刺激 DBS 触点的接近进程。
谋划东说念主员还不雅察到,在 GP-DBS 期间,VLo 细胞被扼制(27/55,34.5%)和被欣喜(9/55,16%)的比例,与先前在静息气象下不雅察到的驱散尽头(18 谋划东说念主员还不雅察到,在 GP-DBS 期间,VLo 细胞被扼制(27/55,34.5%)和被欣喜(9/55,16%)的比例,与先前在静息气象下不雅察到的驱散尽头(18 然则,GP-DBS 期间 VLo 丘脑的总体放电频率并莫得像先前谋划那样大幅下落。这一发现可动力于先前的一项不雅察驱散,即在瓦解任务期间,GP-DBS 对瓦解丘脑放电频率的扼制作用不如静息气象下明白。此外,若是 GP 内的调换空间体积对体细胞举止的扼制作用大于对沿惨白球传出通路的 GPi 传出举止的驱动作用,那么只会在 VLo 中产生轻度扼制。
与先前的谋划驱散一致,谋划东说念主员不雅察到,在 GP-DBS 期间,大盛大在嗅觉瓦解惨白球纪录到的神经元(11/16 个细胞)举止模式变得愈加划定。放电模式与刺激时期锁定,大盛大纪录群体的刺激拆开动作电位举止包括一个早期扼制期,在某些情况下,随后是一个中期欣喜期和一个晚期扼制期。与在惨白球中不雅察到的激烈法例性比较,在 GP-DBS 期间,VLo 中较小部分的神经元(19/36 个细胞)进展出放电模式的篡改。因此,VLo 丘脑中放电模式的调换强化了这么一种不雅点,即 GP-DBS 在通盘瓦解丘脑和瓦解皮层产生汇注层面的效应。
02. GP-DBS 在惨白球和丘脑中取悦部分信息损害
DBS 被以为是用一种划定化的高频举止模式替代受刺激核团的输出,这种模式缺少有利旨的生理内容。这么的 “信息损害” 被以为不错评释手术损害和 DBS 手术在临床驱散上的相似性。根据这一假定,DBS 产生的高频刺激拆开举止模式,可能会被内在的突触特点进行低通滤波,从而鄙人游核团中强加一种与刺激时期锁定的更划定的举止模式,干涉通过受刺激通路的信息传递。天然策画建模谋划和静息气象举止的电生理学分析已被用于谋划这一表面,但本谋划初次提供了在嗅觉瓦解输入布景下探究 DBS 信息损害假说的实考据据。
若是 DBS 酿成了统统的信息损害,东说念主们会预期神经元的放电频率与该神经元编码的瓦解方面之间的干系性会统统丧失。同期,假定 DBS 驱动从受刺激脑区投射的轴突,那么东说念主们可能会预期刺激卑劣的核团中的信息会受到扼制。在本谋划中,被迫要津举止被四肢一种可相通的生理信号引入,已知该信号在基底神经节 - 丘脑回路中传递和处理。先前的谋划标明,瓦解皮层中存在的功能拓扑结构在通盘基底神经节和丘脑瓦解区王人得以保留,在这些区域,细胞对肉体对侧的被迫要津瓦解作念出反馈。基底神经节 - 丘脑回路中神经元对被迫要津举止的反馈,不仅代表了一种不错用于评估 DBS 对信息传递影响的生理干系信号,何况亦然一种在帕金森病和肌张力阻止等瓦解阻止中已知会发生篡改的神经元编码方面。
建模谋划标明,GP-DBS 对惨白球内的胞体、传出和传入轴突的动作电位举止有不同影响。在这个模子中,传出轴突的激活会与天然发生的动作电位产生逆向碰撞,而惨白球内传入轴突和胞体的激活会导致体细胞举止的时期锁定篡改。在这两种情况下,由于 GP-DBS,通过受刺激区域的信息可能会丢失或处理不当。与 DBS 在受刺激区域产生信息损害的假定一致,谋划东说念主员发现,在 GP-DBS 期间,大盛大惨白球细胞无法像 GP-DBS 之前那样精准地编码与瓦解干系的信息。然则,令东说念主诧异的是,在 GP-DBS 期间,16 个惨白球细胞中有 6 个仍然概况准确地编码被迫要津瓦解的某些方面,另外 16 个惨白球细胞中有 4 个统统保留了它们的瓦解编码才调。鉴于本谋划中谋划的细胞数目相对较少,在得出一般性论断时必须严慎,但驱散似乎标明,DBS 产生的信息损害可能并不统统,在调感性刺激期间,受刺激靶点中的细胞仍然编码与行动干系的信息。
同期,传出纤维的强直性激活会向卑劣核团取悦非生感性的高频、划定的 GABA 能输入,可能会干涉 VLo 中的信息处理和传递,从而将信息损害 “扩散” 到刺激部位远端的区域。然则,与惨白球比较,在 GP-DBS 期间,VLo 中概况保留其原始调谐的细胞数目是惨白球的两倍多(瓦解丘脑中为 60%,而惨白球中为 25%),这标明在 GP 中不雅察到的部分调谐丧失并莫得按比例传递到 VLo 丘脑。天然 GP-DBS 有可能松开了惨白球在丘脑中的投射突触强度,因为谋划发现它会在 GP 内取悦扼制性突触可塑性,但这种反馈性贬低瞻望会在比本谋划中所谋划的更长的刺激时期规范上发生。也有可能是鉴于两只非东说念主灵长类动物的病理生理气象踏实,瓦解丘脑可能仍是处于对基底神经节输入反馈较弱的气象。此外,惨白球仅仅 VLo 丘脑的几个输入之一,这些输入包括来自皮质丘脑投射的平淡神经愚弄,即使通过惨白球传出通路的调制,它们仍可能向 VLo 发送瓦解学信息。
03. 放电模式的划定化不及以调换与瓦解干系的信息
令东说念主诧异的是,好多在调感性 DBS 期间保留了对被迫要津瓦解调谐的纪录细胞,其放电模式却有明白篡改(惨白球中有 3/4 的细胞,VLo 中有 11/33 的细胞)。这一发现标明,即使神经元举止与 DBS 同步,刺激脉冲序列也不会统统覆盖干系行动信息的处理。同期,在被迫肢体瓦解期间,一部分纪录的神经元群体在调感性 DBS 期间,其动作电位举止发生篡改,但放电模式或频率却莫得显赫调制(惨白球中有 2/12,VLo 中有 13/23)。因此,调谐丧失的机制弗成统统用电刺激对纪录神经元的平直效应来评释,这标明可能波及转折的汇注机制。
五、论断
本谋划标明,DBS 在瓦解基底神经节 - 丘脑 - 皮质汇注中的生理机制与统统的信息损害相似,但并不等同。受刺激核团过甚卑劣靶点中的神经元可能会失去或篡改对瓦解的调谐,它们的放电模式可能会被 DBS 同步,但这两种情愿不一定互相依赖。因此,这些数据扶植了 DBS 的一种机制,即刺激调换信息传递,但这种效应并非统统扼制信息传递。
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