生理行为的睡眠周期和探索性行为等重要参数的完整和sham-operated动物和通常被认为是影响实验协议执行中,神经外科。然而,没有足够的证据在文献中对观察到的行为和认知的影响深微电极植入手术后在神经系统疾病动物模型与研究各种脑疾病患者( 1, 2]。此外,大多数现有的研究强调了形态学和分子发现手术后,如炎症反应,血脑屏障破坏,甚至精细运动控制赤字和实验动物生理行为(不考虑 3- - - - - - 9]。同样,在研究利用动物模型的神经系统疾病,手术病理现象的影响被研究往往是最小化。一个例子是研究癫痫发作和癫痫模型,电生理参数,如高频振荡,这是已知的与疾病相关的研究而不考虑可能的手术效果。此外,这些手术通常涉及特定的大脑区域,如海马和皮层;这些区域包含相关电路通过θ和伽马与认知过程与特定的生理节奏和脉动事件和行为,如睡眠周期( 10- - - - - - 12]。大多数这些手术涉及的植入电极或微电极进入大脑记录为目的的电子信号和/或植入的引导套管插入透析探针或细针药物管理局( 10- - - - - - 13]。基于这些考虑,我们进行了时序分析的影响深微电极植入手术假和癫痫大鼠海马的生理和病理行为。生理行为研究是安静的清醒、睡眠和探索性活动,和病理行为研究是根据拉辛惊厥的发作。这些行为评估在一段时间内从手术后15天前15天。此外,(a)之间的关系延迟的自发性癫痫发作的时间持续了老鼠在拉辛尺度3,4,5每天之前和之后的手术和(b)快速波动的数量之间的相关性(FR)记录并扣押事件的数量和严重性在同一天进行分析。

在分析深部脑电图记录从癫痫组,获得346 FR事件注册领域的观察。当这些与不同尺度来确定是否存在线性关系FR发生和癫痫发作的严重程度和间接相关手术的影响,之间没有显著相关性FR和事件的发生规模4(ρ0.63, p 值0.25)或5(ρ-0.7, p 值观察(图0.18) 1)。

癫痫动物显示,睡眠时间明显降低手术后( t 以及, p = 0.009 ),但他们的安静的清醒和探索性行为并非由手术(图修改 2(一个))。另一方面,减少持续时间安静觉醒时期的观察在虚假的动物组手术后( t 以及, p < 0.00001 这些动物),所花费的时间的探索性行为增加( t 以及, p < 0.00001 )(图 2 (b))。癫痫和虚假的动物的生理行为的比较显示,安静的清醒时间显著增加虚假组手术前( t 以及, p = 0.0081 )和睡眠,增加探索性行为时间手术后( t 以及, p = 0.0086 和 p < 0.00001 分别(图) 2 (c))。

此外,结果表明,规模4事件持续很长时间手术后( t 以及, p = 0.0012 );增加数量的尺度4和5的事件也观察到( t 以及, p = 0.02 和 p = 0.01 分别)(数据 3(一个)和 3 (b))。然而,事件的持续时间之间的比例和数量的事件的规模显示增加规模仅为癫痫4(图 3 (c))手术后( t 以及, p = 0.004 )。当我们分析总发作的平均持续时间/事件观察每天的期间从手术后15天前15天在每一个动物,我们发现,手术没有修改每日癫痫动物(图中观察到的模式 4)。老鼠短延迟第一个自发性癫痫发作(≤60天)显示高可变性在规模扣押事件的持续时间4拉辛规模前后手术。相比之下,动物长延迟(≥90天)显示一个稳定的模式在这个参数之前和之后的手术(图 4)。

我们没有发现差异的平均睡眠时间假期间和癫痫组手术前15天;然而,应该指出的是,尽管每天花同样多的时间睡觉的虚假的动物,从事更多的癫痫大鼠的睡眠时间。这是符合睡眠破碎的现象,增加光睡眠和减少睡眠效率,深度睡眠,和快速眼动(REM)睡眠发生;这个现象被描述在人类 16和在动物模型 17- - - - - - 19]。同样,癫痫大鼠花更少的时间在安静的清醒和探索性行为而虚假的集团。变化类似于这些观察患者的颞叶癫痫和参与学习和记忆 18, 20., 21]。然而,植入手术后15天,睡眠时间减少和探索性行为观察癫痫大鼠。这可能是这些动物的睡眠质量降低的证据( 19, 21- - - - - - 23)和可能表明各种白天过度嗜睡等症状或注意力障碍出现在动物的时间安静的清醒,导致减少探索性行为中观察到癫痫的动物。这种效应可能是类似于一个框架(患者所观察到的现象 18, 19, 23]。然而,我们的研究的一个限制是没有比较完整和癫痫动物没有植入手术。然而,这一结果与先前的研究结果一致的注入深度电极脑电图记录修改了生理周期大鼠癫痫发作,首先减少它们的运动活动,随后增加( 24]。我们的研究的一个优势是,行为归类为安静的清醒,探索,不仅睡眠和活动与光暗周期有关。我们能够排除这样一种可能性,即行为产生的影响手术造成的癫痫组致病过程本身,因为同样的行为分析手术前15天期间。相比之下,虚假的组,显著增加的平均时间探索和睡觉的时间以及减少花在安静的清醒手术后观察。这种类型的生理行为在海马体振荡活动密切相关,如γ和θ节律( 24, 25),以及各种类型的学习,如空间学习、规划( 26, 27),和记忆 28, 29日]。此外,有证据表明,大脑皮层和海马损伤导致神经元损失和广泛的损害影响多样化的行为( 30.]。因此,手术可以改变所产生的损伤海马活动的有节奏的控制,同时,影响相关行为通过炎症反应和明显的抑制性中间神经元的死亡在齿状回的门 24]。这种改变的作用抑制海马锥体细胞也观察到在其他研究中,空间和非空间学习和记忆测试期间执行epileptogenesis和框架 20., 26, 27, 31日- - - - - - 33]。

以同样的方式,手术扣押事件的平均持续时间增加4和扣押事件的数量规模尺度4和5。尽管手术后的修改在扣押事件的强度根据拉辛规模并没有被描述在文献中,昼夜周期的修改在动物受到手术被描述 24]。我们的结果与其他研究结果一致,增加的数量和持续时间观察癫痫手术电极植入后( 17- - - - - - 19]。然而,观察扣押事件的数量没有增加伴随着增加的平均时间在此期间规模5的老鼠经历了癫痫发作;癫痫发作的规模3 30天内没有改变(事件的数量和规模发作的持续时间3保持在比约为1:1)。这些结果可能是因为它很容易区分行为与规模相关,如震动、因为他们持续更长的时间比生理行为,如挠,打扮和行为相关的不适的动物。这一事实存在技术上的困难与确定姿态的癫痫动物的视频监控,从而区分发作期间尺度4和5可以解释为什么事件的规模只有4类的事件显示,手术后持续时间显著增加。

发作严重程度来确定观察到的变化是由于手术或epileptogenesis的直接影响,在这一社会团体内部的分析之间的关系延迟第一自发性癫痫发作,癫痫发作的总持续时间尺度上3、4和5,每天发作事件的总数/动物进行评估。结果显示高可变性的动物 延迟 < 60 天 与动物相比,≥90天的延迟。癫痫动物长延迟显示每天4 s的癫痫发作,非常类似于规模平均时间/事件的参数4,这个模式仍然在手术后,并没有影响( 34]或修改epileptogenesis;此外,这些动物显示更好的建立病理过程中有更少的变化。因此,内部的变化观察组手术后癫痫动物可能是由于睡眠和癫痫(之间的内在关系 35, 36)以及睡眠周期的影响发展的发作。这是符合证据发现在人类患者( 37, 38]。

最后,癫痫发作的严重程度之间没有相关性根据拉辛规模和FR活动被发现在目前的研究中,可能是因为很难一次脑电图记录为了配合动物的发作。这是一个技术限制,可以提高通过扩展脑电图记录的时间。此外,很难确定FR手术植入的效果,因为他们只能通过深部脑电图电极观察和分析;因此,植入的效果是有限的,即使我们试图确定它间接的严重程度量表之前和之后植入手术。尽管我们无法比较我们的结果与文献中类似的数据,Bragin和同事( 33, 39, 40]证明了早期发生直接关系的FR和FR发生早期自发的和反复发作的红藻氨酸诱导的框架模型。

我们得出结论,在癫痫的动物,一个主要的行为受到微电极植入手术是睡眠;由于这个行为的改变,减少勘探活动也被发现。此外,平均每天在癫痫发作的时间规模4提高癫痫大鼠接受微电极植入手术,和扣押事件的数量增加的尺度4和5是手术后观察这些动物。相比之下,虚假的组的动物显示减少安静的清醒和睡眠的增加手术后和探索性活动。另一个重要的观察在我们的研究是第一次发作的延迟和它的变化显示出稳定的模式动物的延迟大于90天。这揭示了抽搐的发展过程中,细胞,分子,和电生理学的变化必须发生,允许建立和广义的癫痫。在24/7的分析视频监控为30天,我们观察到癫痫规模5发生,规模4癫痫是必要的,而且是在如此大规模的活动4在数量和时间的变化被观察到;此外,这些变化持续在手术后15天。最后,没有明显的FR和扣押事件的发生之间的相关性不同的尺度上观察。