[发明专利]三种低频低强度短时磁刺激模式对突触可塑性LTP调控效应的分析方法

说明书

本发明提出了三种低频低强度短时磁刺激模式对突触可塑性LTP调控效应的分析方法，实验结果表明，三种模式磁刺激均会对突触可塑性LTP产生一定程度的抑制，其中，连续正弦磁场的抑制效果最为显著，而另外两种的抑制效果相对较弱，且随着时间的增大，三种模式的抑制效果更为明显。本发明通过Agilent 83712信号源产生正弦信号，通过Master‑8可编程刺激器产生脉冲和节律信号，经功率放大器PB717X放大后，产生频率为15Hz，强度为2mT的低频低强度磁场信号，对离体海马脑片实现了10s，20s，40s，60s的短时刺激，并采用多电极阵列记录到LTP信号，对于探究磁刺激对学习和认知的影响机制提供了依据。

技术领域

本发明以急性分离的SD大鼠海马区Schaffer-CA1通路为研究对象，揭示了三种低频低强度短时磁刺激模式对突触可塑性LTP的调控规律，对临床上磁刺激模式的选择具有一定的借鉴意义，本发明归属于生物医学工程等领域。

背景技术

突触可塑性广泛存在于生物体中，包括神经中枢系统的发育，大脑的认知以及学习记忆等多种神经活动。越来越多的实验表明突触可塑性与学习记忆有着密切的联系，海马中的兴奋性突触环路成为研究LTP的重要模型。研究低频低强度磁刺激对大脑或者活体动物突触可塑性的影响很重要，因为大量的证据表明极低频磁场暴露会影响空间学习和记忆，并且与神经退行性疾病相关，包括帕金森(PD)和阿尔兹海默症(AD)等。另一方面，也有很多神经性疾病产生的特征就表现在突触可塑性的改变上，涉及到树突棘的形态变化，和可塑性异常以及信号的传导等。因此，了解低频低强度对突触可塑性的调节作用这种神经生物学机制是非常重要的。在之前的研究中，虽然采用的磁场刺激模式有很多种，如，正弦磁场刺激、脉冲磁场刺激和节律脉冲磁场刺激，其在临床上或者活体动物上也有一定的疗效，但随着现代科技的进步以及经颅磁技术的不断广泛使用，对于一些更深层次的问题需要有更明确的认识，其中不同模式下的低频低强度短时磁刺激对突触可塑性影响的调控规律却未知，同时不同模式下涉及到许多的参数设计，其产生的作用效果也会不同，因此本发明从这个角度提出了三种低频低强度短期磁刺激模式对突触可塑性LTP调控影响的分析方法。

对于极低频脉冲电磁场，始终是电磁生物效应的研究热点，不同频率和功率的ELF脉冲磁场，对小鼠进行不同时长的照射，结果发现该磁场可以抑制小鼠骨骼生成白细胞的功能，影响小鼠的学习记忆能力。低频弱脉冲磁场(LFPMF)对大鼠进行照射，结果发现15Hz的LFPMF可以影响大鼠的行为和脑电图，使相关神经组织受到损伤。强度分别为0.25T，0.34T和0.64T的脉冲磁场对大鼠进行全身照射，结果发现低频脉冲磁场对大鼠学习记忆的影响会随着磁场强度的不同而有所不同，其促进及抑制作用均可能存在“窗口”效应。目前磁刺激对突触可塑性研究的主要手段包括在活体动物上进行长期的磁刺激暴露实验和在急性分离的离体海马脑片进行磁刺激实验，再通过记录细胞或者组织的场电位来反映磁刺激对突触可塑性活动的影响情况，将所有数据进行对比分析，来进一步揭示三种低频低强度磁场对突触可塑性的调控影响的差异性。本发明为今后研究更深层次的低频低强度磁场对学习记忆能力的影响和临床磁刺激模式的选择提供一个参考和借鉴。

发明内容

本发明提供了三种低频低强度短时磁刺激模式对突触可塑性LTP调控效应的分析方法，目的是掌握不同模式磁刺激对突触可塑性调控规律的差异性，由于离体脑片具有靶向性好、调控剂量容易控制、且受到的干扰因素少等优势，因此本文采用的研究方法提高了磁刺激对学习与记忆影响的基础研究，进而揭示其作用机理并为其在临床上的应用提供必要的客观依据。

本发明的技术方案：