癫痫诱发情绪障碍的神经环路机制研究
发布时间：2023-05-03 14:03
目前包括精神分裂症、帕金森氏症、抑郁症、癫痫、药物成瘾等神经精神疾病的治疗费用占全球总医疗负担的13%。而在这些疾病中,癫痫一直是人们关注的焦点之一。癫痫是神经元突发性异常放电而导致大脑功能障碍的一种慢性疾病,其患者数量约占全球总人口的1%。由于癫痫发作具有频繁性和不可预知性,不仅严重影响患者的日常生活与工作,还可能会危及他们的生命,最终给患者、家庭和社会带来极大的压力和负担。更为严重的是,癫痫的危害远不止它的临床发作,大量的研究发现癫痫患者同时易共患情绪障碍,这显著增加了患者意外死亡的风险。造成这一现象的可能原因是癫痫的反复发作导致负责情绪处理的神经环路的功能异常,从而干扰了患者对危险信息的准确处理和评判。然而,目前人们对于癫痫的干预机制还存在诸多争议,并且对于癫痫的神经环路特征及导致情绪障碍的原因知之甚少,严重影响了对于癫痫疾病更加全面的治疗。为了解决上述问题,我们研发了基于光遗传学和电生理的神经环路调控和解析工具,主要包括:(1)研发了多功能光电极阵列,并应用于在体水平的实时给药以及多脑区的光遗传调控和多通道电生理记录;(2)发展了基于导电聚合物和生物活性材料的新型神经电极界面,...
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 背景和意义
1.1.1 癫痫
1.1.2 癫痫共患精神障碍
1.2 国内外研究成果与进展
1.2.1 神经环路解析和调控技术的应用
1.2.2 癫痫发作和传播机制的研究现状
1.2.3 癫痫诱发情绪障碍神经环路机制的研究现状
1.3 本论文的研究目的和内容
1.4 本论文的基本思路和结构
第2章 在体神经环路解析和调控技术的研发
2.1 背景与意义
2.2 实验材料与方法
2.2.1 实验动物
2.2.2 多脑区光电极阵列的制备和表征
2.2.3 柔性自伸展电极阵列的制备和表征
2.2.4 柔性光纤的制备和表征
2.2.5 电生理信号的分析
2.2.6 实验小鼠的灌注
2.2.7免疫组化实验
2.2.8 染色图片采集与分析
2.3 实验结果
2.3.1 神经环路解析技术的研发-多脑区光电极阵列
2.3.2 神经环路解析技术的研发-电极界面修饰技术
2.3.3 神经环路解析技术的研发-柔性自伸展电极阵列
2.3.4 神经环路调控技术的研发-柔性光纤
2.4 实验结果讨论
第3章 癫痫的传播机制及其异常环路功能
3.1 背景和意义
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验动物
3.2.2 病毒注射
3.2.3 电生理信号的记录
3.2.4 行为学测试
3.2.5c-fos mapping实验
3.2.6免疫组化实验
3.3 实验结果
3.3.1 癫痫动物模型的建立与验证
3.3.2 神经元的同步性发放导致癫痫的传播
3.3.3 海马的兴奋性神经元在癫痫的传播中占主导地位
3.3.4 海马中间神经元的激活可抑制痫波的传播
3.3.5 调控海马的中间神经元活动可实现对癫痫的精准干预
3.3.6 癫痫小鼠在发作间歇期对负性刺激的反应存在异常
3.4 实验结果讨论
第4章 海马—隔核—下丘脑神经环路对小鼠捕食者恐惧行为的调控机制
4.1 背景和意义
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验动物
4.2.2 病毒注射
4.2.3 光纤植入
4.2.4 行为学测试
4.2.5c-fos mapping实验
4.2.6免疫组化实验
4.2.7c-fos蛋白与原位杂交共染实验
4.2.8 电生理信号的记录
4.3 实验结果
4.3.1 捕食者恐惧行为范式
4.3.2 背侧海马参与捕食者恐惧行为
4.3.3 海马-隔核-下丘脑存在结构和功能连接
4.3.4 海马-隔核-下丘脑神经环路的激活导致防御反应减弱
4.4 实验结果讨论
第5章 海马—隔核—杏仁核神经环路对小鼠焦虑样行为的调控机制
5.1 背景和意义
5.2 实验材料与方法
5.2.1 实验动物
5.2.2 病毒注射
5.2.3 光纤植入
5.2.4 行为学测试
5.2.5 c-fos mapping实验
5.2.6 免疫组化实验
5.2.7 电生理信号的记录
5.3 实验结果
5.3.1 海马-隔核-下丘脑神经环路的激活焦虑样行为无明显影响
5.3.2 c-Fos mapping方法标记小鼠焦虑样行为的相关脑区
5.3.3 海马-隔核-杏仁核存在结构和功能连接
5.3.4 海马-隔核-杏仁核神经环路的激活导致焦虑样行为减弱
5.4 实验结果讨论
第6章 结论与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3806843
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 背景和意义
1.1.1 癫痫
1.1.2 癫痫共患精神障碍
1.2 国内外研究成果与进展
1.2.1 神经环路解析和调控技术的应用
1.2.2 癫痫发作和传播机制的研究现状
1.2.3 癫痫诱发情绪障碍神经环路机制的研究现状
1.3 本论文的研究目的和内容
1.4 本论文的基本思路和结构
第2章 在体神经环路解析和调控技术的研发
2.1 背景与意义
2.2 实验材料与方法
2.2.1 实验动物
2.2.2 多脑区光电极阵列的制备和表征
2.2.3 柔性自伸展电极阵列的制备和表征
2.2.4 柔性光纤的制备和表征
2.2.5 电生理信号的分析
2.2.6 实验小鼠的灌注
2.2.7免疫组化实验
2.2.8 染色图片采集与分析
2.3 实验结果
2.3.1 神经环路解析技术的研发-多脑区光电极阵列
2.3.2 神经环路解析技术的研发-电极界面修饰技术
2.3.3 神经环路解析技术的研发-柔性自伸展电极阵列
2.3.4 神经环路调控技术的研发-柔性光纤
2.4 实验结果讨论
第3章 癫痫的传播机制及其异常环路功能
3.1 背景和意义
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验动物
3.2.2 病毒注射
3.2.3 电生理信号的记录
3.2.4 行为学测试
3.2.5c-fos mapping实验
3.2.6免疫组化实验
3.3 实验结果
3.3.1 癫痫动物模型的建立与验证
3.3.2 神经元的同步性发放导致癫痫的传播
3.3.3 海马的兴奋性神经元在癫痫的传播中占主导地位
3.3.4 海马中间神经元的激活可抑制痫波的传播
3.3.5 调控海马的中间神经元活动可实现对癫痫的精准干预
3.3.6 癫痫小鼠在发作间歇期对负性刺激的反应存在异常
3.4 实验结果讨论
第4章 海马—隔核—下丘脑神经环路对小鼠捕食者恐惧行为的调控机制
4.1 背景和意义
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验动物
4.2.2 病毒注射
4.2.3 光纤植入
4.2.4 行为学测试
4.2.5c-fos mapping实验
4.2.6免疫组化实验
4.2.7c-fos蛋白与原位杂交共染实验
4.2.8 电生理信号的记录
4.3 实验结果
4.3.1 捕食者恐惧行为范式
4.3.2 背侧海马参与捕食者恐惧行为
4.3.3 海马-隔核-下丘脑存在结构和功能连接
4.3.4 海马-隔核-下丘脑神经环路的激活导致防御反应减弱
4.4 实验结果讨论
第5章 海马—隔核—杏仁核神经环路对小鼠焦虑样行为的调控机制
5.1 背景和意义
5.2 实验材料与方法
5.2.1 实验动物
5.2.2 病毒注射
5.2.3 光纤植入
5.2.4 行为学测试
5.2.5 c-fos mapping实验
5.2.6 免疫组化实验
5.2.7 电生理信号的记录
5.3 实验结果
5.3.1 海马-隔核-下丘脑神经环路的激活焦虑样行为无明显影响
5.3.2 c-Fos mapping方法标记小鼠焦虑样行为的相关脑区
5.3.3 海马-隔核-杏仁核存在结构和功能连接
5.3.4 海马-隔核-杏仁核神经环路的激活导致焦虑样行为减弱
5.4 实验结果讨论
第6章 结论与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3806843
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