颞叶癫痫动物脑网络的神经电生理机制研究

功能脑网络研究是神经精神疾病机制研究的一个新方向。颞叶癫痫属于临床上主要的难治性癫痫类型，fMRI已经在全脑水平上证实颞叶癫痫形成过程中伴有大脑功能连接的异常，反复的癫痫发作可使相关脑区之间的功能连接发生改变。同时，电生理的研究也发现，颞叶癫痫病人在癫痫发作前后的脑网络有明显不同，动物实验显示癫痫形成过程中存在局部脑回路的活动异常。鉴于电生理与fMRI技术具有互补性，如何有效的整合两方面的信息，仍是人们正在努力的方向。在本工作中，我们将以fMRI在全脑网络水平的已有研究为基础，结合癫痫动物实验研究的结果，以颞叶癫痫动物模型为载体，借助多脑区、多通道神经电生理研究技术，从细胞群层次上探讨癫痫形成过程中的脑网络变化，努力阐明癫痫脑网络的动态特征及其背后的神经动力学机制，以加深对颞叶癫痫病理机制的认识，为临床诊断和治疗寻找新的依据。

fMRI研究已经证实颞叶癫痫形成过程中伴有大脑功能连接的异常，反复的癫痫发作可使相关脑区之间的功能连接发生改变。电生理的研究也发现，颞叶癫痫病人在癫痫发作前后的脑网络有明显不同，动物实验同样显示癫痫形成过程中存在局部脑回路的活动异常。本项目采用神经电生理、fMRI以及分子生物学等手段，研究了能模拟临床颞叶癫痫的pilocarpine癫痫模型的相关神经机制。主要开展了以下工作：（1）采集pilocarpine癫痫大鼠多通道脑电/场电位信号，研究癫痫发作过程中不同脑电节律的网络拓扑结构及网络属性变化，发现pilocarpine诱导的癫痫发作过程中，theta频段脑网络呈现发作前去同步和发作时的高同步变化,theta频段脑网络的平均聚类系数和路径长度在发作前增加，但大发作时则下降,提示特定的脑电节律的改变对癫痫的发生有重要作用；（2）基于pilocarpine慢性癫痫大鼠，研究癫痫形成过程中与神经回路异常重构相关的分子机制，首次发现神经轴突导向分子EphA10/ephrinA4 在癫痫海马区的表达与轴突出芽在时间和出芽模式上存在相关性，提示癫痫形成与神经突起再生有明显相关；（3）基于大鼠fMRI数据，研究静息状态和前爪刺激条件下大鼠感觉运动皮层网络的特征，发现静息态时大鼠的感觉/运动皮层内部、丘脑内部的连接性较强，而感觉/运动皮层与丘脑之间的连接较弱，感觉运动系统在静息态时的脑网络具有小世界属性。提示啮齿类动物在大脑信息处理中的功能分离和整合可能与人类存在某些相似性；（4）基于临床癫痫患者的fMRI，研究了癫痫脑网络的改变，发现颞叶癫痫患者存在静息态的功能连接的减低和功能网络连接的缺失，提示功能连接的减低和功能网络连接的缺失可能是部分发作癫痫患者的重要的特征。. 项目执行期间，发表相关期刊论文9篇，其中SCI论文6篇。这些研究结果可为在动物上进一步探讨癫痫形成过程中脑网络改变提供支持。...