作者：张苏明，李莉，徐振华，王丹
【摘要】 目的 观察重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation， rTMS)对丙泊酚所致学习记忆损伤小鼠的影响。方法 将小鼠分为3组：脂肪乳(10%)组(L组)、丙泊酚(20 ml/kg)组(P组)、丙泊酚(20 ml/kg)+ 经颅磁刺激组(T组)，每组10只。训练前30 min给药，T组小鼠给药后10 min接受300次刺激(10 Hz、1. 0 Tesla、 200 μs)。利用避暗实验，记录小鼠训练当日和给药后24 h的潜伏期和错误次数。结果 在训练当日，与L组相比，P组和T组潜伏期缩短(P<0. 01)，错误次数增多(P<0. 01);用药后24 h，与P组相比，T组潜伏期延长(P<0. 01)，错误次数减少(P<0. 01)。结论 rTMS能改善丙泊酚引起的学习记忆损害。
【关键词】 重复经颅磁刺激;丙泊酚;避暗实验;学习;记忆
重复经颅磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation， rTMS)是一种新型非创伤性的神经科学研究工具，并可能成为精神疾病的治疗手段[1]。rTMS是利用交变的电流产生交变的磁场，再通过交变的磁场产生的电流作用于特定区域的脑组织神经细胞，使其去极化而产生生物效应。高频rTMS能提高皮质兴奋性并影响复杂的脑功能活动。通过对动物细胞和分子水平以及对人的神经生理、神经影像的研究，证实了rTMS对中枢功能有局灶性和间接性影响[2]。丙泊酚是临床常用麻醉药，研究显示丙泊酚有遗忘作用[3] ，且对学习记忆的影响呈剂量依赖性[4]。若rTMS能改善丙泊酚造成的学习记忆损害，将减少术后不良反应，提高患者生活质量，但rTMS是否能改善丙泊酚造成的学习记忆损害，国内外鲜见报道。本实验采用避暗实验(step-through test)观察rTMS对腹腔注射丙泊酚后小鼠学习记忆的影响。
1 材料和方法
1.1 实验动物 昆明种小鼠 30只，雌雄各半，体重20～28 g，由徐州医学院实验动物中心提供。实验前1天使小鼠熟悉实验室环境，自由摄食、饮水。
1.2 实验药品 丙泊酚注射液(Fresenius KabiAB公司，批号:Ul16844)。用生理盐水(NS) 稀释成所需浓度。
1.3 主要仪器 BA-200型小鼠避暗仪，成都泰盟科技有限公司研制，实验装置分为明暗两室，两室之间有一直径为3 cm的圆洞，暗室底部铜栅通电。rTMS仪(自制，磁场强度1. 0 Tesla，90 A·μs ) ，线圈为环型，外径95 mm，内径55 mm，圈数15，启始电流为顺时针方向。刺激频率10 Hz，波形为双相，脉冲宽度为200 μs。线圈温度和刺激强度由仪器自动监控。
1.4 避暗实验及经颅磁刺激治疗 按分层随机区组设计，将小鼠分为脂肪乳组(L组)、丙泊酚组(P组)和丙泊酚 + 经颅磁刺激组(T组)，每组10只，使各组小鼠平均体重和性别比例无显著性差异。训练前30 min L组腹腔注射10%脂肪乳，P组和T组腹腔注射20 ml/kg丙泊酚，所有药物均按照10 ml/kg的容积给予。用药后10 min T组开始进行经颅磁刺激治疗，每次rTMS 6组(每组50次脉冲刺激，共300次磁刺激)，每组的刺激间隔为30 s。线圈中心置小鼠颅顶上并不接触小鼠头部，与脊柱线平行。由于rTMS对肌肉的直接作用，可见肌肉的轻微颤动，小鼠并无其他明显的不适。各组在用药30 min后进行电击训练。训练时先将小鼠放入反应箱中适应3 min，然后暗室底部铜栅通40 V、50 Hz交流电，将小鼠背对洞口放入明室，小鼠进入暗室则受到电击，记录小鼠第1次进入暗室的时间(潜伏期)，5 min内进入暗室的次数(错误次数)，作为小鼠的学习成绩。用药后24 h重新测试各小鼠，记录潜伏期和错误次数，作为记忆成绩。5 min内小鼠未进入暗室，错误次数计为0，潜伏期计为300 s。
1.6 统计学处理 用SPSS 13.0统计软件进行数据处理，错误次数及潜伏期均用±s表示，采用单因素方差分析 LSD检验，P<0.05认为差异有统计学意义。
2 结 果
从表1 可以看出，在训练当日，与L组相比，P组和T组潜伏期缩短(P<0. 01)，错误次数增多(P<0.01)。但与P组相比差异无统计学意义;用药后24 h，与P组相比，T组潜伏期延长(P<0.01)，错误次数减少(P<0.01)。表1 重复经颅磁刺激对丙泊酚所致学习记忆损伤小鼠的影响与L组比较：##P<0. 01;与P组比较：**P<0.01
3 讨 论
记忆是脑重要的高级功能之一，目前认为某些神经元突触的激活、新突触的形成、新蛋白的合成、神经肽、激素及一些神经递质如乙酰胆碱、多巴胺等都可能参与学习和记忆过程。因此学习和记忆可受到多种因素的影响。国内外常用避暗实验来研究记忆。
我们的实验结果表明，在训练当日，与L组相比，P组和T组潜伏期缩短(P<0. 01)，错误次数增多(P<0. 01);表明丙泊酚能使小鼠学习功能减退，而重复经颅磁刺激未能改善丙泊酚所引起的小鼠学习成绩下降。用药后24 h，与P组相比，T组潜伏期延长(P<0.01)，错误次数减少(P<0.01)，表明rTMS能改善丙泊酚造成的小鼠记忆损伤，其机制可能是在脑深层处产生感应电流，从而影响相应脑部神经细胞，通过调节其频率、强度、刺激间歇及持续时间可影响中枢神经系统的兴奋性。重复的磁刺激可降低突触传导的阈值使原来不活跃的突触变为活跃的突触从而形成新的传导通路。磁刺激能影响脑内多种神经递质和离子水平促进脑源性神经营养因子的表达[5]。但是由于记忆本身的神经生化和分子机制还未完全明了，而且rTMS对学习记忆的影响及影响程度可能与rTMS参数 (频率、强度等) 有关。因此rTMS对记忆的影响机制有待于更多、更深入的研究。
参考文献
[1] Post A， Keck ME. Transcranial magnetic stimulation as a therapeutic tool in psychiatry: what do we know about the neurobiological mechanisms? [J]. J Psychiatr Res， 2001， 35(4):193-215.
[2] Lisanby SH， Belmaker RH. Animal models of the mechanisms of action of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): comparisons with electroconvulsive shock (ECS) [J]. Depress Anxiety， 2000， 12(3):178-187.
[3] 孙国勤，徐惠芳，江伟，等. 异丙酚对顺行性遗忘和逆行性遗忘的影响[J]. 中华麻醉学杂志，2000，20(10)：612-614.
[4] 许继元，戴体俊，莫逊，等. 丙泊酚对小鼠学习记忆功能的影响[J]. 徐州医学院学报，2008，28(1):1-3.
[5] Müller MB， Toschi N， Kresse AE， et al. Long-term repetitive transcranial magnetic stimulation increases the expression of brain-derived neurotrophic factor and cholecystokinin mRNA， but not neuropeptide tyrosine mRNA in specific areas of rat brain [J]. Neuropsychopharmacology，2000，23(2):205-215.