基于多通道局部场电位同步性分析的大鼠癫痫发作预测和控制

癫痫是严重危害人类健康的重大神经系统疾病之一。目前主要以脑电信号为特征信号预测癫痫发作，本项目拟在神经网络层次上，通过对病灶区多通道局部场电位同步模式的分析，更精确的预测癫痫发作的时间，在发作前期给予干预刺激控制癫痫的发作。本项目应用植入式多通道微电极记录技术，在癫痫大鼠病灶区（颞叶）植入32通道微电极（其中2个通道为刺激电极）,记录清醒状态下癫痫大鼠病灶区（颞叶）30通道局部场电位：1.离线数据处理：用小波分析的方法获取癫痫发作前期至发作期关键的小波分量，与视频监控大鼠癫痫发作时间进行比对，确定给予干预电刺激的关键时间点；2.在线实时分析：在关键小波分量对应的频段对局部场电位进行实时处理，在关键时间点，确定给予刺激的大小和模式，控制癫痫的发作。整个过程形成一个记录- - 预测- - 干预控制的闭合回路。

癫痫是严重危害人类健康的重大神经系统疾病之一。本项目应用植入式多通道微电极记录技术，在癫痫大鼠病灶区（海马区）植入多通道微电极阵列，在神经网络的层次上对病灶区多通道局部场电位同步模式进行分析。记录清醒状态下癫痫大鼠病灶区局部场电位：用小波分析的方法获取癫痫发作前期至发作期LFPs 4个生理波段，即δ、θ、β和γ波段，应用互相关分析，锁相值分析和动态相似性分析对癫痫发作前期至发作期进行分析，结果显示在δ波段，癫痫发作前期、发作期和发作后期两两比较，癫痫发作前期、发作后期各通道与参考通道间的的互相关系数显著高于发作期；癫痫发作前期和发作期各通道与参考通道互相关系数无明显差异；在θ、β和γ各期间未见明显差异（P<0.05）；在δ波段，癫痫发作前期各通道相对于参考通道的PLV值显著高于发作期；在θ、β和γ频段各期间未见明显差异（P<0.05）。在癫痫发作前期，动态相似性指数明显降低。应用上述结果并与视频监控相结合，可以确定癫痫发作时间并给予干预电刺激，继而干预控制癫痫发作。