低强度皮层电刺激促进大鼠脑梗死后神经功能恢复及突触可塑性的研究

脑卒中是全球第二位致死和致残的原因，流行病学数据显示，无论目前使用的物理治疗和其他干预治疗措施多么有效，它们都不能避免2/3脑卒中幸存者遗留永久性残疾。目前，世界范围内已达成共识，认为急性期后的卒中患者应该同时使用多学科的康复手段进行治疗。皮层电刺激（cortical electrical stimulation，CES）作为一种植入式神经电刺激疗法，已被许多动物实验和临床研究证实能对卒中后的神经功能康复起到促进作用。而最近一项用CES治疗脑卒中的临床试验却以失败告终，这说明我们对CES在脑卒中领域的作用机制的了解仍十分有限。CES要应用到临床，必需以大量的基础研究为基石。本课题拟使用一种新的全植入式皮层电刺激器，并应用与以往不同的刺激模式，观察CES对脑梗死后大鼠神经功能恢复的促进作用，并从突触可塑性的角度探讨CES的作用机制，为今后CES走向临床应用提供一定的理论基础。

通过将电极植入并固定在皮层表面，施加微脉冲电刺激，皮层电刺激（cortical electrical stimulation，CES）已经在治疗神经功能紊乱如顽固性疼痛的治疗中得到了广泛应用，并在促进脑卒中后神经功能恢复方面显示它极大的应用潜力。CES要应用到临床中，必需以大量的基础研究为基石。本研究使用了一种适用于大鼠的全植入式皮层电刺激器，并对其进行了改性，在确保刺激器使用寿命不变甚至更长的前提下，使其体积更小，重量更轻，具有更好的安全性和生物相容性，同时具备更好的稳定性和推广性；同时，我们成功的将23个全植入式皮层电刺激设备植入线拴法制作的局灶性脑梗死大鼠的梗死灶边缘，并予以为期2周的皮层电刺激治疗，随后观察4周，通过观察大鼠植入电刺激器后的一般反应，以及利用HE染色及Neu-N染色，证实本研究中所使用的电刺激设备生物相容性良好，所设置的电刺激参数安全可靠。同时，我们还发现接受低强度皮层电刺激治疗的局灶性脑梗死大鼠，其梗死灶边缘脑组织中突触素（SYN）和突触后致密物质95（PSD-95）的表达较对照组明显增高，提示低强度皮层电刺激可能是通过增加突触再生，并增加PSD-95相关兴奋性突触的数量，进而促进大鼠脑梗死后的神经功能恢复。为进一步提高实验的可重复性及稳定性，减少大鼠及其它实验耗材的耗损，改用光化学法制作大鼠脑梗死模型的方法代替线拴法制作局灶性大鼠脑梗死模型，同时，与武汉大学化学院合作，设计了一种多阵列的体外皮层电刺激设备，该设备较全植入式电刺激器更稳定，并且可以重复使用，旨在将来能更好的应用于可植入皮层电刺激的研究工作中。