重复经颅磁刺激对轻度认知功能障碍大鼠学习记忆障碍的影响及其机制探讨

摘要

目的：
　　 本课题拟在建立MCI大鼠模型的基础上，研究重复经颅磁刺激对轻度认知功能障碍大鼠学习记忆障碍的影响及其可能的作用机制，并探索重复经颅磁刺激治疗MCI的适当参数，为轻度认知功能障碍临床的非药物干预提供有价值的实验依据和方法。
　　 方法：
　　 将健康雄性Wistar大鼠随机分为以下四组：正常对照组、MCI模型组、重复经颅磁刺激低频治疗组(简称LF刺激组)、复合频率重复经颅磁刺激治疗组(简称HLF刺激组)。MCI模型组、LF组和HLF组均采用异时性双侧颈总动脉结扎法(hBCCAO)制备轻度认知功能障碍大鼠模型。
　　 造模前、造模后和重复经颅磁刺激治疗后均进行Morris水迷宫行为学测试包括定位航行试验和空间探索试验。计算全时程平均逃避潜伏期和游泳路程，及在原平台象限的游泳时间和游泳路程所占总游泳路程的百分比；并经立体定向仪定位记录大鼠海马CA1区脑电信号，采用MATLAB7.0软件对脑电信号进行分析处理，比较各组之间造模前后及rTMS治疗后各频带相对功率值的变化。LF组大鼠接受频率1Hz重复经颅磁刺激(五个疗程，每疗程持续5天，间隔1-2天)，HLF组大鼠先后接受频率5Hz及1Hz重复经颅磁刺激(五个疗程，每疗程持续5天，间隔1-2天)。rTMS疗程结束后，各组大鼠断头取脑，应用透射电镜观察各组大鼠海马CA1区神经元突触形态、数量等超微结构的病理改变。
　　 结果：
　　 1.Morris水迷宫测试结果：造模前，各组大鼠全时程平均逃避潜伏期和游泳路程测试结果均无显著性差异(p>0.05)。大鼠造模后5天进行水迷宫定位航行试验，MCI模型组、LF组、HLF组大鼠的全时程平均逃避潜伏期和游泳路程比正常对照组延长(p<0.05)，空间探索试验中在原平台象限的游泳时间和游泳路程所占总路程百分比较正常对照组缩短(p<0.05)。rTMS治疗5个疗程后，LF组和HLF组大鼠全时程平均逃避潜伏期和游泳路程比MCI模型组缩短(p<0.05)，LF组和HLF组差异无统计学意义(p>0.05)；空间探索试验中在原平台象限的游泳时间和游泳路程所占总路程百分比均较MCI模型组延长(p<0.05)，LF组和HLF组差异无统计学意义(p>0.05)。同造模后比较，5个疗程后未经治疗的MCI模型组全时程平均逃避潜伏期和游泳路程明显延长(p<0.05)，空间探索试验中在原平台象限的游泳时间和游泳路程所占总路程百分比进一步缩短(p<0.05)。
　　 2.脑电功率比结果：造模前，各组大鼠各频带脑电功率比无明显差异(p>0.05)。造模后，同正常对照组比较，MCI模型组、LF组和HLF组均表现为脑电慢波频带功率百分比增高，快波频带(β以上频带除外)功率百分比降低，差异有统计学意义(P<0.05)，而三组之间比较均无差异(p>0.05)。经过rTMS治疗后，同MCI模型组比较，两治疗组慢波频带功率百分比显著降低，快波频率百分比明显增加(p<0.05)；两治疗组同正常对照组比较各频带功率百分比仍欠佳(p<0.05)，两治疗组之间比较，HLF组α、β及δ频带功率百分比明显优于LF组(P<0.05)。同造模后比较，5个疗程后未经治疗的MCI模型组各快波频带功率百分比显著降低，慢波频带功率百分比显著增高，差异均具有统计学意义(p<0.05)。
　　 3.电镜下观察结果：MCI模型组突触形态不规则，结构欠完整；突触前区小泡数量有所减少，线粒体变性，突触前后膜增厚、融合，突触间隙消失，以后膜更为明显。两治疗组部分突触结构基本完整；突触前、后膜可见增厚；突触间隙尚可辨认；此外，LF组还可见部分突触前后膜界限较HLF组欠清晰。rTMS对于HLF组较单纯LF组更为有效。
　　 结论：
　　 1.MCI模型大鼠学习记忆功能障碍随时间推移可进行性加重。
　　 2.rTMS干预可在一定程度上对抗MCI造模对大鼠脑功能的损害，延缓MCI的进展。
　　 3.rTMS能够改善MCI大鼠模型EEG的背景活动，增加快波频带(α～β及β以上)功率百分比，降低慢波频带(δ～θ)功率百分比，使其向脑功能优化方向转化。
　　 4.超微病理结果显示，对于MCI造成的大鼠海马CA1区结构性损害，复合频率rTMS较单纯低频rTMS更具保护干预作用。