（耳鼻咽喉科学专业论文）经颅微电流刺激定位大鼠皮层面部运动代表区.pdf

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胡须运动代表区有两部分：第一部分位于前内侧皮层，面积平均为 9 s m m 2 ，该区域平均有效刺激点为3 8 个该区域的内侧部分在1 r i 下诱发同 侧胡须的运动，平均面积为2 5 r a m 2 ，有效刺激点平均为l o 个，平均1 r i 为2 8 山东大学硕士学位论文 i ia 4 5 ( n = 5 0 ) ，其余部位则诱发对侧胡须的运动，平均面积为7 r a m 2 ，有效 刺激点平均为2 8 个，平均1 1 为2 2 1 ta 4 _ - _ 7 4 ( n = 1 4 0 ) 。刺激电流强度达3 5l la 以上时则可诱发双侧胡须的运动第二部分位于后外侧皮层，面积平均为 1 3 5 r a m 2 ，该区域平均有效刺激点为5 4 个，1 r i 为1 5l ia _ 9 4 ( n = 2 7 0 ) 。 2 眼睑的运动代表区与后外侧胡须运动代表区完全重合，位于其外侧， 面积平均为3 r a m 2 ，该区域平均有效刺激点为1 2 个，1 1 为4 0l ia 5 4 ( n = 6 0 ) 3 耳廓的运动代表区位于a m 胡须运动代表区的外侧，表面积非常小， 平均l 肋n 2 ，平均有效刺激点仅为4 个，1 1 为2 3l la 8 2 ( n = 2 0 ) 且支配同侧 耳廓运动。 4 口唇运动代表区位于耳廓运动代表区的前外侧，a m 胡须运动代表区 的外侧，表面积约为2 r a m 2 ，平均有效刺激点为8 个，1 1 为2 0l la 7 3 ( n = 4 0 ) 结论：经颅微电流刺激的方法可以比较准确的定位躯体各部位运动皮层 代表区，本实验研究结果显示，大鼠皮层面部运动代表区与已知的人类皮层 面部运动代表区有很大区别基于该结果，可以进一步深入研究大鼠外周面 神经与面部运动皮层之间的相互影响与联系 关键词：经颅微电流刺激：大鼠：面部运动皮层 2 山东人学硕士学位论文 am a p p i n go fr a tf a c i a lm o t o rc o r t e xb y l n t r a c o i u i c a lm i c r o s t i m u l a t i o n s p e c i a l t yo t o l a r y n g o l o g y g r a d u a t ex ul e i m e n t o r p r o f w a n gh a i b o p r o f f a nz h a o m i n a b s t r a c t o b j e c f i v e st h eo r g a n i z a t i o no ft h ef a c i a lm o t o rc o r t e xw a sm a p p e dw i t h i n t r a c o r t i c a lm i c r o s t i m u l a t i o n f u r t h e rs t u d i e sc a nb ep e r f o r m e dt of i n do u tt h e r e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h e f a c i a ln e r v ea n dt h ef a c i a lm o t o rc o r t e x 、i t ht h i s o u t c o m e s m e t h o d s2 5f e m a l ew i s t a rr a t sw e i g h t e d2 5 0 3 5 0g r a mw e r es t u d i e d i n l i g h ta n a e s t h e t i z e d ( k e t a m i n e ) ，t h ee l e c t r o d ew a si n s e r t e dp e r p e n d i c u l a rt ot h e c o r t i c a ls u r f a c ea tad e p t ho f1 5 - 1 7 m mw i t has t e r e o t a x i cf r a m e t h i r t y - m s d u r a t i o nt r a i n so fn e g a t i v ec o n s t a n tc u r r e n tp u l s e so fo 2 5 m sd u r a t i o nw e r e d e l i v e r e da taf r e q u e n c yo f3 0 0 h z n 屺d i s t a n c eb e t w e e nt w os u c c e s s i v e p e n e t r a t i o n sw a su s u a l l y5 0 0 1 1ma n dt h ei n t e r v a lb e t w e e nt w os t i m u l a t i o n sw a sa t l e a s t5 s t h ef a c i a lm o t o re f f e c t s ( e y e l i dm o v i n g ，v i b r i s s a em o v i n g , p i n n am o v i n g ) w e r eo b s e r v e d , a n dt h et h r e s h o l do fi n t e n s i t yf o rm o v e m e n tw c r er e c o r d e db y e l e c t r o m y o g r a p h y c o n s i d e rt h eb r e g r a aa st h eo r i g i n ，t h ea n t - p o s tm i d d l el i n ea sx a x i sa n de n d o l a t e r a ll i n ea sya x i s r e c o r dc o o r d i n a t e so f a l lt h es t i m u l a t e dp o i n t s a n dt h r e s h o l di n t e n s i t y t h e nr e c o n s r u e tt h ef a c i a lm o t o rm a p r e s u l t st h er a tf a c i a lm o t o rc o r t e xa p p e a r st ob eo r g a n i z e di n t oi r r e g u l a r l y s h a p e dp a t c h e so fc o r t e xd e v o t e dt op a r t i c u l a rm o v e m e n t s 1 1 1 es u b d i v i s i o n ss t a n d a l o n ee a c ho t h e r , a n da l en o ts u e c e s s i v e n es u c c e s s i v ep o s i t i o ni nt h eb o d yi s n t 3 山东大学硕士学位论文 a l w a y ss u c c e s s i v ei nt h ef a c i a lm o t o rc o r t e x t h el o c a t i o no f m a j o rs u b d i v i s i o n so f f a c i a lm o t o rc o r t e 】【i sc o n s i s t e n tf r o mo n er a tt oa n o t h e rr a t t h ef a c i a lm o t o rc o r t e x o f r a t sl o c a t e dn o to n l yi nm ib u ta l s oi ns o m ep o r t i o no fs 1 1 t h ev i b f i s s a ea r e a sa t w op a r t s ：o n ei st h ea n t e r o m e d i a lv i b f i s s a e 绷。 t h es t l r f a c 宅o f w h i c hi sa b o u t9 5 r a m 2 , a n dt h e r ea r ca b o u t3 8e f f e c t i v es t i m u l a t i n g p o i n t s i nt h em e d i a lp o r t i o no ft h i sa r e a , i p s i l a t e r a lv i b r i s s a em o v e m e n t sw e r e e l i c i t e da tt lt h et io fw h i c hi s2 8i ta + 4 5 ( n = 5 0 ) ，a n dt h et h es u r f a c ei sa b o u t 2 s m m 2 ，t h e r ea r ea b o u t1 0e f f e c t i v es t i m u l a t i n gp o i n t s i no t h e rp o r t i o n s ， c o n t r a l a t e r a lv i b r i s s a em o v e m e n t sw e l ee l i c i t e d 1 1 l e 1 7i s2 2i ta _ - + 7 4 ( n = 1 4 0 ) , a n dt h es u r f a c ei sa b o u t7n l m 2 a n o t h e ri st h ep o s t e r o l a t e r a lv i b r i s s a ea r e a 1 h e1 r i i s1 5i ta + 9 4 ( n = 2 7 0 ) ，t h es u r f a c ei sa b o u t1 3 5i i i n l 2 ，a n dt h e r ea r ea b o u t5 4 e f f e c t i v es t i m l l l 啦p o i n t s 2 t h ee y e l i da r e ac o m p l e t e l yo v e r l a p st h ep o s t e r o l a t e r a lv i b r i s s a ea r e a , a n d w h i c hi sl o c a t e do nt h el a t e r a lp a r to f t h ep o s t e r o l a t e r a lv i b r i s s a ea r e a t h et ii s4 0 t ta 5 4 ( n = 6 0 ) ，t h es u r f a c ei sa b o u t1 3 5m m 2 ，a n dt h e r ea r ea b o u t1 2e f f e c t i v e s t i m u l a t i n gp o i n t s 3 t h ep i n n aa r e ai sl o c a t e dj u s tl a t e r a lt ot h ea n t e r o m e d i a lv i b r i s s a ea r e a w h i c hi ss m a l la n de l i c i t si p s i l a t e r a lm o v e m e n t t h et ii s2 3 “a 8 2 ( n = 2 0 ) ，t h e s u r f a c ei sa b o u tln l n l 2 ，a n dt h e r ea r ea b o u t4e f f e c t i v es t i m u l a t i n gp o i n t s + 4 1 1 1 el i pa r e ai sl o c a t e da n t e r o l a t e r a lt ot h et h ep i n n aa r e a , a n dl a t e r a lt ot h e a n t e r o m e d i a lv i b r i s s a ea r e a t h e 1 7i s2 0 肛a + 7 3 ( n = 4 0 ) t h es u r f a c ei sa b o u t2 n l l n 2 ，a n dt h e r ea r ca b o u t8e f f e c t i v es t i m u l a t i n gp o i n t s c o n c l u s i o n si n t r a c o r t i e a lm i c r o s t i m u l a t i o nc a l lp r e c i s e l ym a pt h em o t o r c o r t e x a c c o r d i n go u ro u t c o m e s , t h e r ea r em a n yd i f f e r e n c e sb e t w e e nh u m a na n d r a ti nt h eo r g a n i z a t i o no ff a c i a lm o t o rc o r t e x f u r t h e rs t u d i e ss h o u l db ep e r f o r m e d t of m do u tt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ef a c i a ln e r v ea n dt h ef a c i a lm o t o rc o r t e x 、 ，i t ht h i so u t c o m e s k e yw o r d s i n t r a c o r t i e a lm i c r o s t i m u l a t i o n ；r a t ；f a c i a lm o t o rc o r t e x 符号说明 i n t m e o r t i c a lm i c r o s t i m u l a t i o n p o s t e r o l a t e i a l a n t e r o m e d i a l l y e l e c t r o m y o g r a p h i c t h r e s h o l di n t e n s i t y 1 1 1 0 t o rc o r t e x s o m a t i cs e n s o r yc o r t e x ( 经颅微电流刺激) ( 后外侧) ( 前内侧) ( 肌电图) ( 阈电流强度) ( 运动皮层) ( 体表感觉皮层) ，j 贼儿 肼 觚 眦 占薹 山东大学硕士学位论文 刖 舌 用电生理学的方法研究大鼠大脑运动皮层的功能最早始于上世纪中叶， s e t t l a g e 和w o o l s e y _ l l 2 1 等人1 9 4 9 年利用表面电极刺激大脑皮层的不同部位， 并观察大鼠躯体的相应运动变化来定位皮层功能，这种刺激方法简单易行， 但敏感度较低，需要高强度的刺激电流( 最小4 0 0 5 0 0i la ) 才能满足定位 的要求 3 1 而在这种高强度的刺激电流水平下，会出现以刺激电极为中心约 1 1 1 5 m m 的有效电流播散半径 4 1 ，即在这个播散半径的范围内的运动神经 元都会受到电流的刺激而诱发出相应躯体支配肌的运动，这种效应会严重阻 碍精确定位运动皮层功能分布，尤其是在定位相邻或相关运动皮层代表区的 交界线方面有很大欠缺。前人对这种效应的认识不足，致有实验低估了这种 电流有效播散半径的影响，而得出某些肌群及其拮抗肌的皮层代表区完全重 叠的结论】。在以后的几十年中，对大脑皮层功能的研究进入了一个快速发 展的时期，人们的研究手段和也有了日新月异的变化，在大脑运动皮层代表 区的定位方面普遍采用微电极经颅电刺激的方法。h a l l 和l i n d h o l m 6 1 在1 9 7 4 年采用这种方法在大鼠皮层区诱发出低阂值的躯体运动，发现运动代表区位 于额皮层，在s i 的头侧和中线侧。j o h n e d o n o g h u e 等【7 l 在1 9 8 2 年通过i c m s 比较系统的定位描绘了大鼠运动皮层，并与组织学上的细胞结构进行了对比 分析，二者相结合进行局部区域的划分。i c m s 在操作上相对表面电极刺激要 复杂很多，但精确度很高、损伤小，可以在多种条件下研究大脑运动皮层各 代表区及其亚区的功能和相互间的联系：如麻醉动物【6 l 和清醒动物【8 1 的运动皮 层及其亚区的功能定位；运动神经元细胞的输入输出神经纤维联系【卅；皮层感 觉区和运动区重叠部分的功能、纤维联系及相互影响【6 9 】；并特别深入研究了 大鼠前肢【l 川、后肢【l l j 和胡须区【1 2 l 等区域的运动皮层代表区；等等。但是，对 于面神经所支配的面部主要运动肌群在运动皮层代表区的定位仍然缺乏一个 完整而系统的研究。以往的研究对胡须运动代表区进行了比较深入的探讨【1 2 1 ， 眼睑运动代表区尚存在很大的争谢b 】，而对于面神经所支配的其他面部运动 肌群( 如耳后肌群) 的皮层代表区则鲜有述及。 随着人民生活水平的提高，人们对生活质量有了更高的要求，而面神经 6 山东大学硕士学位论文 所支配的面部表情肌的病理改变对人们的生活质量有着相当重要的影响。面 瘫、面肌痊挛等相关疾病都会严重仿碍人们的生活质量但是目前，对这类 疾病的病理甚至病因，我们的认识仍然非常局限，对其治疗也不能令人满意。 近来，有关于面神经损伤与修复及其相关影响方面的研究飞速发展，引起各 方面的极大关注。特别是其与中枢神经系统大脑皮层之间的相互关系，更是 研究中的热点 1 4 - 1 7 1 1 9 8 8 年，j e r o m e n s a n e s 1 町即通过结扎大鼠外周支配胡须 运动的面神经来研究外周面神经损伤所致相应皮层运动代表区的功能重塑； f r a n c h i ，g 等【t 5 - 1 7 1 做过大鼠面神经损伤修复后所致皮层运动代表区的功能重 塑，以及新生大鼠面神经损伤致长期皮层功能重组。而在这方面的研究中， 缺乏一个系统完整而又精确的大脑皮层面部运动代表区的定位图谱，无疑会 给研究带来很大的障碍。本实验采用微电极经颅电刺激的方法，描绘了大鼠 面神经所支配的主要面部运动肌群在皮层的代表区，特别关注了各区域的重 叠部分，阈强度的变化，对有争议的眼睑运动代表区进行了探讨，并在实验 中找到了以前没有详细描述的大鼠耳廓运动代表区，并初步探讨了口唇运动 代表区的分布。 7 山东大学硕士学位论文 实验材料与实验方法 步骤一大鼠面神经颅外段的解剖与主要面部支配肌群的观察 ( 一) 实验材料 1 实验动物：由山东大学西校区实验动物中心提供健康w i s t a r 雌性大 鼠5 只，体重2 5 0 3 5 0 克，饲养一周。 2 主要试剂与器械：无菌空针，l 戊巴比妥钠，手术显微镜( 德国l e i k a 公司) ，手术刀，血管钳，玻璃分针，手术镊，显微手术镊，眼科剪刀，组织 剪，鼠固定台，分规，游标卡尺 ( 二) 实验方法 w i s t a r 大鼠经腹腔注射l 戊巴比妥钠0 0 m g & g ) 麻醉后，固定于鼠固定台 上用手术刀在大鼠耳廓后下方，咬肌后方切开皮肤及下层软组织、肌肉、 筋膜，注意避开浅部静脉，用血管钳撑开切开的组织，即可见面神经主干出 茎乳孔处在手术显微镜下，沿面神经主干的走行、分支，解剖分离面神经 全程及分支，观测面神经在颅外的分段，各段的长度，分支分布及其毗邻关 系。测量数据经过统计学处理。测量工具为分规、游标卡尺，精确度为o 0 2 啪。 步骤二大鼠皮层面部运动代表区的定位 ( 一) 实验材料 1 实验动物：由山东大学西校区实验动物中心提供。健康w i s t a r 雌性 大鼠3 0 只。体重2 5 0 3 5 0 克，饲养一周 2 主要试剂与设备器械： 1 ) 手术显微镜( 德国l e i k a 公司) ，手术刀，血管钳，玻璃分针， 尖头及弯头钩针各一手术镊，显微手术镊，跟科剪刀，组织剪， 2 m l 和2 0 m l 无菌空针各一，骨膜剥离器，无菌手套，无菌生理盐水 0 山东大学颁士学位沦文 2 ) 脑立体定向仪( 江湾i 型c ) 3 ) 钨丝微电极 4 ) 耳科手术电钻及配套钻头一套( 上海晶杰公司) 5 ) 电生理屏蔽室 6 ) 电热恒温水浴箱( b h w 2 i 北京医疗设备厂) 7 ) 无菌液体石蜡油，无菌脱脂棉 8 ) 盐酸氯胺酮( 每支2 m l ，1 0 0 m g ) 9 ) 引导肌电图的针状电极一对 1 0 ) 各种连接线及地线若干 11 ) 电刺激发生器( n i h o nk o h d e n 公司s e n - - 3 2 0 1 ) 1 2 ) 示波器( n m o nk o h d e n 公司v c 一1 0 ) 1 3 ) 隔离器( n i h o n k o h d e n 公司s s - - 1 0 2 j ) 1 4 ) 带有b i o b e n e h 软件及接收模块的微机一台 ( 二) 实验方法与步骤： 1 制备钨丝微电极，使其尖端只有直径约5 1 1m 1 01 tm ，长3 0 6 0i tm 的部分暴露导电，其余部分除尾部外均绝缘，并要求钨丝微电极的阻抗在1 k l - l z 下为l 3 m f l ( 钨丝微电极由山东大学西校区呼吸生理实验室老师制备惠 赠 ，2 调校仪器设备：调校示波器等电流接收设备零点：开启微机，打开 b i o b e n e h 软件；调整电流刺激发生器参数至：3 0 0 h z 、0 2 5 m s 的负相方波脉 冲，一次刺激持续3 0 m s ；调校脑立体定向仪，使其位于水平位。 3 w i s t a r 大鼠称重，按照1 0 0 m g k g 的剂量腹腔注射首剂量的盐酸氯胺酮 ( 在实验中，根据大鼠的情况大约每隔1 5 小时经腹腔补充注射盐酸氯胺酮， 剂量位首剂量的1 5 ) 约半小时后，将大鼠固定于脑立体定向仪上( 附图一1 ) ， 并调节大鼠的前后方向轴线与脑立体定向仪的前后轴相平行，保持整个系统 的水平位在大鼠的身下及身上铺一层棉花，以保持大鼠体温 4 用手术刀切开大鼠颅顶的前后正中线，切口向前延伸直至瞳孔平面， 向后延伸至枕骨隆突，切开骨膜，用骨膜剥离器将切开的软组织连同骨膜向 两边分离，直至暴露出整个颅顶用脱脂棉清理颅顶表面，找到前囟点，用 9 山东大学硕士学位论文 最小的切割钻头在前囟点钻- 4 , 凹，作为定位坐标系的原点( 附图- 2 ) 5 将上述切口向后延伸至颈部，沿中线分离颈部肌肉至枕骨大孔附近 此处没有骨质，只有较厚的膜性组织覆盖，其下即为小脑延髓池在显微镜 下，用尖刀片小心将该层膜性组织挑开一小口，在显微镊的辅助下扩大切口， 即可流出清亮的脑脊液。因此处毗邻脑干、颅神经、小脑等重要组织结构， 操作要十分小心，放脑脊液时也要尽量缓慢，以免避免造成损伤。在我们实 验的初期，因为解剖的不熟悉和操作的不熟练，有3 只大鼠直接死亡，另有2 只大鼠因不明原因的损伤，致使半侧肢体和下颈部肌肉不断抽搐，严重影响 实验进程，实验失败。打开小脑延髓池后，取小块无菌脱脂棉覆盖于切口处。 6 在手术显微镜下，用手术电钻在颅顶作一骨窗( 附图- 3 ) ，内侧缘： 颅顶中线略向外侧，前囱点为中心，分别向前向后5 5 m m ；外侧缘：颅顶外 侧缘向下约3 r a m ：前后缘：内侧缘前后点垂直向外侧直至与骨窗外侧缘相交。 术中注意尽量不要伤及硬脑膜，并尽可能保留在前囟点处磨出的小凹标记， 以方便下一步的定位操作。磨骨窗内侧缘时，应注意颅底中线下有上矢状窦， 应注意，以免损伤造成大出血而致大鼠死亡。骨窗内侧缘磨至接近硬脑膜时， 有血管从硬膜下横过，应注意避免损伤骨窗前缘外侧已接近眼眶且骨质较 厚，应小心勿损伤眶内容物及眼轮匝肌磨骨窗时要注意不断冲水，避免局 部过热损伤大脑皮层神经元。 7 骨窗各边缘磨至硬脑膜，用钩针小心将骨片由硬脑膜上剥离，此时若 颅压仍高，大脑皮层膨出，可将小脑延髓池处切口撑开，再释放脑脊液，待 颅压降低，大脑皮层不再膨出，用显微镊和钩针将硬脑膜剥去( 注意勿伤及 硬脑膜下走行的血管) ，即可暴露半侧大脑皮层( 附图- 4 ) 。取保存在4 0 。c 恒温水浴箱中的无菌液体石蜡油，在大脑皮层表面覆盖一层，以防止水分的 散失使大鼠稳定约3 0 分钟，准备进行皮层运动代表区的定位 8 将钨丝微电极固定于微电极推进器上，刺激器的正极连于钨丝微电极 的尾部，负极接在颈部的皮肤下取地线将脑立体定向仪接地。注意盐酸氯 胺酮的补充腹腔注射，使大鼠保持在没有任何肢体自发运动，而胡须略有自 发运动的麻醉深度。 9 皮层面部运动代表区的定位以前囟点为原点，颅顶中线为y 轴，通 l o 山东大学顼士学位论文 过原点的中线垂直线为x 轴确立坐标系，沿x 轴和y 轴每隔0 5 r a m 作为一个 刺激点( 注意避开脑表面的血管) 利用微电极推进器将微电极垂直大脑皮层 表面刺入( 附图- 5 ) ，直至皮层表面下1 5 1 7 m m ( 实验证实这个深度的阈 刺激电流强度最低【7 1 ) ，给3 0 0 h z 、0 2 5 m s 的负相方波脉冲电刺激，一次刺激 持续3 0 m s ，相邻的两个刺激间隔至少5 秒每个刺激点首先用5 0ua 的电流 强度进行刺激，通过视觉和触觉感知皮层刺激诱发的运动效应，初步判断该 刺激点支配的肌肉部位，将引导电极置入该处肌肉，参考电极置入额顶部皮 肤下，引导该处肌肉的肌电图，调校b i o b c n c h 软件上的肌电图基线。刺激电 流以5pa 的幅度递减。直至无肌电图波形引出，则该刺激强度即为该点的阙 值。要注意有的点可以诱发出身体两个部位的运动或双侧肌肉的运动，则两 处运动都要考虑，特别注意在1 1 下所诱发出的运动形式记录每个点在不同 电流强度下诱发出的运动形式，闽电流强度，保存肌电图。在大部分实验动 物上，我们只研究诱发出面部某一部分肌群运动的皮层区域，并详细研究其 周围的皮层，尽可能精确的定位该皮层代表区的边界；而在另- - 4 , 部分实验 动物上，我们则研究整个大面积的皮层区域，以探讨整体全局的皮层代表区 间关系对于为避开硬脑膜下血管而做调整的刺激点不计入实验结果；如果 1 r i 下仍然诱发出身体两个不同部位的同时运动，则该点认为是这两个皮层代 表区的重叠部分，因此，重叠部位主要是由单个大鼠的实验数据得来的，并 非由于不同大鼠资料整合造成的；如果在5 0 l la 电流强度下仍没有任何运动 被诱发，则该点记录为阴性反应点；如果在n 下只引起一个部位的运动，而 闺上刺激可再引起另一部位的运动，则另一部位的n 也需要记录 1 0 实验操作结束，将大鼠破坏脑干处死，掩埋。保存肌电图资料，清洗 器械，将各仪器设备复位，清理实验室 1 1 绘制面部运动代表区图谱根据各点的坐标值及该点在1 1 下所诱发 出的运动形式，在以前囟点为原点的坐标系上绘制每只动物所研究的部分或 整体面部运动代表区图谱。每一个刺激点代表以该点为中心直径5 0 0um 的圆 形皮层区域的情况( 有研究表明微电极经颅电刺激的方法在5 0ua 电流强度 下的电流有效播散半径约为2 5 0 i lm o s ) 运动代表区边界的确定；如果一个 刺激点与一阴性点相邻，则边界线从刺激点向阴性点扩展2 5 0 i lm 作为边界 山东大学硕士学位论文 点；如果两个代表不同部位的刺激点相邻，则取两点的中点作为边界点绘 制出每个实验大鼠的部分或全部面部运动代表区图谱后，根据各个运动代表 区在坐标系中的位置、面积、形状以及边界坐标的平均值等数据确定最终皮 层面部运动代表区的界线，绘制出完整的皮层面部运动代表区图谱 1 2 山东大学硕士学位论文 实验结果 ( 一) 大鼠面神经颅外段的解剖与主要面部支配肌群的观察结果： ( 本部分结果所述及大鼠的肌肉等组织名称均引用杨安峰等著作0 9 1 ) 1 大鼠面神经颅外段的行径：面神经主干出茎乳孔后绕外耳道软骨的下 方前行，在胸锁乳突肌上部前缘向前行于颈外动、静脉与腮腺之间，越下颌 后间隙达咬肌后缘处分为3 个终支，即眼睑神经、颊部神经和下颌缘神经 三条神经贴咬肌的表面分别向前上、前和前下行走至面部表情肌，见附图一6 。 2 大鼠面神经在颅外的分段、分支及分布：大鼠面神经的颅外段分为两段： 第l 段即主干，自面神经出茎乳孔起至咬肌后缘止；第2 段即面神经在面部 的终末支第1 段平均长为5 2 11 1 1 1 1 ，其毗邻上方为外耳道和耳廓软骨，下 方为下颌后间隙，外侧有颈外静脉和腮腺，内侧是颈外动脉，后方为胸骨乳 突肌的上部，前方为下颌骨和咬肌后缘第l 段的分支主要有耳后神经，面 神经主干刚出茎乳孔即有耳后神经分出，沿外耳道和耳廓软骨向后行，与耳 后动脉伴行分布于颈耳肌，支配大鼠耳廓的运动。此外主干尚分出细小的分 支向下延伸至二腹肌和茎突舌骨肌，支配二肌运动。第2 段主要有眼睑神经、 颊部神经和下颌缘神经3 大分支最上端的眼睑神经为一短干，平均长为8 9 7 t o n i 。越颧弓后先行于眶外泪腺的深面，后向前上方行走，分布于眼轮匝肌， 控制大鼠的眼睑闭合运动颊部神经长度为2 5 2 3 m m ，此神经行于眶外泪腺 的深面，并从其前缘潜出后走在咬肌表面上方的浅沟内，有颞浅动脉的面横 支伴行，向前接近垫状的胡须运动肌时潜入软组织内走行并分支分布于胡须 运动肌，支配胡须的运动下颁缘神经平均长为2 6 6 1 r a m ，该神经从眶外泪 腺的下缘潜出后，于咬肌表面沿下颌骨下缘前行，其下方有腮腺导管伴行 下颌缘神经距其起点1 5 2 8 m m 处发出细小的颈支下颌缘神经向前与颊部神 经在口角上方处相互汇合，汇合处膨大，并发出分支分布于口轮匝肌及其口 周围其他肌，支配上下唇及口周的运动 3 由本部分实验的结果可知，大鼠面神经在面部所支配的主要运动肌肉 有：耳颈肌、眼轮匝肌、胡须运动肌、口轮匝肌，支配耳廓的运动t 眼睑的 山东大学顿，1 学位论文 运动，胡须的运动，以及上下唇及口周运动这些肌肉的运动障碍均可以引 起明显的症状，也是我们所关注的部位，为此次运动代表区定位实验研究的 研究重点。在以往的研究中，除了胡须运动代表区已有了比较详细而肯定的 描述外，其余各部分的运动代表区仍有较大争论或少有述及，本研究旨在为 大鼠面部运动肌群建立系统而完整的皮层运动代表区图谱。 ( 二) 大鼠皮层面部运动代表区的定位结果： 根据所有3 0 只大鼠的皮层运动代表区的定位结果，我们绘制了大鼠的皮 层面部运动代表区图谱，见附图7 与以前的一些大鼠运动代表区定位结果睁1 0 】相比较，我们的实验结果有如 下特点： 1 a m 胡须运动区( 附图7 中的2 代表区) 的外侧与颈部运动区、前肢运 动区有很明显的重叠部分，且该区域的内侧部分可以诱发出同侧的胡须运动。 2 中线部位( 附图7 中的l 代表区) 的刺激以前多被报告可诱发出眼睑 的运动f 6 】，而在我们的实验中多诱发出瞳孔缩小等植物神经反应，偶尔可诱发 出眼球的运动，但并没有观察到有眼睑运动的情况 3 找到了耳廓运动的代表区( 附图7 中3 代表区) ，该区域位于a m 胡须 运动区的外侧，为一面积很小的区域，且支配同侧耳廓的运动。这个区域在 以前的研究中没有单独研究过 4 验证了p l 胡须运动区( 附图7 中4 代表区) ，这个区域很少被提及， 在近期一些研究外周面神经损伤致面部运动皮层功能重组的研究中也没有对 该区域展开研究矾，我们证实这个广泛的区域确实可以诱发出胡须运动， 而且所需的1 1 是最低的 ： 5 重新评估了眼睑运动区( 附图7 中5 代表区) ，证实了该区域位于p l 胡须运动区的外侧部分，与p l 胡须运动区完全重叠在实验中，我们并没有 发现其它区域可以诱发出眼睑的运动。 6 初步定位大鼠的口唇运动代表区大致位于a m 胡须运动区和耳廓运动 代表区的前外侧，附图7 中虚线所示的6 代表区 1 4 山东大学硕士学位论文 i 胡须运动代表区： 我们用5 只大鼠研究胡须运动代表区，其可分为两部分，前内侧部分( a m ) 和后外侧部分( p l ) 1 ) a m 胡须运动代表区： 该区位于中线外侧，内侧缘在5 只大鼠中基本没有差异，与中线相距 1 2 5 r a m ：外侧缘最外端与中线距离的平均值为3 3 5 m m ：前缘位于x 轴的头端， 与x 轴的最远距离的平均值为4 7 5 m m ：后缘位于x 轴的尾端，与x 轴的最远 距离的平均值为1 1 5 r a m 。在5 只大鼠中，其宽度的差异不大于0 6 m m ，而长 度的差异则可达l m m 。其面积平均为9 5 r a m 2 ，该区域平均有效刺激点为3 8 个。该区域的内侧部分( 图2 中2 代表区。”所示区域) 在1 r i 下诱发同侧 胡须的运动，平均面积为2 s m m 2 ，有效刺激点平均为1 0 个，平均1 1 为2 8i i a + 4 5 ( n = 5 0 ) ，其余部位( 图2 中2 代表区“”所示区域) 则诱发对侧胡须 的运动，平均面积为7 r a m 2 ，有效刺激点平均为2 8 个，平均1 1 为2 2t ta 7 4 ( n = 1 4 0 ) 。刺激电流强度达3 5i la 以上时则可诱发双侧胡须的运动。该区域 的外侧与颈部运动区和前肢运动区相重叠，与耳廓运动区和唇部运动区相邻， 尾部与后肢运动区相重叠 需要注意的是麻醉深度对胡须运动代表区的定位尤其重要，实验中应尽 可能保持胡须略微存在自发运动的麻醉深度，当大于这个麻醉深度，大鼠胡 须完全不存在自发运动时，我们发现某些刺激点，尤其是在边界部位的刺激 点，其1 r i 明显升高，常常在刺激电流强度达5 0 肛a 时胡须仍没有任何反应， 这会导致定位产生的胡须运动代表区的面积明显缩小。 实验中，我们还发现，对皮层刺激后有时会出现胡须自发运动( 同侧及 对侧都可出现) 的抑制 2 ) 后外侧胡须运动代表区： 该区与a m 胡须运动代表区是分离的，二者没有任何重叠及相接的部位。 该区域形状及表面积存在较大的个体差异，内侧缘最内端与中线距离的平均 值为2 7 5 r a m ；外侧缘最外端与中线距离的平均值为6 2 5 m m ；前缘位于x 轴 的头端，与x 轴的最远距离的平均值为0 3 5 r a m ：后缘位于x 轴的尾端，与x 轴的最远距离的平均值为4 1 5 r a m 在5 只大鼠中，其宽度的差别最大可达 山东大学硕士学位论文 2 5 r a m ，而长度的差别最大则可达1 5 r a m 其面积平均为1 3 5 r a m 2 ，该区域平 均有效刺激点为5 4 个，t i 为1 5 ”a 9 4 ( n _ 2 7 0 ) 。相比我们整个实验中所研 究的所有运动代表区，该区域的t i 最低，我们甚至发现某些刺激点的1 1 可以 低至5i ia 。与a m 胡须运动代表区相似，该区域的某些点也可以诱发出同侧 胡须的运动，但没有前内侧区密集，且数量较少，有效刺激点平均仅有7 个， 主要位于内侧，里分散分布，且分布不规律，所以在囫2 中我们无法标注其 位置其1 1 多在2 5 pa 左右刺激电流强度达3 0 ua 以上时则可诱发双侧胡 须的运动该区域的前内侧与颈部运动区、前肢运动区和后肢运动区相邻。 麻醉深度对该区亦有很大影响，整个定位过程一定要保持大鼠的低麻醉 状态。与前内侧区相似，皮层刺激后也会出现胡须自发运动的抑制。且以同 侧运动的抑制为主 。 眼险运动代表区 我们用5 只大鼠研究服脸运动代表区，该区完全与p l 胡须运动代表区重 叠，位于p l 胡须运动代表区的外侧部分，内侧缘最内端与中线距离的平均值 为4 6 5 m m ；外侧缘最外端与中线距离的平均值为6 1 5 n u n ；前缘位于x 轴的 尾端，与x 轴的最远距离的平均值为2 6 5 m m ；后缘位于x 轴的尾端，与x 轴 的最远距离的平均值为3 9 5 m m 。在5 只大鼠中，其宽度的差别最大为0 5 r a m ， 而长度的差别最大则为0 7 5 m m 其面积平均为3 姗n 2 ，该区域平均有效刺激 点为1 2 个，订为4 0 pa 5 4 ( n = 6 0 ) 在我们整个实验中所研究的所有运动皮 层中，该区的1 r i 最大各个有效刺激点所诱发的运动基本都是对侧眼睑的运 动，在所有大鼠眼睑运动代表区的6 0 个有效刺激点中，我们只发现3 个刺激 点可以诱发出双侧眼睑的运动，刺激电流强度都达到了5 0 1 ta 。由于该区完 全与p l 胡须运动代表区重叠，所以该区在4 0 i ia 以上的刺激电流强度可以诱 发出胡须和眼睑的双重运动此外，我们发现麻醉深度对该区t i 的影响要远 远小于其对胡须运动代表区的影响，在较深的麻醉程度下，通常5 0pa 的电 流强度只诱发出眼睑的运动，而观察不到胡须的运动。 我们还发现，如果刺激前人为触动眼睑诱发瞬目反射，则该区域的1 1 会 明显下降，可低至1 5 2 0 i a m 中线区域电刺激诱发运动类型的研究 1 6 山东人擘颀学位论文 中线区域，即a m 胡须运动代表区的内侧，以往的研究多认为此处可以 诱发眼睑的运动【6 ，7 l ，而另一些研究则认为此处很少会诱发眼睑运动1 1 3 1 我们 用了5 只w i s t a r 大鼠来研究该区域电刺激所诱发的运动类型结果发现该区 域并不能诱导出眼睑的运动，主要诱发的运动为瞳孔缩小该区域外侧与a m 胡须运动代表区的内侧相接，内侧距中线0 2 5 m m ，前端位于x 轴的头端，与 x 轴的最远距离的平均值为3 1 5 m m ；后缘位于x 轴的尾端，与x 轴的最远距 离的平均值为2 7 5 m m ，为一狭长条形区域，表面积及形状在各个大鼠之问差 别极小，其长度差别最大仅0 5 r a m 表面积平均为3 m m 2 ，该区域平均有效刺 激点为1 2 个，t i 为3 5i ia + 9 6 ( n = 6 0 ) 但由于瞳孔缩小的运动无法引导肌电 图，我们只能通过在显微镜下的观测来判断，所以我们测得的1 1 很有可能与 其真实的闽值有所差别。1 1 下的刺激只诱发对侧的瞳孔缩小，而刺激电流达 4 5 5 0pa 时，有部分刺激点可以诱发双侧的瞳孔缩小。此外，当刺激电流 达5 0 pa 时，尚有一部分刺激点会诱发出对侧眼球向后方转动。 耳廓运动代表区 耳廓运动代表区尚未有研究详细探讨过，仅在e j n e a f s e y l 2 0 】的文献中提 及a m 胡须运动代表区外侧的皮层可以诱发出耳和颈部的运动。我们在5 只 w l s t a r 大鼠的实验中发现该区域位于a m 胡须运动代表区的外侧，内侧缘最 内端与中线距离的平均值为3 2 5 m m ；外侧缘最外端与中线距离的平均