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间歇性θ节律经颅磁刺激改善大鼠工作记忆的海马与前额叶跨脑区神经网络效应研究 被引量：3
1
作者 张天恒 郭苗苗 +2 位作者 徐桂芝 吉利辉 王中豪 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1573-1585,共13页
目的间歇性θ节律刺激(iTBS)作为一种新型的经颅磁刺激模式,已经广泛应用于探索大脑认知功能和神经调控等方面,但其电生理调控机制尚不清晰,探索iTBS对大脑认知功能的影响及其电生理机制,对脑疾病的治疗和磁刺激的临床应用具有重要意义... 目的间歇性θ节律刺激(iTBS)作为一种新型的经颅磁刺激模式,已经广泛应用于探索大脑认知功能和神经调控等方面,但其电生理调控机制尚不清晰,探索iTBS对大脑认知功能的影响及其电生理机制,对脑疾病的治疗和磁刺激的临床应用具有重要意义。方法本文利用iTBS制备磁刺激大鼠模型,采集记录大鼠在执行工作记忆(WM)任务过程中腹侧海马(vHPC)和内侧前额叶皮层(mPFC)的局部场电位(LFPs)信号,应用格兰杰因果网络分析方法,研究了iTBS对大鼠WM过程中vHPC与mPFC跨脑区神经网络协同和信息交互的影响。结果iTBS增强了大鼠的学习记忆能力,使其完成工作记忆任务所需时长减少(2.67±1.63)d(P<0.05),iTBS显著改善了大鼠的行为学表现;同时iTBS增强了大鼠在WM期间vHPC与mPFC脑区的自因果网络连接,增加了网络连接强度、连接密度和全局效率(P<0.05);并且iTBS增强了vHPC与mPFC脑区的跨脑区网络连接,增加了vHPC-mPFC跨脑区的节点度和因果流向(P<0.05)。结论iTBS磁刺激对大鼠工作记忆行为学及相关脑区神经网络均有显著的积极作用,iTBS可以促进大鼠认知能力,提高大脑神经网络的信息交互和传递效率,iTBS的神经调控机制可能是通过增强大脑vHPC与mPFC之间的网络连接和信息交互来提高工作记忆能力。 展开更多
关键词 间歇性θ节律刺激 海马-前额叶 工作记忆 脑网络 格兰杰因果
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经颅磁刺激对老年大鼠工作记忆相关跨脑区网络协同作用的影响
2
作者 郭苗苗 翟昊迪 +2 位作者 吉利辉 王田 徐桂芝 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1468-1478,共11页
经颅磁刺激(TMS)因其可以非侵入性地探测和调制大脑皮层兴奋性和功能,已被广泛地应用于改善大脑认知功能等临床神经调控领域。工作记忆的功能实现需要多个脑区的同步活动,该文将行为学与电生理学相结合,通过建立跨脑区的因果网络连接,... 经颅磁刺激(TMS)因其可以非侵入性地探测和调制大脑皮层兴奋性和功能,已被广泛地应用于改善大脑认知功能等临床神经调控领域。工作记忆的功能实现需要多个脑区的同步活动,该文将行为学与电生理学相结合,通过建立跨脑区的因果网络连接,从记忆相关脑区间协同作用的角度探究不同模式的TMS对大脑认知功能的调控机制。首先对老年威斯塔大鼠分别实施重复经颅磁刺激(rTMS)及间歇性θ节律刺激(iTBS),并设置空白对照组,通过在体多通道微电极阵列采集大鼠工作记忆任务中的局部场电位信号(LFPs);之后基于定向传递函数构建LFPs脑因果网络;最后通过对比行为学结果差异、各脑区因果网络参数等,探索不同模式TMS对老年大鼠工作记忆行为学及脑区之间信息协同作用的影响规律。结果表明,rTMS组和iTBS组大鼠执行正确工作记忆任务的平均天数减少,平均正确率高于空白对照组。经过刺激后,rTMS组和iTBS组前额叶和海马双向网络连接明显增强,信息流强度和因果流向性得到显著提升(P<0.05)。因此,rTMS和iTBS模式均能促进老年大鼠海马和前额叶脑区间的信息交流,从而使老年大鼠的工作记忆能力得到改善。 展开更多
关键词 重复经颅磁刺激 间歇性θ节律刺激 工作记忆 脑因果网络
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不同模式经颅磁刺激对大鼠工作记忆中局部场电位因果网络连接的影响 被引量：1
3
作者 郭苗苗 吉利辉 +2 位作者 张天恒 王中豪 徐桂芝 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期158-167,共10页
近年来,非侵入式临床神经调控手段被专家学者们重点关注,其中经颅磁刺激技术能够无创地在大脑皮层中诱导出感应电场,从而调节神经系统功能,其对认知功能的调控作用尤为显著。建立5 Hz重复经颅磁刺激(rTMS)组、间歇性θ节律刺激(iTBS)组... 近年来,非侵入式临床神经调控手段被专家学者们重点关注,其中经颅磁刺激技术能够无创地在大脑皮层中诱导出感应电场,从而调节神经系统功能,其对认知功能的调控作用尤为显著。建立5 Hz重复经颅磁刺激(rTMS)组、间歇性θ节律刺激(iTBS)组和连续性θ节律刺激(cTBS)组大鼠模型,每组6只。记录大鼠在工作记忆任务过程中的局部场电位信号(LFPs)。之后,基于定向传递函数(DTF)分别构建θ和γ频段的局部场电位因果连接网络,并计算各组大鼠的DTF值、平均连接密度、全局效率等因果网络特征参数,结合各组行为学的实验结果,对比分析不同模式经颅磁刺激对大鼠工作记忆的影响。结果表明,关于学会工作记忆行为学任务所需时间,rTMS组[(4.83±1.84)d]和iTBS组[(5.00±1.55)d]大鼠显著低于对照组[(7.83±2.40)d]和cTBS组[(9.33±2.07)d](P<0.05);各组间大鼠LFPs信号θ频段的DTF值无统计学差异(P>0.05),rTMS组和iTBS组大鼠γ频段的DTF值等网络参数均显著高于对照组和cTBS组大鼠(P<0.05)。rTMS刺激模式和iTBS刺激模式有助于增强前额叶皮层神经元集群间γ振荡的信息交互,从而改善工作记忆能力,iTBS以及rTMS对认知功能障碍的改善效果优于cTBS。研究结果可为不同模式经颅磁刺激技术的探索提供参考。 展开更多
关键词 经颅磁刺激 工作记忆 局部场电位 定向传递函数
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经颅磁刺激模式差异性对大鼠工作记忆神经网络关联特性的影响研究 被引量：4
4
作者 郭苗苗 王中豪 +2 位作者 张天恒 吉利辉 徐桂芝 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期3809-3820,共12页
经颅磁刺激(TMS)技术因具有无痛无创和非侵入式等特点已被广泛应用于临床神经功能调控领域。工作记忆是重要的认知神经功能,但TMS对工作记忆功能的影响机制尚不清晰,且各模式TMS对认知功能的影响差异较大。因此,探究TMS技术对工作记忆(... 经颅磁刺激(TMS)技术因具有无痛无创和非侵入式等特点已被广泛应用于临床神经功能调控领域。工作记忆是重要的认知神经功能,但TMS对工作记忆功能的影响机制尚不清晰,且各模式TMS对认知功能的影响差异较大。因此,探究TMS技术对工作记忆(WM)的调控机制有重要的临床意义。首先,该文将成年Wistar大鼠分为空白对照(control)组、重复经颅磁刺激(rTMS)组、连续性Theta节律刺激(cTBS)组及间断性Theta节律刺激(iTBS)组;然后,利用在体多通道技术采集四组大鼠执行T迷宫工作记忆任务过程中前额叶皮层(PFC)的局部场电位信号(LFPs);最后,通过对比分析四组大鼠WM任务过程中的行为学差异、LFPs的相关性及LFPs网络连接特性等,探索不同模式经颅磁刺激技术大鼠WM中神经网络的影响。结果表明,刺激组大鼠达到WM任务“学会”标准所用时间均少于空白对照组(P<0.05);刺激组LFPs信号电极对间的相关性显著高于空白对照组;刺激组LFPs信号的网络连接密度显著增大(P<0.05)且全局效率显著增大(P<0.05)。因此,iTBS、cTBS及rTMS均能在一定程度上改善成年Wistar大鼠PFC中神经元集群之间的关联同步性,其中,iTBS的改善效果最为明显。该文为进一步探索经颅磁刺激技术对工作记忆的影响机制提供理论支持。 展开更多
关键词 经颅磁刺激 工作记忆 局部场电位信号 相关性分析
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