低频经颅磁刺激对大鼠影响脑电的分析

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1、摘要低频经颅磁刺激对大鼠影响的脑电分析摘要经颅磁刺激(Transcranialmagneticstimulation,TMS)作为一种无创、无痛的刺激方式，在诊断和治疗方面有广阔的应用前景。目前在癫痫治疗方面，使用低频经颅磁刺激(low-frequencyrTMS)进行辅助治疗的研究比较多，但是其治疗原理还在研究之中。脑电分析是电生理研究的一项重要手段，近期研究表明脑电信号具有一定的混沌特性。鉴于低频rTMS研究的重要性，以及低频rTMS前后脑电研究的不足，本文从脑电的非线性动力学和功率谱方面分析了低频rTMS对大鼠大脑的影响。本文首先研究了低频rTMS对正常大鼠脑电的影响，使用

2、了100个频率为0.5Hz的阈上经颅磁刺激，采集刺激前后大鼠的脑电信号进行分析，同时还进行了对照组实验。分析结果表明，rTMS刺激后大鼠脑电相关维数和功率谱的高频部分，比刺激前降低，并具有显著性意义，而对照组没有此结果。该结果表明低频rTMS对大脑活动有一定抑制作用。本文还研究了500个0.5Hz的rTMS对诱发癫痫的大鼠的作用。实验结果表明，低频rTMS有降低大鼠癫痫发作级别的趋势。同时本文还得到了大鼠癫痫发作各个典型阶段的脑电波形，并分析了脑电相关维数在发作过程中的变化规律。最后，本文讨论了TMS运动诱发电位在研究大鼠脊髓损伤方面的应用。结果表明，TMS运动诱发电位的潜伏期可

3、以反映大鼠脊髓损伤的情况。本文还将独立成分分析(ICA)方法用于运动诱发电位提取，发现该方法有助于分析起始点不够明确的运动诱发电位。关键词：经颅磁刺激；脑电；相关维数；功率谱；运动诱发电位iiiEEGAnalysisofEffectsofLow-FrequencyTranscranialMagneticStimulationonratsLinxiaLi(ElectricalTheory&NewTechnology)DirectedbyXiaolinHuoAbstractTranscranialmagneticstimulation(TMS),anon-invasiveandpai

4、nlesstool,isapotentialtherapeuticanddiagnostictoolinpsychiatry.Recently,therearemanyresearchesaboutlow-frequencyrepetitiveTMS(rTMS)onthetherapyofepilepsy.However,thereasonwhyrTMSisusefulisstillunderdiscussion.Nowadays,electroencephalography(EEG)issaidtohavenonlineardynamicalcharacters,butther

5、earestillnoresearchesaboutwhetherthenonlineardynamicalcharactersofEEGchangeafterlow-frequencyrTMS.Inthiswork,nonlineardynamicalcharactersandpowerspectralofEEGwerecomparedbeforeandafterlow-frequencyrTMSonrats.Firstofall,thepresentworkdiscussedtheinfluenceoflow-frequencyrTMSonhealthyrats.Atrain

6、of100,0.5HzrTMSwasappliedoneachrat,withtheintensityabovemotorthreshold,whileshamstimulationswereconductedonratsofcontrolgroup.EEGbeforeandafterstimulationwerecollectedandanalyzed.TheresultsshowedthatcorrelationdimensionandhigherfrequencypartsweredecreasedsignificantlyafterrTMS,whileshamstimul

7、ationdidnotcausethiseffect.Thisresultsupportthatlow-frequencyrTMShaveinhibitoryeffectsonthebrain.Atrainof500,0.5HzrTMSwasappliedonagroupofrats,withtheintensityabovemotorthreshold.Afterstimulation,PTZwasinjectedandratswereexpectedtohaveseizure