高频电刺激改变神经元锋电位的波形

为了正确检测和研究高频电刺激(high frequency stimulation，HFS)期间神经元的动作电位发放活动，进而深入揭示深部脑刺激治疗神经系统疾病的机制，本课题研究HFS期间锋电位波形的变化．在麻醉大鼠海马CA1区的输入神经通路Schaffer侧支上，施加1～2 min时长的100或者200 Hz顺向高频刺激(orthodromic-HFS，O-HFS)，利用微电极阵列采集刺激下游神经元的多通道锋电位信号，并获得由O-HFS经过单突触传导激活的中间神经元的单元锋电位波形及其特征参数．结果表明，O-HFS使得锋电位的幅值明显减小而半高宽明显增加，以基线记录为基准计算百分比值，O-HFS期间锋电位的降支幅值和升支幅值分别可减小20%和40%左右，半高宽则增加10%以上．并且，在大量神经元同时产生动作电位期间，或者在比200 Hz具有更大兴奋作用的100 Hz刺激期间，锋电位波形的改变更多，幅值的减小可达50%，宽度的增加可达20%．可以推测，高频电刺激对于神经元的兴奋作用可能升高细胞膜电位，从而改变细胞膜离子通道的活动特性，导致动作电位波形的改变．这些结果支持深部脑刺激具有兴奋性调节作用的假说，对于正确分析高频电刺激期间神经元锋电位活动具有指导意义，也为进一步研究深部脑刺激(DBS)治疗脑神经系统疾病的机制提供了重要线索