新西兰兔脑电的生物学特性

2014-08-14恽时锋赵志刚许龙祥吴正林田小芸周森妹

中国比较医学杂志 2014年6期

恽时锋，方天，董敏，赵志刚，梁磊，许龙祥，陈莉，刘彪，吴正林，田小芸，周森妹

(南京军区南京总医院比较医学科，全国科普教育基地，南京 210002)

家兔是医学研究中常用的啮齿类实验动物，在神经系统功能的实验研究中，经常需要观察动物机体的脑电活动，而脑电图则是动物机体在清醒安静的状态下，大脑皮层自发的具有持续节律性的电活动，是脑电活动的真实记录。在一般情况下，由于动物与人类的配合程度欠佳，动物脑电图的描记采用开颅术，直接记录ECoG[1-4]，但开颅手术创伤大，出血多，动物需麻醉，极易引起动物的死亡，而麻醉对脑电图也有一定的影响，另外电极的安置及固定也较困难，经常诱发异常的脑电活动[5，6]，迫切需要找到一种方法简便、可靠，在体外直接描记动物脑电活动的方法。本试验结合家兔头盖骨、大脑皮层解剖位置，对我院自繁培育的封闭群新西兰白兔进行了的脑电图测定和分析，同时找到了一种直接描记家兔颅外头皮脑电图的方法，现报道如下：

1 材料和方法

1.1 实验用兔及饲养管理

图1 新西兰白兔EEG图形

实验动物为自繁培育的封闭群新西兰白兔20只,雌雄各半，体重(2.5±0.18)kg。实验动物使用许可证编号：SYXK(军) 2007-029；实验动物生产许可证编号：SCXK(军) 2007-012。。家兔饲养于江苏苏州枫桥辐射制品厂生产的自动冲洗式不绣钢笼中，饲料为南京爱立默科技有限公司生产的家兔颗粒料，其中粗蛋白16%，粗纤维14%，粗脂肪5%，一日喂2次；自由饮水。

1.2 麻醉药品

盐酸氯胺酮注射液，江苏恒瑞医药股份有限公司产品，批号：国药准字H32022820 ；氟哌利多注射液，上海旭东海普药业有限公司产品，批号：国药准字H31020895

1.3 脑电图机

日本产光电4217型走纸式脑电图机。

1.4 EEG描记

1.4.1 头皮电极：医用15 mm不锈细针，用微型铜夹夹紧铜线缠绕固定于电极线备用。

1.4.2 电极安置：家兔两眼眶后眦连线前方约3 mm处和后方7 mm处与正中线左右旁开各5 mm处，共 4个点位，相当于兔双额及顶中央区。

1.4.3 描记方法：所有描记均在上午10:00时进行，将家兔按自然站立位扒卧(舒适体位)固定于兔架中，兔头在外，一边抚摸按抚兔头，使之安静闭眼，一边迅速轻揉将电极钢针刺入皮下，待兔安静后即可描记。定标电压为50 μV, 纸速3 cm/s。

1.5 ECoG描记

1.5.1 家兔麻醉：氯胺酮注射液按40 mg/kg混合2 mg/kg体重的氟哌利多注射液臀部肌内注射麻醉家兔，2～3 min后家兔即麻醉倒地，丧失痛觉，即可进行手术。

1.5.2 开颅手术及电极安置:按外科手术常规，保定动物，术部剃毛，消毒，盖手术巾、沿头顶正中矢状线切开头皮，暴露颅骨，于矢状缝两旁5 mm与冠头缝前方3 mm与后方7 mm交会点；用微骨钻分别钻孔，于硬膜外埋入4枚电极，牙托粉固定，待家兔自然苏醒后，放回笼内正常饲养。

1.5.3 ECoG的描记:术后二周开始描记EcoG(G=)，描记方法同1.4.3。

1.6 麻醉状态下ECoG的动态描记

描记了家兔在氯胺酮及氟哌利多混和麻醉下不同时间段的EcoG，方法同1.5.3

2 结果

2.1 EEG图形

描记了20只家兔的EEG，每只描记2次，共分析了40份EEG图形，基本节律为(16～20)c/s的β波，及(9～12)c/s的α波，波幅为(30～100)μV，此外还有少量波幅为(30～75)μV，(4～6)c/s的θ波散在或阵发出现，见图1。

2.2 ECoG图形

2.3 麻醉状态下不同时间段的ECoG的动态变化

3 讨论

3.1 EEG与ECoG的比较

比较分析了所描记的封闭群新西兰白兔的EEG及ECoG，可以发现ECoG一个明显的特点就是波幅为(150～300)μV，明显高于EEG的波幅(30～100)μV，而波形和节律为(10～12)c/s的α波及(16～20)c/s的β波为主，基本一致。ECoG波幅较高的原因可能是皮层电极离大脑皮层较近，因而电压较高。另外本文所描记的EEG是兔在清醒安静自然状态下所描记的，因而可以作为正常新西兰兔标准EEG图形。

图2 新西兰白兔ECoG

图3 麻醉后2 min新西兰白兔ECoG

图4 麻醉后5 min新西兰白兔ECoG

图5 麻醉后10 min新西兰白兔ECoG

图6 麻醉后15 min新西兰白兔ECoG

图7 麻醉后20 min新西兰白兔ECoG

图8 麻醉后25 min新西兰白兔ECoG

3.2 描记EEG与ECoG方法的比较

比较了描记EEG及ECoG的方法，显然描记EEG方法简便，操作简单，从安装电极到描记结束，一般只需20 min，操作熟练者一人完成整个描记过程。另外家兔无创伤，不需麻醉及手术，可以反复多次描记，还可利用条件反射训练家兔的配合，操作更简单，所描记的EEG与ECoG基本一致，完全可以反映脑电活动的情况，是慢性实验中观察脑电活动的一种简便可靠的方法。

3.3 描记EEG过程中干扰的排除

家兔在正常清醒生理状态下，描记其EEG有一定的困难，我们经过许多次尝试和摸索，采取了以下几点措施，取得了较好的效果。脑电图在急性脑血管疾病的早期诊断、病情评估及预后方面具有重要价值[7]。

首先对家兔的保定不能强行保定，否则家兔会因体位不好，体态不稳或惊吓，疼痛而剧烈拼命挣扎，无法描记。我们根据家兔的生物学特性，采取自然扒卧保定，这样家兔体位比较自然，配合较好，一般不剧烈挣扎，配合较好。

其次待家兔妥善保定安静后，一方面用手抚摸兔头按抚家兔，使其闭目养神，一面快速插入头皮电极针，家兔一般也不剧烈挣扎，配合较好。

最后保持周围环境的绝对安静，室内外无声息，描记EEG时室内绝对禁止人员的走动及任何声音，否则对EEG的描记干扰较大。

3.4 关于电极的放置部位

对兔脑的分层解剖观察，可以发现兔头顶盖骨面积小，2.5 kg家兔头顶盖骨面积大约为20 mm × 20 mm，兔大脑皮层从背面观察是一尖端向前的楔状体，前部为发达的嗅脑，其上方为额顶时，下方为颞叶，枕叶较小，位于最末端，并覆盖于顶叶之下。根据头顶盖骨的观察，以头盖骨冠状缝为界，前方下部为额叶，后方为顶叶，侧面及后下部为颞叶及枕叶，颞叶及枕叶相应的头皮部为耳根和眼旁，受干扰影响较大，不宜放置电极。经过反复比较，观察头皮、头盖骨及大脑皮层解剖位置的关系，最后

确定以正中矢状线和后眦连线为定标线，前方为额叶，后方为顶叶，在头皮上共取左右额顶叶4极，组成单双极导联，以两耳为无关电极，这样所描记的EEG受眼及耳活动干扰较小，图形稳定，重复性也较好。