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目的: 通过动物实验研究,探讨耳甲区电刺激(Electrostimulation at Auricular Concha Region,EA-ACR)对PCPA失眠模型大鼠脑电活动的影响。 方法: 将健康雄性SD大鼠24只,分为空白组、模型组、耳甲电刺激组(EA-ACR)、耳缘电刺激组(Electrostimulation at Ear-tip Area,EA-ETA),每组6只。大鼠适应性饲养一周后进行麻醉状态下电极安置手术,将自制的微型电极置于大鼠的颅骨,并以义齿基托树脂将电极固定,在正式进行脑电记录之前,将带导线的插头和大鼠头部的自制微电极插座相连,即可采集EEG信号。术后将大鼠单笼饲养于自制的通风玻璃笼中,并给予7天伤口恢复时间。恢复7天后,模型组、耳甲电刺激组、耳缘电刺激组分别采用PCPA(Para-chlorophenylalanine)连续2天腹腔注射(45mg/100g)制备失眠模型,造模后使用韩氏电针仪对耳甲电刺激组和耳缘电刺激组进行连续7天的干预刺激,其中耳甲电刺激组的电针刺激区域是耳甲迷走神经分布区,耳缘电刺激组的电针刺激区域是耳缘区。电刺激参数:①频率为2/15Hz(2和15Hz交替波,每秒转换);②刺激强度为2mA;③刺激时间:每天上午8:00-9:00刺激1次,每次30min,并在这7天的干预时间里于每天上午9:00-下午5:00连续8小时采集各组大鼠EEG(electroencephalo-graph,EEG)。EEG信号采集后,应用基于快速傅里叶变换的功率谱分析方法,比较干预前后各组大鼠delta、theta、alpha和beta频段的功率百分比结果。 结果: 从功率谱分析结果来看: ①空白组与模型组各频段的功率百分比比较:由于空白组内大鼠各频段的功率百分比组内差异小(P>0.05),故将空白组大鼠连续7天的delta、theta、alpha和beta的功率百分比各自计算出总平均值,用来与模型组进行对比。功率谱分析结果显示,空白组大鼠在安静的状态下,脑电信号以delta和theta频段为主(空白组delta80%,theta14%,alpha6%,beta2.3%),符合大鼠的正常生理表现。造模后,与空白组各频段功率谱百分比相比,模型组delta频段的功率占比明显下降(P<0.05),theta频段明显上升(P<0.05),alpha(P<0.05)和beta(P<0.05)频段也相对上升(模型组7天各频段功率占比均值:delta53.6%,theta30.7%,alpha10.4%,beta5%)。说明造模后,模型组大鼠的功率主峰右移、睡眠程度变浅,提示造模成功。 ②各组delta频段的功率百分比比较:与模型组相比,从第一天开始,EA-ACR组delta频段的功率占比逐步增加,并在第三天达到了峰值(增长率:第一天6.5%,P>0.05;第二天15.2%,P<0.05;第三天21%,P<0.05),EA-ACR组和模型组之间的差异逐渐增大。EA-ACR组delta频段的功率占比在第一天和第三天分别恢复到了正常组值的74%、91.8%。从第四天开始,该增长趋势没有一直持续而是逐渐有所下降(增加率:第四天15.7%,P<0.05;第五天10.9%,P>0.05),到第六天开始增长率再次增加(增加率:第六天13.9%,P<0.05),到第七天增长率为15.1%(P<0.05)。与模型组相比,EA-ETA组delta频段的功率占比由第一天低于模型组值的4%到第二天略有增长(增长率:第二天4.6%),但与模型组相比增长不显著(P>0.05)。第三天delta频段的功率占比值接近模型组(P>0.05),第四天至第五天,delta频段的功率占比值甚至比模型组更低(增长率:-3.7%),到第五天增长率为-9.4%,表明大鼠失眠状态进一步向更兴奋状态进展,EA-ETA对失眠大鼠没有表现出积极的改善作用。从第六天到第七天,EA-ETA组这种低于模型组值的功率占比略有增加(增加率:第六天2.6%,第七天2.7%),但与模型组相比无统计学差异(P>0.05)。 ③各组theta频段的功率占比变化比较:与模型组相比,第一天至第四天,EA-ACR组theta频段的功率占比逐步降低(降低率:第一天1%,第二天10.4%,第三天15.1%,第四天15.9%),组间具有明显的差异(P<0.05)。第五天至第六天降低率未持续增加(降低率:第五天7.5%,第六天7.5%)(P>0.05),第七天又再次降低(降低率:第七天8.2%,P>0.05)。与模型组相比,第一天至第二天,EA-ETA组theta频段功率占比有微弱下降(下降率:第一天1.9%,第二天1%),与模型组无显著差异(P>0.05)。第三天,theta频段功率占比下降率为9.2%(P>0.05),第四天上升(P>0.05),这意味着EA-ETA没有积极改善失眠,相反的EA-ETA组大鼠与模型组相比处于更加兴奋的状态。虽然第五天至第七天,EA-ETA组theta频段占比又有所降低(降低率:第四天0.1%,第五天1.4%,第六天1.2%,第七天1.3%),但与模型组相比无明显差异(P>0.05)。 ④各组alpha频段的功率占比比较:与模型组相比,第一天至第三天,EA-ACR组alpha频段的功率占比呈现逐步下降的趋势(降低率:第一天-0.8%,第二天2.9%,第三天5.6%),第四天至第七天呈现缓慢的波动(第四天1.7%,第五天2.6%,第六天2.4%,第七天3.5%)与模型组相比,组间无统计学差异(P>0.05)。与模型组相比,第一天至第七天,EA-ETA组alpha频段的功率占比呈现缓慢且轻微的波动(降低率:第一天1.6%,第二天0%,第三天2.7%,第四天0.6%,第五天1%,第六天-0.1%,第七天0.4%),与模型组无明显差异(P>0.05)。 ⑤各组beta频段的功率占比比较:与模型组相比,第一天至第七天,EA-ACR组beta频段的功率占比呈现了逐步下降再上升,而后又下降的轻微波动趋势(降低率:第一天-1.2%,第二天1.46%,第三天2.9%,第四天1.5%,第五天2%,第六天2.3%,第七天1.8%),与模型组相比组间差异逐渐增大(P<0.05);与模型组相比,第一天至第五天,EA-ETA组beta频段的功率占比呈现出一个上下波折的趋势(降低率:第一天1.7%,第二天1.8%,第三天0.6%,第四天0.95%,第五天0.1%),但第六天至第七天甚至高于模型组值(超出模型组占比值:第六天0.35%,第七天0.6%),与模型组相比,无统计学意义(P>0.05)。 结论: EA-ACR能显著提高失眠大鼠EEG信号中delta频段的功率百分比,显著降低beta频段的功率百分比,能显著降低theta频段第一至四天的功率百分比,而对alpha频段的功率百分比没有产生明显的影响,表明EA-ACR很可能激发了大脑神经元的同步振荡,从而使EEG信号中低频delta波和高频beta波功率谱分布特征发生了变化,反映了失眠大鼠的大脑皮层兴奋状态得到抑制,为EA-ACR改善大鼠失眠状态提供了有效证据。