帕金森病苍白球神经元放电的非线性特征

目的:研究帕金森病患者苍白球各部位神经元放电峰峰间期时间序列的非线性动力学特征,从非线性动力学角度讨论苍白球各部分在帕金森病发病机制中的作用。方法:选择2004-03/08在解放军第四军医大学唐都医院神经外科住院的帕金森病患者19例,行内侧苍白球腹后部毁损术,手术过程中应用微电极记录沿途苍白球外侧部和内侧部神经元单细胞放电信号,建立峰间期时间序列,分别计算其相关维数及最大Lyapunov指数,分析其差异。结果:苍白球外侧部是相关维数5.5～6.4维的复杂动力学系统,而苍白球内侧部为3.7～4.6维。苍白球外侧部的最大Lyapunov指数为0.36～0.45,苍白球内侧部为0.25～0.32。苍白球内侧部及外侧部神经元峰间期时间序列的最大Lyapunov指数均为正值。苍白球内侧部神经元峰间期时间序列的相关维数(4.18±0.32)及最大Lyapunov指数(0.29±0.02)均低于苍白球外侧部神经元(分别为6.03±0.31和0.41±0.03),差异有显著性意义(t=2.47,3.22;P均<0.01)。结论:帕金森病苍白球内侧部及外侧部电活动均具有混沌特性,但与苍白球外侧部相比,苍白球内侧部自由度更低,说明苍白球内侧部较外侧部提供更多的帕金森病病理情况下的电生理活动信息,也间接证明了帕金森病内侧苍白球存在神经元同步化放电的可能性。