新皮层缓慢振荡在癫痫痉挛发生中的作用

癫痫痉挛是一种简短的癫痫发作，是灾难性癫痫发作障碍的标志，其特征在于严重的认知和电机缺陷。来自贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的研究人员现在提供了证据，即癫痫痉挛源自Neocortex的深层中的金字塔细胞。此外，它们发现了一种新的神经生理学现象，其解释了皮质神经元如何产生痉挛。这也是第一次揭示迄今为止在正常脑状态之间的未知关系的研究，如睡眠和痉挛。该研究最近发表在神经病学史。

英语医生首次描述了1800年代中期的癫痫痉挛。从那时起，神经科学家试图了解癫痫痉挛的细胞和机械起源。

“我们很兴奋，最终有一些基本的见解，在地点以及如何在大脑中发起斯波斯，”威尔···斯旺博博士，贝勒医学院教授是小儿神经科的贝勒医学院教授，​​儿科神经科学和德克萨斯州儿童德克萨斯州1月和Dan Duncan神经系统研究所的联合主任。“我们的调查结果还揭示了苏醒/睡眠脑状态之间的先前未被覆富的相互作用以及如何产生痉挛，这为开发绝望介入的介入治疗的新途径开辟了新的途径。”

脑Neocortex中金字塔细胞的超激活产生癫痫痉挛

为了解痉挛的神经生理学基础，曾在Swann实验室(目前在台湾长庚纪念医院林口医学中心和长庚大学医学院)研究生的李志宏博士，使用他在2008年开发的成熟的河豚毒素(TTX)模型在啮齿动物中诱发严重痉挛。他通过在发育中的大鼠新皮质中长期注入TTX(钠通道阻滞剂)诱导痉挛，并使用最先进的电生理技术同时记录和分析神经活动在痉挛之前和期间大脑的不同区域。

该团队发现癫痫痉挛由Neocortex的深层v中的金字塔细胞产生。这是额叶的重要组成部分，对于信息处理和高阶大脑功能至关重要，例如认知，感官感知，运动命令，空间推理和语言。仅仅对Neocortex的锥体细胞的特异性活化也导致痉挛发生的显着增加，支持这种特定的神经元对产生痉挛的原因。

在痉挛的脑袋之前和脑电图的脑电图中的模式类似于NREM睡眠脑状态

在发现新皮层锥体细胞的超兴奋性是癫痫性痉挛的来源之后，研究人员接下来关注这组神经元是如何产生癫痫性痉挛的。

“让我们非常惊讶的是，我们观察到，在痉挛发作之前，大脑皮层的神经元活动出现了戏剧性的暂停。这完全出乎意料，不像癫痫发作时预料的那样。”斯万说。“这种活动模式与非快速眼动(NREM)睡眠周期的一个阶段非常相似。在非快速眼动睡眠期间，人或动物的大脑会同时产生有节奏的缓慢振荡皮质神经元当神经元停止放电时，经历交替的“下”状态，然后是“上”状态，即神经元集体活跃。这种节律波在非快速眼动睡眠期间一遍又一遍地持续。我们发现这个观察结果特别有趣，因为有充分的证据表明，许多西方综合症患者在入睡前或醒来时的困倦期都会经历痉挛。”

利用脑电图(EEG)测量的在痉挛发作前和期间的大脑活动与非快速眼动睡眠的相似性，提出了一种可能性，即非快速眼动睡眠状态的基础机制可能会使新皮层产生痉挛。

在进一步测试这种可能性后，我们发现痉挛暂停非常类似，并且至少共享四个功能，其中NREM睡眠的“下”状态。此外，与对照动物的人相比，癫痫动物的录音也表现出随后的“上升”状态异常激烈，而这些过度活跃的“上升”州的国家实际上是足以启动痉挛的痉挛，“斯南说。

基于这些结果，该小组总结了活动金字塔蛋白细胞在Neocortex之前和期间，在痉挛期间，在NREM睡眠期间常见的镜像缓慢振荡波，在“上升状态”期间，易于痉挛的轻微扭曲动物在“上升”状态下具有更强烈或夸大的活动，这引发了随后的痉挛。

最后，在这些癫痫动物的大脑活动的长期观察后，研究人员在痉挛开始之前，网络缓慢振荡的“向上”和“向下”序列变得更频繁。他们观察到相同的EEG模式，包括在痉挛外观之前的四个患有婴儿痉挛的婴儿痉挛患者的脑中增加的“上下”序列的渐变曲线的增加，验证其在啮齿动物中的观察。

“我们希望在我们发现痉挛中涉及的基本神经电路和生理机制，可以为所有受影响的患者开发更好的预后工具和治疗方法，无论他们的年龄还是他们受苦的潜在条件，”斯南。“我们的结果也为研究开辟了许多有趣的新方向，解剖了正常之间的关系大脑州和癫痫。例如，众所周知，非快速眼动睡眠周期的慢波阶段对最佳学习、记忆巩固和存储以及更高阶执行决策至关重要，我们现在可以开始解决这些过程是如何受到儿童和成人大脑发育中的癫痫痉挛的影响。”

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