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编号:10394097
帕金森病患者苍白球内多反应神经元电生理观察及意义
http://www.100md.com 《中华医学实践杂志》 2003年第6期
     【摘要】 目的 研究苍白球内侧部躯体运动神经元的分布、分类情况,观察苍白球内侧部多反应神经元电生理特性。方法 对本中心120例行单纯行苍白球内侧部(globus pallidus interior,GPi)手术的帕金森病(Parkinson’s disease,PD)患者行完整GPi运动相关细胞及震颤细胞识别。结果 本组在GPi内共检测到73个震颤细胞,而在GPe内仅有6个,故震颤细胞主要集中在GPi部分(92.5%);发现苍白球内侧部躯体运动神经元的分布有一定规律;在187个运动神经元中有55个(29.4%)为多反应神经元。结论 苍白球内侧部躯体运动神经元中存在多反应神经元,提示PD患者GPi内细胞处于过度活跃状态,为外科抑制性治疗提供佐证;同时该现象也对确定GPi躯体运动相关排列造成困难,但此现象并不影响苍白球毁损手术的实施。

    关键词 帕金森病 苍白球 多反应神经元 电生理

    【文献标识码】 A 【文章编号】 1684-2030(2003)06-0484-03
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    Electrophysiological observation of multiunits in

    globus pallidus interior of the patients with Parkinson’s disease

    Zhang Shizhong,Guo Yanwu,Zhou Yuan,et al.

    Zhujiang Hospital,the First Military Medical University,Guangzhou510282.

    【Abstract】 Objective To investigate the distribution and classification ofmotor neurons in globus pallidus interior(GPi)of patients with Parkinson’s disease(PD)and to observe the electrophysiological characteristics of multiunits in GPi.Methods We integrally identified the motor correlation cells and trembling cells in GPi of the120patients with PD in our institute,who received operation simply on GPi.Results 73termbling cells in GPi were deˉtected and6in GPe,indicating that the trembling cells were mainly distributed in GPi(92.5%).We even found some distributing law exited for the distribution of motor neurons in Gpi.Among the187motor neurons,55were multiunits,accounting for29.4%.ConclusionThe existence of some multiunits in the motor neurons in Gpi indicates the ultra-activity in the cells in GPi of PD patients,which provides evidence for restraining surgical treatment and results in the difficulty in confirming the arrangement of body movement correlation in Gpi as well,but forms no trouble in the operation of GP derogation.
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    Key words Parkinson’s disease globus pallidus multiunits electrophysiology

    近年来,微电极记录细胞外电位的方法在治疗帕金森病中被广泛应用,在GPi靶点的功能定位上提供了有效的方法。我们通过对120例行苍白球切开术(Pallidotomy)的PD患者苍白球内侧部神经元的生理特征进行详细的记录及分析,发现该部位有大量多反应神经元存在,报告如下。

    1 资料与方法

    1.1 临床资料 本组120例,选自本中心563例行Pallidotoˉmy的患者中符合下述条件者:(1)单纯行苍白球内侧部(GPi)手术;(2)完整行GPi运动相关细胞及震颤细胞识别;(3)术后3个月内行MRI扫描确认毁损灶位置;(4)术后1年行病情随访。120例中,男66例,女54例;年龄23~78岁,平均62.5岁。1.2 手术过程
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    1.2.1 术前准备 首先安装立体定向头架。本组77例应用双螺旋CT定位,安装CRW-2头架;43例应用核磁共振MRI扫描定位,安装CRW-3头架。影像学靶点选择,苍白球内侧核:水平中线旁开18mm,AC-PC中点前2mm,其平面下6mm。

    1.2.2 微电极电生理记录 苍白球功能定位:手术中微电极以微推进器导入至靶点位置。当微电极尖端抵达苍白球(GP)而出现异常细胞信号时,病人被动屈伸上肢的肩、肘及腕关节,下肢的膝、髋和踝关节,并要求病人用力呲牙张口;每一组异常电信号出现均做上述检测。如果肢体活动时电位改变超过40%及同一肢体关节3次活动均存在上述反应则被称为运动相关细胞。将对肢体活动有反应的神经元位置进行标定;当异常电信号消失时应用频闪灯光进行闪光刺激,以确定视束反应。

    1.2.3 GPi电刺激检测 运动电刺激:条件2Hz,10MA,本组运动临界值选择在3.0~6.0V之间。光反射电刺激检测:条件100Hz,1.0MA,本组临界值选择1.0~2.0V。在微电极对GPi功能定位后,射频针(尖端裸露端直径1.6mm,长2mm)沿最后确定针道行射频毁损治疗。温度72~75℃,时间60s。向上间隔2.5~3mm,再行2~3个毁损灶。
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    2 结果

    2.1 苍白球电生理特征 在苍白球外侧部(GPe),相当于解剖靶点上7.0~12mm处,有两种类型的细胞:一种是10~20Hz的神经冲动,即低频神经冲动(LBF);在其腹深部可测及30~60Hz的间断性神经放电。微电极随后经过一个0.6~1mm厚背景噪音相对安静及细胞电位不高于15Hz的外髓板区进入到GPi。GPi一般位于解剖靶点上6mm至靶点下1.5mm。在此期间细胞放电频繁,频率在30~210Hz,与GPe相比间断期明显减少,常常形成连续爆发放电,高频高幅。GPi及GPe内神经元放电与部分肢体运动相关,背景噪音亦与运动同步变。微电极到达GPi最腹侧细胞电冲动消失,背景噪音安静,测视束闪光试验,确认与视束关系。在GPi内测到与肢体震颤同步的神经放电,其频率在3~8Hz,即震颤细胞。本组共检到73个震颤细胞,而在GPe内仅测到6个,故震颤细胞主要集中在GPi部分(92.5%)。

    2.2 苍白球内侧部躯体运动神经元的分布 运动相关神经元在GPi内背腹分布情况有一定规律:下肢相关神经元大部分处于GPi的背部,有半数分布在GPi最背侧1/3位置;上肢运动神经元有70%分布在GPi中腹部;而面部及下颌运动相关神经元则绝大部分在GPi的腹部(表1)。从内 外方向统计,上肢分布相对靠中外侧(即X≥20mm),约占63.5%,面部及下颌关节亦靠近外侧(约占71%)下肢则相对靠内侧多些(X≤18),约占65%。73个震颤细胞在GPi内分布较分散、背腹及内外方向散布,无特殊性。
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    微电极记录的120个GPi中运动神经元作相关部位分析。此120个GPi共行251个记录针道,平均每例2.05个针道。采集到的504个(组)神经元放电中有187个(37.1%)与肢体运动或面部活动相关(即运动神经元)。其中132个运动神经元仅对一个关节(部位)活动有反应,其余55个(29.4%)均与两个以上关节(部位)运动相关,即多反应神经元(multiunits)。下肢、上肢及面部三部分运动神经元在GPi的不同部位(按1/3等分为背、腹及中部)分布列表统计(表2)。在55个多发神经元中,有30个是同时牵涉上、下肢或面部,因此未列入分析。

    表1 苍白球内侧部运动神经元分布情况 (略)

    表2 苍白球内侧部运动神经元分类(略)

    2.3 苍白球内侧部多反应神经元分析 相关关节(部分)指上肢的腕、肘及肩关节、下肢的踝、膝及髋关节,而面部运动计作一个关节。涉及部位指与此神经元相关的两个(或多个)关节所涉及上、下肢及面部的情况。55个多反应神 经元中,有30个(54.6%)多反应神经元不是在同一部位区内,即同一神经元既可以对上肢又可以对下肢或面部运动产生反应(表3)。
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    表3 55个多反应神经元情况分析(略)

    3 讨论

    近10年来,人们对PD的动物模型MPTP猴(MPTP诱发性Parkinson综合征)的脑苍白球(GPi,GPe)的电生理进行 了详尽的研究,得出了较一致的结果:PD状态下,GPi神经元出现不正常高水平的电生理活动,处于不正常的兴奋状态,其与PD的僵硬及运动迟缓症状是密切相关的,同时在GPi内发现3~8Hz的爆发式放电是与震颤相伴随的。由此推断,通过毁损或高频电刺激等方式降低其电活动,可以达到缓解上述症状的目的 [1~3]

    本组观察人类PD的GPi内存在着一个神经元对2个以上躯体部位或关节活动产生运动相关反应现象,此种神经元称为多反应神经元(Multiunits) [2,3] 。Vitek在其观察的56个PD病人中提到424个运动神经元中有个别神经元对多个肢体关节活动有反应,但未作详细描述及讨论 [4] ;而Guridi在对18例PD病人145个运动相关神经元的分析中发现有15个神经元对多个关节活动有反应,其中对下肢多关节运动反应有5个,对上肢多关节运动反应有10个,但仍未详细叙述及分析。他们均排除了由于实验中不慎牵拉到其他关节的可能 [5] 。Vitek甚至想到在观察近端活动关节时,用夹板固定远端关节的方法以不牵拉到远端关节。
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    本组在187个运动神经元中有55个(29.4%)是对躯体或肢体两上以上部位有反应的神经元,其中大部分神经元(96%)是对对侧肢体活动有反应,仅少数(4%)同时对对侧肢体均有反应,此种现象在人类PD患者中少有报道。

    事实上,无论人类PD时或MPTP猴中,GPi中此种多反应神经元是确实存在的,它是PD病理生理的一部分,此现象提示在PD状态下GPi电生理运动异常兴奋活跃,神经元细胞及其树突处于兴奋泛化状态。而正确的识别判断对于GPi的电生理解剖构图以及手术均极为重要。众多以猴子作为模型的实验中均发现了此种现象:在正常对照组GPi内运动相关神经元均是一个神经元只对躯体一个部分或关节的活动起反应,但在MPTP的PD猴上却存在着一个神经元常常对2个以上躯体运动产生反应。早期有学者分析是由于尽管测试时是仅活动一个关节,但PD状态下僵硬的肢体增加了跨关节的机械传导。此时的纹状体苍白球系统对于此跨关节传导的微小刺激有一个放大功能,将一个关节的运动变成相近的多关节运动。此种解释不足以说明在MPTP猴中出现的常常在多部位反应中出现一个肢体的远端及近端有反应,而中间关节则无反应或双侧肢体对一个神经元均有反应的现象。很明显,用机械传导理论解释是不充足的 [2,3]
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    我们综合本组结果及参考动物实验的解剖生理情况,认为多反应神经元应该是PD黑质致密带多巴胺神经元衰变,多巴胺含量降低所导致的一种苍白球神经元兴奋性增高,选择性降低的病理表现 [6~8] 。Filion等 [9] 描述了在PD状态下的GPi出现了功能改变即苍白球神经元的长树突与传入的纹状体输出纤维成垂直交叉。在病理状态下,长树突辐射调整传入其它信号给它的神经元,致使它的神经元 出现功能改变。例如一个神经元只接受下肢传来的信号,但它的长树突可以从纹状体输出纤维接受上肢运动的信号,由此造成一个神经元即可对下肢产生反应,又可以对上肢产生反应。多巴胺机制能改变苍白球的神经元的活性及反应程度。此GPi神经元泛化的反应,对依据此反应而进行确定GPi躯体运动相关排列造成困难。

    对于多反应神经元哪个是真正的代表部位,Filion [9] 认为把电生理记录时的声音按强弱分为4级,相对反应最强的那个部位即是此神经元所代表的位置,其余的均为泛化造成的结果。本组55个多反应神经元大部分有强弱之分,而少部分存在着反应强度相近的现象。此现象并不影响PD苍白球毁损手术的实施,微电极电生理检测只是找出与肢体运动相关的神经元,而并非将其逐个分离开来。由于最强的神经元均在GPi对侧肢体(即患侧躯体),无论是哪个部位,毁损终是要进行的,手术医生的判断起着决定性的作用。尽管多反应神经元占总运动神经元比例不大,不会改变GPi整个电生理排列的确定。
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    参考文献

    1 DelongMR.Activity of pallidal neurons during movement.J Neurophysiˉol,1971,34(3):414-427.

    2 Filion M,Trembiay L.Abnormal spontaneous activity of globus pallidus neurons in monkeys with MPTP-induced parkinsonism.Brain Res,1991,547(1):142-151.

    3 Filion M,Tremblay L,Bedard PJ.Effects of dopamine agonists on the spontaneous activity of globus pallidus neurons in monkeys withMPTP-induced parkinsonism.Brain Res,1991,547(1):152-161.
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    4 Vitek JL,Bakay RA,Hashimoto T,et al.Microelectrode-guided palliˉdotomy:technical approach and its application in medically intractable Parkinson’s disease.J Neurosurg,1998,88(6):1027-1043.

    5 Guridi J,Gorospe A,Ramos E,et al.Stereotactic targeting of the globus pallidus internus in Parkinson’s disease:imaging versus electrophysiˉological mapping.Neurosurgery,1999,45(2):278-289.

    6 Palombo E,Porrino LJ,Bankiewicz KS,et al.Local cerebral glucose utiˉlization in monkeys with hemiparkinsonism induced by intracarotid infuˉsion of the neurotoxin MPTP.J Neurosci,1990,10(3):860-869.
, http://www.100md.com
    7 Pare D,Curro’Dossi R,Steriade M.Neuronal basis of the parkinsonian resting tremor:a hypothesis and its implications for treatment.Neuroˉscience,1990,35(2):217-226.

    8 Robledo P,Feger J.Excitatory influence of rat subthalamic nucleus to substantia nigra pars reticulata and the pallidal complex:electrophysiˉological data.Brain Res,1990,518(1-2):47-54.

    9 Filion M,Tremblay L,Bedard PJ.Abnormal influences of passive limb movement on the activity of globus pallidus neurons in parkinsonian monkeys.Brain Res,1988,444(1):165-176.

    (收稿日期:2003-03-10) (编辑 罗彬), 百拇医药(张世忠)