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第42卷第5期      徐兴俊，沈     滢，伍 琦，等. 高频rTMS对健康大鼠认知功能与运动皮质LTP变化的相关性研究［J］.
                  2022年5月                     南京医科大学学报（自然科学版），2022，42（05）：632-637                       ·633 ·


                    经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation，      养环境温度控制在 20~25 ℃，自然光条件下自由摄
                TMS）是一种神经调控技术，它通过时变的脉冲磁场，                         食及饮水。严格按照中华人民共和国《实验动物管
                在大脑皮质内产生感应电流，介导神经元膜电位改                            理条例》进行实验动物相关工作。
                变，从而影响神经电生理活动和脑内代谢 。重复经                               YRD CCY⁃IA型磁场刺激仪（武汉依瑞德），最大
                                                    ［1］
                颅磁刺激（repetitive TMS，rTMS）是 TMS 最常用的一              磁场强度为3.5 T。 Morris水迷宫（北京吉安得尔科
                种刺激方式，根据刺激参数的不同可产生不同的治疗                           技有限公司），一抗 anti⁃NMDAR 2B 抗体（1∶1 000，
                效应，其中高频rTMS（频率>1 Hz）可以提高刺激区域                      4207S，Cell Signal Technology 公司，美国），anti⁃NM⁃
                皮质的兴奋性，产生突触传递功能的长时程增强                             DAR 2A 抗体（1∶1 000，ab124913，Abcam 公司，美
               （long⁃term potentiation，LTP）样效应，并且能使刺激区            国），anti⁃NMDAR1 抗体（1∶1 000，5704S，Cell Signal
                域脑血流量增加，且通过被刺激脑区的神经网络连接                           Technology公司，美国），anti⁃β⁃actin 抗体（1∶25 000，
                可以影响到远隔区域的大脑功能，产生远隔效应                    ［2-5］ 。  wx488142，ABclonal 公司，美国），小鼠抗兔二抗（1∶
                    高频 rTMS 在认知功能障碍的治疗方面显示出                       5 000，sc ⁃ 2357，Santa Cruz Blotechnology 公 司 ，美
                一定优势。近年来，大量临床研究显示以背外侧前                            国），水合氯醛（C11597902，麦克林）。
                额叶皮质为靶点的高频 rTMS 可以改善正常人以及                         1.2  方法
                认知功能障碍患者的认知功能，但是其作用机制尚                            1.2.1 rTMS治疗
                      ［6］
                不清楚 。LTP 和长时程抑制（long⁃term potiation，                  rTMS组所有大鼠均在清醒状态下接受rTMS干
                LTD）样效应是大脑突触可塑性的主要表现形式，与                          预。使用依瑞德3号圆形动物线圈（外径5.8 cm，内
                认知功能密切相关，可能是rTMS改变认知功能的主                          径 1.8 cm）进行 rTMS，线圈中点放于大鼠双侧内眦
                      ［7］
                要原因 。体外研究发现，高频rTMS可以通过介导                          连线中点，刺激频率为 10 Hz，刺激强度为 80%平均
                突触前膜和突触后膜的同时去极化，导致突触后膜N                           静息运动阈值       ［10］ ，刺激10 min，总共刺激 1 000 个脉
                ⁃甲基⁃D⁃天冬氨酸受体（N⁃methyl⁃D⁃aspartic acid re⁃         冲，1 d 1 次，1 周 5 次，共刺激 4 周。control 组仅接
                ceptor，NMDAR）钙离子通道开放，大量快速钙离子流                     受假刺激：将 TMS 线圈翻转 90°，垂直于大鼠头皮，
                入突触后神经元内，从而诱发LTP效应                ［8-9］ 。体内实      其余刺激参数与 rTMS 组一致。
                验发现高频rTMS可以增强皮层下LTP效应                 ［10-13］ 。研  1.2.2 运动诱发电位（motor evoked potential，MEP）
                究证明，阿尔兹海默症（Alzheimer disease，AD）患者                    记录电极和参考电极的位置分别为大鼠右侧
                存在包括初级运动皮层（primary cortex，M1）在内的广                 腓肠肌肌腹和肌腱，地线电极置于大鼠脊柱旁肌
                泛皮质可塑性受损，且其M1皮质可塑性和认知功能                           肉，电极采用25 G针电极。通过触摸伸展的大鼠右
                                                   ［14］
                正相关，可以辅助检测及预测其认知功能 。TMS联                          侧后肢确定肌肉位置。大鼠进入深度麻醉之后，在
                合肌电图可以非侵入性的检测M1区LTP样可塑性，                          其左侧 M1 区行单次 TMS，记录由磁刺激诱发出的
                适用于临床预测认知功能障碍患者的认知功能 。                            肌电图信号，肌电图信号被放大×1 000，带通滤波
                                                          ［14］
                本研究拟探讨高频rTMS对健康大鼠大脑认知功能的                          10~1 000 Hz，采样频率为50 Hz。
                影响及大脑运动皮质LTP样可塑性的改变，并分析运                          1.2.3 静息运动阈值（resting motor threshold，RMT）
                动皮质LTP样可塑性与认知功能改善的相关性。                                分别在rTMS组和对照随机选出6只大鼠，进行
                                                                  RMT测量。10%水合氯醛麻醉（0.3 mL/100 g），深度
                1  材料和方法
                                                                  麻醉后对大鼠左侧M1区进行单脉冲TMS，同时采集
                1.1  材料                                           右侧腓肠肌的MEP，10次刺激中有5次能诱发MEP波
                    健康 SPF 级雄性成年 SD 大鼠 24 只，随机分为                  幅超过 50 μV 的最小刺激强度为 RMT。测得 12 只
                control 组和rTMS 组（n=12），每组6只大鼠用于空间                 鼠的平均RMT为1.4 T。
                情景记忆检测，之后进行 M1 区 LTP 样可塑性检测；                      1.2.4 运动皮质LTP样可塑性

                每组6只大鼠用于Westen blot检测。大鼠体重350~                        两组大鼠，每组6只，在进行情景记忆检测后对
                400 g［南京医科大学实验动物中心提供，动物许可                         TMS响应（能得到运动诱发电位）的大鼠进行M1区
                证号：SYXK（苏）2018⁃20020；动物实验伦理号：                     LTP 样可塑性的检测，10%水合氯醛麻醉（0.3 mL/

                2007005⁃1］。所有动物均饲养于南京医科大学SPF                      100 g），大鼠进入深度麻醉状态后在左侧M1区给与
                级实验环境中，采用已消毒实验动物饲料喂养，饲                            刺激强度为120%RMT的TMS，同时记录右侧腓肠肌
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