伏隔核微电极记录及其在立体定向手术中定位的应用

Nucleus accumbens (NAc) have been a novel target in functional neurosurgery, especially for psychiatric disorders by stereotactic operation. For stereotactic neurosurgery, accuracy of the target is the most important. However, nowadays orientation of NAc is mainly based on preoperative MRI scan. In the operation, the brain might drift due to loss of cerebrospinal fluid, which results in inaccuracy of the target. Intraoperative microelectrode recordings (MERs) could help for orientation, but the characters of MERs in nucleus accumbens are still unknown. Therefore, we plan to perform MERs in rats and monkeys, and try to find the characters of NAc in health and addiction. In this way, the electrophysiological map of NAc could be draw out, which will be much helpful to orientation of NAc. Furthermore, MERs could be employed in studies on neuron firing patter of NAc in different phase of addiction, including drug seeking, drug taking, withdrawal and relapse.

伏隔核已成为立体定向手术治疗难治性精神疾病的新靶点。通过立体定向技术植入脑深部电刺激治疗精神疾病是目前功能神经外科最热门的研究方向之一。对于此类手术而言，靶点定位的准确性是保证疗效的根本。但目前伏隔核的定位仅是通过术前影像学引导的方法，并非术中实时影像，可能出现术中靶点移位，从而产生定位误差。为解决此问题可采用术中微电极记录技术协助定位伏隔核，但伏隔核的特征性电生理信号仍然未知。因此，我们拟以大鼠和恒河猴作为实验动物，记录健康与疾病（药物成瘾）状态下伏隔核的电生理活动，并对记录到的信号进行分析，得到伏隔核区别于周边结构，伏隔核各亚区，以及健康与成瘾疾病状态下伏隔核的电生理活动特征等，力争描绘出伏隔核的电生理定位地图。该研究将对于手术靶点定位大有帮助，从而保证治疗效果。同时，可以藉此方法研究成瘾不同阶段（觅药、服药、引燃等）伏隔核神经元放电特征，进一步研究伏隔核在成瘾中的作用。

伏隔核已成为立体定向手术治疗难治性精神疾病的新靶点。通过立体定向技术植入脑深部电刺激治疗精神疾病是目前功能神经外科最热门的研究方向之一。对于此类手术而言，靶点定位的准确性是保证疗效的根本。但目前伏隔核的定位仅是通过术前影像学引导的方法，并非术中实时影像，可能出现术中靶点移位，从而产生定位误差。为解决此问题，术中微电极记录技术可能协助定位伏隔核，但伏隔核的特征性电生理信号仍然未知。因此，我们记录了大鼠伏隔核及周围核团的电生理信号，发现伏隔核自发的峰电位发放非常稀少。就记录甄别出的神经元进行计算，放电频率为1.29±1.03Hz，峰峰间期为0.55 ±0.33s，与壳核差别不明显。而阿片类成瘾患者的微电极记录显示，伏隔核与丘脑、丘脑底核的电信号差别明显表现为背景噪声低，动作电位发放频率低等；相同个体间内囊前肢、伏隔核以及膝下皮质的电生理信号之间没有特征性差别；不同患者的伏隔核峰电位放电特征具有很大的差别，即使在同一患者的伏隔核中，其峰电位放电特征亦有不同。综上所述，无论研究对象是大鼠还是人类，伏隔核在静息状态下的自发放电频率很低，因此记录到该核团的峰电位发放具有很大的偶然性，表现为不同个体、不同时间、以及伏隔核内不同位置记录到的电信号都不同。因此无法仅通过微电极记录进行伏隔核与其他周边核团的鉴别。对自身给药实验觅药行为相关伏隔核局部场电位进行研究发现，伏隔核为主频在δ频段的核团，属于低频核团，在正常、成瘾、引燃三种不同阶段，伏隔核的低频谱段（δ与θ频段）明显增宽而中高频段（β和γ频段）明显缩窄。成瘾形成后动物在觅药服药时伴有伏隔核局部场电位的变化，提示可能存在渴求特征性的电信号，但仍需进一步证实。