11 11

Physiology and Pharmacology, 16 (1), 11-20

Spring 2012 [Article in Persian]

1387، بهار 1، شمارة 12جلد فیزیولوژي و فارماکولوژي

Alterations of the electroencephalogram sub-bands amplitude during focal seizures in the pilocarpine model of epilepsy

Sahel Motaghi1,2, Mohammad Niknazar3, Mohammad Sayyah2*, Vahab babapour1, Bijan Vosoughi Vahdat3, Mohammad Bagher Shamsollahi3

*

1. Dept. Physiology, Faculty of Veterinary Medicine, Tehran University, Tehran, Iran2. Dept. Physiology and Pharmacology, Pasteur Institute of Iran, Tehran, Iran

3. Biomedical Signal and Image Processing Laboratory (BiSIPL), School of Electrical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran

Accepted: 16 Jan 2012 Received: 22 Nov 2011

و همکاران ستاریان ها هاي دخیل در بیوسنتز و تجزیه کتکوالمین مرفین و بیان ژن برخی آنزیم

Abstract

Introduction: Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common and drug resistant epilepsy in adults. Due to

behavioral, morphologic and electrographic similarities, pilocarpine model of epilepsy best resembles TLE. This study

was aimed at determination of the changes in electroencephalogram (EEG) sub-bands amplitude during focal seizures in

the pilocarpine model of epilepsy. Analysis of these changes might help detection of a pre-seizure state before an

oncoming seizure.

Methods: Rats were treated by scopolamine (1mg/kg, s.c) to prevent cholinergic effects. After 30 min, pilocarpine

(380 mg/kg, i.p) was administered to induce status epilepticus (SE) and 2 hours after SE, diazepam (20 mg/kg, i.p) was

injected to suppress the seizures. EEG was recorded in the epileptic rats by superficial electrodes. EEG signal in each

rat was decomposed to its sub-bands alpha, beta, gamma, theta and delta by Daubechies wavelet transform. The power

(square of amplitude) of sub-band during focal seizures was compared with the same sub-band in pre-ictal stage and the

percent of changes in each rat was calculated.

Results: SE occurred in 65% of the animals and happened 39.4±5.4 min after injection of pilocarpine. Focal and

generalized seizures were developed 3.8±0.4 and 7.0±0.5 days after SE, respectively. Although power of EEG and its

sub-bands decreased during focal seizures, the changes were not statistically significant. The greatest decrease in power

pertained to beta and gamma sub-bands, while alpha and theta sub-bands underwent the least changes.

Conclusion: Based on the protocol used in this study, it seems that the power of EEG sub-bands does not change

during focal seizures in pilocarpine model of epilepsy.

Key words: Electroencephalogram, Focal seizures, Pilocarpine

* Corresponding author e-mail: sayyahm2@pasteur.ac.irAvailable online at: www.phypha.ir/ppj

١٣۴٧تأسیس

Physiology

and

Pharmacology

1212

20 – 11 ،)1( 16فیزیولوژي و فارماکولوژي

1391 بهار

1387 بهار، 1، شمارة 12جلد فیزیولوژي و فارماکولوژي

دامنه زیرباندهاي الکتروانسفالوگرام در حین تشنجات موضعی تغییراتبررسی

در مدل صرعی پیلوکارپین

3، محمد باقر شمس اللهی3بیژن وثوقی وحدت ،1وهاب باباپور ،*2، محمد سیاح3، محمد نیک نظر2،1ساحل متقی

دانشگاه تهران، تهران بخش فیزیولوژي دانشکده دامپزشکی. 1

وژي انستیتو پاستور ایران، تهرانبخش فیزیولوژي و فارماکول. 2

ی برق دانشگاه صنعتی شریف، تهران، دانشکده مهندسبخش پردازش تصاویر و سیگنالهاي بیومدیکال. 3

90 دي 26: پذیرش 90 آذر 1: دریافت همکارانو ستاریان ها کتکوالمین تجزیه و هاي دخیل در بیوسنتز بیان ژن برخی آنزیم مرفین و

چکیده

مورفولوژیـک و ،یشـترین شـباهت رفتـاري داراي بپیلوکـارپین یمـدل صـرع . اسـت بزرگسـاالن مقـاومترین صـرع در شـایعترین و (TLE)صرع لوب گیجگاهی : مقدمه

زیرباندهاي الکتروانسفالوگرام در خالل تشنجات موضعی در موشهاي صحرایی صرعی شده ) بزرگی(هدف از مطالعه حاضر بررسی تغییرات دامنه . شدبامی TLEافیک بهالکتروگر

.تحلیل این تغییرات ممکن است به تشخیص پیش از موعد حمالت صرعی کمک کند. با پیلوکارپین بود

، اسـکوپوالمین عوارض کولینرژیک، نیم ساعت قبـل از تجـویز پیلوکـارپین ازجهت پیشگیري . ایجاد شد) mg/kg380( پیلوکارپینداخل صفاقی تزریق با TLE :روش ها

)mg/kg1( پس از حمله مداوم صرعی ساعت 2 .دش میتزریق زیرجلدي)SE( دیازپام ،)mg/kg20(الکترودهـاي وسـیله ب .تا حمالت خاتمـه یابنـد شدمی تجویز ، داخل صفاق

بـه زیربانـدهاي (Daubichies wavelet transform) تبدیل ویولت دابیشـز سیگنال به دست آمده با استفاده از. مصروع ثبت الکتروانسفالوگرام گرفته شد يموشها سطحی از

، میزان تغییـر تـوان بصـورت درصـد بیـان هر موش تشنج در قبل از و موضعیات زیرباندها درهنگام تشنج) دامنه مربع(توان پس از محاسبه و تفکیک شد آلفا، بتا، گاما، تتا و دلتا

.گردید

روز 7±5/0روز و تشنجات فراگیـر 8/3±4/0تشنجات موضعی . دظاهر می ش SE پس از تزریق پیلوکارپیندقیقه 4/39±4/5. نشان دادند SE حیواناتدرصد 65 :یافته ها

بتا و گامـا و بیشترین میزان کاهش در زیرباندهاي. و زیرباندهایش کاهش یافت اما این کاهش از نظر آماري معنی دار نبود EEGتوان ،تشنجات موضعی طی در. بعد ظاهر شدند

. مشاهده شد آلفا و تتاکمترین میزان کاهش در زیرباندهاي

عی ناشی از پیلوکارپین تـوان زیربانـدهاي الکتروانسـفالوگرام دسـتخوش در طی تشنجات موضرسد به نظر میبا توجه به پروتکل استفاده شده در این تحقیق :جه گیريینت

.تغییر معنی داري نمی شوند

پیلوکارپین، تشنجات موضعی، الکتروانسفالوگرام :هاي کلیدي واژه

١مقدمه

صرع سومین اختالل شایع نورولوژیک بعد از سکته مغزي و

*sayyahm2@pasteur.ac.ir :باتویسندة مسئول مکاتن ١*

www.phypha.ir/ppj :وبگاه مجله

راجعه و به تشنجاتی اطالق می شود که بصورت آلزایمر است و

صرع لوب میـانی گیجگـاهی ]. 31[دهند خود به خودي رخ می

)MTLE ( شایعترین علت تشنجات موضعی پیچیـده محسـوب

می شود که در آن خاستگاه تشنجات از ساختارهاي میانی لـوب

ــروس ــدال و ژیـ ــپ، آمیگـ ــوص هیپوکمـ ــاهی بخصـ گیجگـ

تزریـق سیسـتمیک پیلوکـارپین در ]. 32[پاراهیپوکمپ هسـتند

1347تأسیس

متقی و همکاران تغییرات توان الکتروانسفالوگرام حین تشنجات موضعی

1313

نواحی میـانی برخاسته ازرایی باعث ایجاد تشنجاتی موش صح

تشـنجات موضـعی پیچیـده بـدنبال آن بـروز لوب گیجگاهی و

رفتـاري، شـباهتهاي بـدلیل مدل صرعی پیلوکارپین. می گردد

ـ صـرع لـوب گیجگـاهی در همورفولوژیک، و الکتروگرافیـک ب

مدل مناسبی بـراي بررسـی ایـن نـوع صـرع محسـوب ،انسان

سـه مرحلـه بطوریکـه در آن رفتارهـاي تشـنجی در دمی شـو

,Status epilepticus)شامل حملـه مـداوم صـرعی مشخص

SE) مرحله نهفته ،(Latent period) و مرحله مزمن یا رخداد

Spontaneous recurrent)تشنجات راجعه خود بـه خـودي

seizures) 29[قابل تفکیک هستند[.

ارزیابیار حساس براي یک معی) EEG(الکترو انسفالوگرام

ناشی از فعالیت پتانسیل هاي سیناپسی فعالیت کلی مغز است و

بر اسـاس . ]2[میلیونها سلول هرمی در کورتکس مغز می باشد

امواج آلفا ) 1: گروه تقسیم می شوند 5در EEGفرکانس امواج

هسـتند و در انسـان بـه هرتز 16تا 8که در محدوده فرکانسی

یه پس سري در حالت هوشیاري و آرامـش بـا عمده از ناح طور

چشمان بسته و همچنین سایر نواحی حسی از جمله قشر حسی

امـواج در ایـن دهد که شواهد نشان می. حرکتی ثبت می شوند

از قشر حسـی حرکتـی نیز نژادهاي مختلف موشهاي صحرایی

امواج ) 2. ]16،26[ ثبت می شوند و تحت تاثیر تاالموس هستند

ایـن . هرتز هسـتند 4مل تمام امواج با فرکانس زیر دلتا که شا

امواج بتـا کـه از ) 3 ].26[خواب عمیق ثبت می شوند امواج در

تا 16فرکانس بین ،نئوکورتکس ثبت می شوند داراي دامنه کم

امـواج ) 4. ]14،26[هسـتند هرتز و متأثر از فعال بودن مغز 30

واج بتا تحت تـأثیر مشابه ام ،هرتز 80تا 30گاما داراي فرکانس

فعالیت مغزي مانند هوشیاري و ادراك هستند و از هیپوکامـپ و

تـا 4امواج تتا فرکانس ) 5. ]14،23[نئوکورتکس ثبت می شوند

و در ارتبـاط بـا هرتز دارند از هیپوکمـپ منشـا مـی گیرنـد 12

].5،23[حرکات ارادي موش صحرایی است

و زیر باندهاي آن EEGامواج ) بزرگی(مربع دامنه توان یا

در نظــر ) Synchronization(بعنــوان معیــاري از همزمــانی

شـود بعبـارتی افـزایش تـوان شاخصـی از افـزایش گرفتـه مـی

مطالعـات نشـان داده انـد کـه همزمـانی .]25[ همزمانی است

EEG و و زیر باند هـاي آن در شـرایط مختلـف فیزیولوژیـک

رکـات آزادانـه مـوش کند به عنوان مثال ح پاتولوژیک تغییر می

ــحرایی در ــانی EEGصــ ــتن همزمــ ــین رفــ ــا از بــ بــ

)Desynchronization ( و کــاهش بزرگــی امــواج آهســته بــا

صرع زایی و صرع .مشخص می شود هرتز 20فرکانس کمتر از

همزمـانی نورونهـا تغییـر هاکه در آن از جمله فرایندهایی هستند

درع تشنج که در شرومی دهند نشان مطالعات. ]18،9[ دمی کن

نواحی از مغز که در تشنج نقش دارند مسئله همزمانی مشـاهده

می شود به این معنی که در شروع صرع فعالیـت الکتریکـی بـا

همزمـانی در تشـنج مـی توانـد بـه . ]1[ رخ می دهـد ولتاژ باال

شناخت و همچنین تشنج عنوان یک معیار براي ارزیابی شروع

. نظر گرفته شود در یصرعبروز حمله نواحی درگیر در

هايموشـ ازکمک الکترودهـاي سـطحی هب این مطالعه در

تشنجات در حین و پس از صحرایی مصروع با پیلوکارپین قبل،

سپس تغییرات توان . موضعی، ثبت الکتروانسفالوگرام گرفته شد

آن کدام از زیرباندها در موقع بروز تشنج نسـبت بـه قبـل از هر

ل این تغییرات می تواند به تشخیص تجزیه و تحلی. محاسبه شد

.پیش از موعد حمالت صرعی کمک کند

هاروشومواد

بـا در این مطالعه از موشـهاي صـحرایی نـر نـژاد ویسـتار

انستیتو پاستور ایـران گرم پرورشی 200-250ي وزنی محدوده

و ساعت روشـنایی و تـاریکی 12موشها در شرایط . استفاده شد

تمامی آزمایشات . ذا نگهداري می شدنددسترسی آزاد به آب و غ

کمیته اخالق کار با حیوانـات آزمایشـگاهی شیوه نامهبر اساس

نی بر استفاده از حداقل تعداد حیوانات وتمب انستیتو پاستور ایران

استفاده از روشـهاي منجـر بـه کمتـرین میـزان زجـر، صـورت

.پذیرفت

ساخت (هیدروکلراید توسط پیلوکارپینلوب گیجگاهی صرع

و تزریق داخل صفاقی ایجاد mg/kg380 با دوز) کمپانی سیگما

ایـن مـاده، بـروز عـوارض کولینرژیـک ازجهت پیشگیري . شد

، اسـکوپوالمین حیوانات نیم ساعت قبـل از تجـویز پیلوکـارپین

از راه mg/kg 1بـا دوز ) ساخت کمپـانی سـیگما (متیل نیترات

پیلوکارپین حیوانات از تجویز پس .کردند زیر جلدي دریافت می

دقیقه مورد مشاهده قرار می گرفتند تا بـروز حملـه 60به مدت

پـس سـاعت 2. آنها تشخیص داده شود در )SE(مداوم صرعی

تزریـق حیوانـات بـه ،mg/kg 20 بـا دوز ، دیازپـام SEاز بروز

بـروز عـد از ب .تا حمالت را متوقـف نمایـد شدمی داخل صفاتی

1391، بهار 1، شمارة 16جلد فیزیولوژي و فارماکولوژي

1414

SE ، روز قادر بـه خـوردن و آشـامیدن 3 تا 2حیوانات به مدت

میلـی لیتـر نرمـال 5سـاعت یکبـار 12 در این مدت هر. نبودند

ی تزریـق قبه هر حیوان به روش داخـل صـفا درصد 9/0 سالین

بعد از این مرحلـه حیوانـات بـه داخـل محفظـه هـاي .می شد

پلکسی گالس منتقل شده و حرکات و رفتارهاي آن ها به طور

UN-112S) Infra دیجیتـال ربین هايشبانه روزي توسط دو

Red CCD Unicorn,( این فـیلم هـا بصـورت . ثبت می شد

بـا کمـک SE بـروز روز بعـد از 4 .مـی شـدند مشـاهده روزانه

در EEGجراحی استریوتاکسـی، الکتـرود گـذاري جهـت ثبـت

توسـط تزریـق داخـل صـفاقی موشـها . حیوانات انجام می شد

و در شـده بیهـوش ، mg/kg10 و زایالزین mg/kg60کتامین

,Stoelting) دستگاه اسـتریوتاکس USA) مـی گرفتنـد قـرار .

2میلیمتر در جلوي برگمـا و Frontal )3الکترودها در موقعیت

در میلیمتـر 1( Occipitalو ) میلی متـر در جانـب خـط وسـط

روي ) میلیمتر در جانب خط وسـط 5/3ي المبدا و جلوي نقطه

از ثبت و فرونتال براي الکتروداز ].22[ ثابت می شدند جمجمه

.الکترود پس سري به عنوان زمین و دیفرنشـیال اسـتفاده شـد

سپس حیوانات به محفظه هاي پلکسی گالس برگردانده شده و

بعـد از طـی دوران . توسط دوربین ها کنترل مـی شـدند دوباره

از حیوانـات ثبـت 16تـا 8بین سـاعات ) Recovery(بازیابی

ي مربـوط بـه ثبـت الکترودها .شد می گرفته الوگرامالکتروانسف

-AC Differentialتوسط یک کابل بـه یـک تقویـت کننـده

DAM 80, WPI)( که داراي فیلتر میان گـذر )Band Pass (

کابـل بـه . بـود، مربـوط مـی شـدند هرتـز 1000یک دهم تـا

. اندازه اي بلند بود که امکان حرکت آزادانه حیوان فراهم گـردد

ن ثبت ها با نرخ نمونه برداري یک کیلو هرتز و دقـت مبـدل ای

ثبـت هـاي بـه دسـت .انجام شدند بیت 12 آنالوگ به دیجیتال

(Science beam, USA)آمده توسط نرم افزار Biochart در

هنگام تشنجات با توجه به این که در .کامپیوتر ذخیره می شدند

ي شدید ناشـی از جنرالیزه مشکالتی از قبیل ایجاد آرتیفکت ها

حرکات ناگهانی و شدید موش، قطع و وصـل شـدن سـوکت و

ایجاد نویز وجود داشت در این مطالعه فقـط تشـنجات موضـعی

. مورد بررسی قرار گرفتند

یکی از عالئم رفتاري مشخصه تشنجات موضعی بـا منشـا

یـا انجـام حرکـات (Automatism)لوب گیجگاهی اتوماتیسم

کـه بعنـوان مرحلـه دوم ]13[دي اسـت غیر رفلکسی و غیر ارا

بر اسـاس . ]30[طبقه بندي رفتارهاي تشنجی شناخته می شود

تقسـیم این طبقـه بنـدي رفتارهـاي صـرعی بـه مراحـل زیـر

اتوماتیســم ) 2خیــره شـدن و انقباضــات دهــانی ) 1: مـی شــود

کلونـوس دو طرفـه انـدام ) 4کلونوس یکطرفه اندام جلویی ) 3

) 6کلونوس دو طرفه اندام جلویی بـه همـراه افتـادن ) 5جلویی

جــزو تشــنجات 3تــا 1مراحــل . کلونیــک تشـنجات تونیــک و

. مربوط بـه تشـنجات جنرالیـزه اسـت 6تا 4موضعی و مراحل

اتوماتیسم دهـانی شـامل حرکـات شـبه ةشروع صرع با مشاهد

جویـــدن و همچنـــین بـــاال و پـــایین آوردن تکـــراري ســـر

(Head nodding) حـال ثبـت عالمـت بـر روي سـیگنال در

و پایان تشنج نیز به همین ترتیـب بـا خاتمـه گردید گذاري می

براي پردازش ایـن .می شد این رفتار بر روي سیگنال مشخص

سیگنالها به منظور حذف نویز و آرتیفکـت از یـک فیلتـر پـایین

اسـتفاده شـد تـا زهرت 100فرکانس قطع با(Low pass) گذر

در ادامـه از یـک فیلتـر یزهاي با فرکانس باال حذف شـوند و نو

هرتز بـرق 50براي حذف نویز )Notch( باریکباند گذرنمیان

بـدل ویولـت م با استفاده ازالکترو انسفالوگرام . شهر استفاده شد

Fourth-order Daubichies wavelet)4دابیشــز مرتبــه

transform) تتا و دلتا تجزیه شد به زیرباندهاي آلفا، بتا، گاما ،

هنگـام بانـدها در هـر یـک از زیر )دامنه مربع(توان میانگین و

هـر یـک از موشـها بصـورت مجـزا تشـنج در قبـل از وتشنج

میـانگین (میزان تغییر آن به شکل درصد بیان گردید و محاسبه

باند آن زیرتوان تقسیم بر میانگین هنگام تشنج در باندزیرتوان

سپس میانگین درصد تغییـرات هـر ). 100بدر ضر تشنجقبل از

Mean ± S.E.Mنتایج بصـورت . زیرباند در موشها بدست آمد

آنـالیز واریـانس یـک داده ها با استفاده از . نمایش داده شده اند

در تمـام آنالیزهـا . طرفه و آزمون تکمیلـی تـوکی آنـالیز شـدند

P<0.05 به عنوان مالك تفاوت معنـی داري آمـاري در نظـر

.رفته شدگ

یافته ها

65ر دبا دوز بکار رفتـه در ایـن تحقیـق پیلوکارپین تجویز

. گردیـد SEموجـب بـروز ) حیوان 20 از 13( حیواناتز ادرصد

. دبو) حیوان 13از 5(درصد SE 5/38ناشی از میزان مرگ

متقی و همکاران تغییرات توان الکتروانسفالوگرام حین تشنجات موضعی

1515

1391، بهار 1، شمارة 16جلد فیزیولوژي و فارماکولوژي

1616

ــکل ــه اي از -1 شـــ نمونـــ

ــفالو گرام و زیربانــدهاي الکتروانس

تشکیل دهنده آن قبل، در حـین و

پس از تشنجات موضـعی ناشـی از

نشـان دهنـده ها فلش. پیلوکارپین

آغاز و پایـان تشـنجات بازه زمانی

.موضعی هستند

متقی و همکاران تغییرات توان الکتروانسفالوگرام حین تشنجات موضعی

1717

پس از تزریـق پیلوکـارپین دقیقه 4/39 ±4/5بطور متوسط

± 4/0تشـنجات موضـعی در فاصـله . دندش SE دچار حیوانات

ــر 8/3 ــنجات فراگیـ ــق 7 ±5/0روز و تشـ ــس از تزریـ روز پـ

. پیلوکارپین ظاهر شدند

ثبت شده قبل، در حین و پـس EEG نمونه اي از 1شکل

تحلیل داده هاي به . تشنجات موضعی را نشان می دهد از بروز

یش درو زیربانـدها EEG دست آمده نشان داد با اینکـه تـوان

اما این کاهش از نظـر ابندی یمهنگام تشنجات موضعی کاهش

باند بتا و پس درصد کاهش توان در زیر. آماري معنی دار نیست

از طـرف . از آن در زیرباند گاما بیشتر از سـایر زیربانـدها اسـت

دیگر در زیرباندهاي آلفا و تتـا حـداقل تغییـرات رخ مـی دهـد

).2شکل(

بحث

هنگام و زیرباندهایش در EEG تواند که نتایج ما نشان دا

تشنجات موضعی در مدل صرعی پیلوکارپین دسـتخوش تغییـر

بتا و گامادرصد تغییرات توان زیرباند هاي . شود ینممعنی داري

از طـرف دیگـر کمتـرین میـزان .ستا باندها زیر از سایر بیشتر

ر امـا د . باند هاي آلفا و تتـا مشـاهده مـی شـود تغییرات در زیر

.مجموع این تغییرات معنی دار نیستند

الکتروانسفالوگرام ثبت فعالیت پتانسیلهاي سیناپسی میلیونها

سلول هرمی قشر مغز است که دامنه و فرکـانس آن در شـرایط

300 کمتـر از دامنه ایـن امـواج معمـوالً . مختلف تغییر می کند

و فرکـانس آنهـا بـین ) میکروولت 100تقریبا حدود (میکروولت

. ]2،26[ است هرتز 100نیم تا

به عنوانو زیرباندهاي آن EEGبزرگی امواج مربعتوان یا

ــانی ــاري از همزم ــه ) Synchronization(معی ــر گرفت در نظ

افزایش توان شاخصی از افـزایش همزمـانی یبه عبارتشود می

و EEG همزمـانی امـواج نتایج مـا نشـان داد کـه . ]25[ است

ام تشنجات موضـعی در مـدل پیلوکـارپین هنگ زیرباندهایش در

که نشان دادند 2000در سال شهمکاران و Lee. کند ینمتغییر

محدوده یتمیک درتیز رکورتیکال امواج ئوشروع صرع نزمان در

در مطالعـه دیگـري توسـط ].17[ شـود یمـ آلفا و تتا مشـاهده

Faught در افزایش همزمانی فقط 1996در سال شو همکاران

نشـان داده شـده مطالعاتی نیز در]. 11[ زیر باند تتا مشاهده شد

ـ ز امواج بـا ولتـاژ است که ظـاهر تتـا بـه جـاي امـواج آلفـا ادی

در و همکـارانش Montoنتـایج مطالعـات ].15،19[ شـوند یم

2007و همکـاران در سـال Schevon و همچنین 2006سال

اپیلپتوژنیـک قدر منـاط EEG مبین افزایش همزمـانی امـواج

باشـند یمـ نئوکورتکس در حین تشـنجات موضـعی در انسـان

ــزایش در ].21،24[ ــز اف ــرع نی ــوانی ص ــدلهاي حی ــی از م برخ

اي در در مطالعـه همزمانی گزارش شده است بـه عنـوان مثـال

حاد القا شده با پنتـیلن تتـرازول، افـزایش تشنج در 2011سال

افـزایش ].3[ هده شـد باند هاي بتا و گاما مشـا زیرهمزمانی در

در سایر مدلهاي تشنجی نیـز باند گاما در طی تشنجات زیرتوان

ــزارش ــتگ ــده اس ــر . ]9،33[ ش ــرف دیگ ــا از ط و Bettusام

نشان دادند که در عین حالی که تـوان 2008همکاران در سال

کاهش در رصد بیشترین د%). 100(ناشی از پیلوکارپین نسبت به حالت نرمال و قبل از تشنج تشنجات موضعی خالل درنسفالوگرام و زیرباندهاي آن درصد توان الکتروا -2شکل

.شود یممشاهده زیرباندهاي آلفا و تتاکمترین میزان تغییرات در وبتا و گاما زیرباندهاي

1391، بهار 1، شمارة 16جلد فیزیولوژي و فارماکولوژي

1818

زیرباند تتا در ساختارهاي هیپوکمپ، آمیگدال و قشـر انتورینـال

ولـی در ابـد ی یمـ ب گیجگاهی کاهش در بیماران دچار صرع لو

توان زیرباندهاي آلفا، بتا، گاما و دلتا تغییر معنی داري مشـاهده

در همین راسـتا در مطالعـه اي دیگـري در سـال . ]4[ شود ینم

ــه در طــی تشــنجات موضــعی ناشــی از 2008 ــوم شــد ک معل

پیلوکارپین در موشـهاي صـحرایی تـوان امـواج آلفـا و تـا حـد

امواج دلتا و بتا ثبـت شـده از هیپوکمـپ افـزایش کمتري توان

در حالیکه اگر ثبت از ناحیه فرونتال گرفتـه شـود تـوان ابدی یم

و در مورد سـایر کند یمفقط در محدوده امواج دلتا افزایش پیدا

رسـد یمـ بنابراین به نظر . ]10[ کند ینمزیرباندها توان تغییري

دل صـرعی مطالعـه شـده و که بسته به ناحیه مورد ثبت، نوع م

گاهـاً نتـایج متفـاوت و ها دادهپروتکل مورد استفاده براي آنالیز

متناقضی بدست آید که شامل افـزایش، کـاهش و عـدم تغییـر

. باشد یم EEGتوان زیرباندهاي

ریتم تتا از سپتوم میانی ناحیه هیپوکمـپ مـوش صـحرایی

ژیــک وو تحــت تــأثیر آورانهــاي کولینر] 5[ ردیــگ یمــمنشــاء

به طوریکه در حالت بیداري بعد از تجـویز ]12[ گاباارژیک است

پیلوکارپین که آگونیست گیرنده هاي موسکارینی است انسـجام

)Coherence ( بین باند هاي تتا ثبت شده از هیپوکمپ و قشـر

یاز طرفــی در مــدل صــرع. ]27[ ابــدی یمــفرونتــال افــزایش

طی دوران نهفته در در پیلوکارپین میزان گلوتامات خارج سلولی

بــرون تــننتــایج مطالعــات . ]7[ ابــدی یمــهیپوکمــپ افــزایش

(in vitro) ــی ــان م ــه نش ــد ک ــک ده ــک تحری فارماکولوژی

هاي متابوتروپیک گلوتامات سبب ایجاد ریـتم هـایی در گیرنده

. ]16[ گردد یمتاالموس قشر تتا در نورونهاي فرکانس آلفا و

داد که تغییرات توان زیرباندهاي بتا و گامـا نشان ما مطالعه

بیشترین میزان کاهش را نسبت بـه در هنگام تشنجات موضعی

هم یا به معموالً بااین دو زیرباند .دهد یمنشان یر زیرباندهاسا

انـد کـه مطالعات نشـان داده ].14،28[ شوند یمدنبال هم ثبت

نسانهاي بیـدار و وکورتکس حیوانات و ائبتا و گاما در ن يها تمیر

شوند و در ارتباط با هوشـیاري، ادراك و پاسـخ هوشیار ثبت می

صـرع لـوب تشنجات موضعی .]14[ به محرکهاي جدید هستند

شاید . ]10، 6[ همراه هستندبین رفتن هوشیاري از با گیجگاهی

ایــن امــر یکــی از دالیــل بیشــتر بــودن میــزان کــاهش تــوان

عـالوه بـر . سایر زیرباندها باشدنسبت به بتا و گاما زیرباندهاي

در )تتاریتم به همراه (ریتم گاما نیز در هیپوکامپ ،کورتکسوئن

در مـوش صـحرایی . شـود یمـ زیاد ارتباط با فعالیتهاي رفتاري

به خودي امواج گاما در مناطق وسیعی از هیپوکامپ فعالیت خود

که به طور مستقل در نرونهـاي رسد یمبه نظر همزمان است و

. ]23[قشر انتورینال تولید شـوند ، هیلوس وCA1، 3CA احیهن

صرع لوب گیجگاهی و همچنین مـدل صـرعی پیلوکـارپین، در

ونهـاي رویـژه در ن بـه 3CAو CA1 ناحیـه آسیب نـورونی در

همچنین قسمتی از قشر انتورینال مشاهده شده است و بینابینی

رباند گامـا شاید یکی دیگر از دالیل کاهش زیاد توان زی که] 8[

اي در در مطالعـه ،بـه عـالوه . نسبت به زیر باندهاي دیگر باشد

در مدل صرع کاینیک اسید، کـه یکـی از مـدلهاي 2002سال

که بین امواج صـرعی ص شد صرع لوب گیجگاهی است، مشخ

امواج گاما حالت آنتاگونیست وجـود دارد با فرکانس پایین وتیز

ابـد ی یمـ شروع صرع افزایش بطوریکه توان باند گاما در ابتداي

به توان این باند ،کم با فرکانس تیزولی در هنگام فعالیت امواج

.]20[ شود یم ممعنی دار ک صورت

کـه در خـالل دهـد یمـ در مجموع نتایج این مطالعه نشان

EEGتشنجات موضعی در مدل پیلوکارپین تـوان زیربانـدهاي

ش تغییـر نسبت به حالت طبیعی و غیـر تشـنجی مغـز دسـتخو

علت این یافته شاید به منطقه ثبت گرفته . شود ینممعنی داري

. مربوط باشـد ها دادهشده، مدل صرعی بکار رفته و روش آنالیز

.مطالعات بیشتري در راه است تا به این احتماالت پاسخ دهد

سپاسگزاري

این مطالعه بخشی از رساله دکتراي فیزیولـوژي دامپزشـکی دانشـگاه

انجام شده 472و با بودجه انستیتو پاستور ایران به شماره طرح تهران بوده

.است

متقی و همکاران تغییرات توان الکتروانسفالوگرام حین تشنجات موضعی

1919

References

[1] Bartolomei F, Wendling F, Regis J, Gavaret M, Guye

M, Chauvel P, Pre-ictal synchronicity in limbic

networks of mesial temporal lobe epilepsy. Epilepsy Res

61 (2004) 89-104.

[2] Basar E, Basar-Eroglu C, Karakas S, Schurmann M,

Gamma, alpha, delta, and theta oscillations govern

cognitive processes. Int J Psychophysiol 39 (2001) 241-

8.

[3] Beiso WG, Liu X, Wang L, Medvedev AV, Koka K,

Transcutaneous focal electrical stimulation via

concentric ring electrodes reduces synchrony induced by

pentylenetetrazole in beta and gamma bands in rats. Int

J Neural Syst 21 (2011) 139-49.

[4] Bettus G, Wendling F, Guye M, Valton L, Régis J,

Chauvel P, Bartolomei F, Enhanced EEG functional

connectivity in mesial temporal lobe epilepsy. Epilepsy

Res 81 (2008) 58-68.

[5] Bland BH, Colom LV. The physiology and

pharmacology of hippocampal formation theta rhythms.

Prog Neurobiol 41 (1993) 157–208.

[6] Blumenfeld H, Rivera M, McNally KA, Davis K,

Spencer DD, Spencer SS, Ictal neocortical slowing in

temporal lobe epilepsy. Neurology 63 (2004) 1015-21.

[7] Cavalheiro EA, Fernandes MJS, Turski L, Naffah-

Mazzacoratti MG, Spontaneous re-current seizures in

rats: amino acids and monoamines determination in the

hippocampus. Epilepsia 35 (1994) 1-11.

[8] Curiaa G, Longob D, Biaginib G, Jonesc RSG, Avoli M,

The pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. J

Neurosci Methods 172 (2008) 143-57.

[9] Curtis M, Gnatkovsky V, Reevaluating the mechanisms

of focal inctogenesis the role of low- voltage fast

activity. Epilepsia 50 (2009) 2514-25.

[10] Englot DJ, Mishra AM, Mansuripur PK, Herman P,

Hyder F, Blumenfeld H, Remote effects of focal

hippocampal seizures on the rat neocortex. J Neurosci

28 (2008) 9066-81.

[11] Faught E, Kuzniecky RI, Hurst DC, Ictal EEG wave

forms from epidural electrodes predictive of seizure

control after temporal lobectomy. Electroencephalogr

Clin Neurophysiol 9 (1996) 441-8.

[12] Freund TF, Buzsaki G, Interneurons of the

hippocampus. Hippocampus 6 (2008) 345-70.

[13] Gloor P, Neurobiological substrates of ictal behavioral

changes. Adv Neurol 55 (1991) 1-34.

[14] Haenschel C, Baldeweg T, Croft R, Whittington MA,

Gruzelier J, Gamma and beta frequency cortical

oscillation in response to novel auditory stimuli: A

comparison of human electroencephalogram (EEG) data

with in vitro models. Proc Natl Acad Sci 97 (2000)

7645-50.

[15] Hughes SW, Crunelli V, Just a phase they’re going

through: the complex interaction of intrinsic high-

threshold bursting and gap junctions in the generation of

thalamic α and θ rhythms. Int J Psychophysiol 64

(2007) 3-17.

[16] Hughes SW, Crunelli V, Thalamic mechanisms of EEG

alpha rhythms and their pathological implications.

Neuroscientist 11 (2005) 357-72.

[17] Lee SA, Spencer DD, Spencer SS, Intracranial EEG

seizure-onset patterns in neocortical epilepsy. Epilepsia

41 (2000) 297-307.

[18] Leung LS, Generation of theta and gamma rhythms in

the hippocampus. Neurosci Biobehav Rev 22 (1998)

275-90.

[19] Lopes SF, Blanes W, Kalitzin SN, Parra J, Suffczynski

P, Velis DN, Epilepsies as dynamical diseases of brain

systems: basic models of the transition between normal

and epileptic activity. Epilepsia 44 (2003) 72-83.

[20] Medvedev AV, Epileptiform spikes desynchronize and

diminish fast (gamma) activity of the brain: An “anti-

binding” mechanism? Brain Res Bull 58 (2002) 115-

128.

[21] Monto S, Vanhatalo S, Holmes MD, Palva JM,

Epileptogenic neocortical networks are revealed by

abnormal temporal dynamics in seizure-free subdural

EEG. Cereb Cortex 17 (2006) 1386-93.

[22] Paxinos G, Watson CR, The rat brain in stereotaxic

coordinates. San Diego, Elsevier Academic Press, 2007.

[23] Penttonen M, Acsady L, Kamondi A, Buzsaki G,

Gamma frequency oscillation in the hippocampus of the

rat: intracellular analysis in vivo. Eur J Neurosci 10

(1998) 718-28.

[24] Schevon CA, Cappell J, Emerson R, Isler J, Grieve P,

Goodman R, Mckhann GJr, Weiner H, Doyle W,

Kuzniecky R, Devinsky O, Gilliam F, Cortical

abnormalities in epilepsy revealed by local EEG

synchrony. Neuroimage 35 (2007) 140-8.

1391، بهار 1، شمارة 16جلد فیزیولوژي و فارماکولوژي

2020

[25] Sebban C, Zhang XQ, Tesolin-Decros B, Millan MJ,

Spedding M, Changes in EEG spectral power in the

prefrontal cortex of conscious rats elicited by drugs

interacting with dopaminergic and noradrenergic

transmission. Br J Pharmacol 128 (1999) 1045-54.

[26] Shaker MM, EEG Waves Classifier using Wavelet

Transform and Fourier Transform. Int J Biol Med Sci 1

(2006) 85-90.

[27] Tejada S, Gonz ́alez JJ, Rial RV, Coenen AML,

Gamund ́ A, Esteban S, Electroencephalogram

functional connectivity between rat hippocampus and

cortex after pilocarpine treatment. Neuroscience 165

(2010) 621-31.

[28] Traub RD, Whittington MA, Buhl EH, Jefferys JGR,

Faulkner H, On the mechanism of the gamma-beta

frequency shift in neuronal oscillations induced in rat

hippocampal slices by tetanic stimulation. J Neurosci 19

(1999) 1088-1105.

[29] Turski WA, Cavalheiro EA, Schwarz M, Czuczwar SJ,

Kleinrok Z, Turski L, Limbic seizures produced by

pilocarpine in rats: behavioural, electroencephalographic

and neuropathological study. Behav Brain Res 9 (1983)

315-35.

[30] Veliskova J, Behavioral characterization of seizures in

rats. In: Pitkänen A, Schwartskroin PA, Solomon LM,

editors. Models of Seizures and Epilepsy. Burlington:

Elsevier Academic Press, 2006, p. 601-611.

[31] Vezzani M, French J, Bartfai T, Baram TZ, The role of

inflammation in epilepsy. Nat Rev Neurol 7 (2011) 31-

40.

[32] Williamson PD, French JA, Thadani VM, Kim JH,

Novelly RA, Spencer SS, Spencer DD, Mattson RH,

Characteristics of medial temporal lobe epilepsy:

Interictal and ictal scalp electroencephalopathy,

neuropsychological testing, neuroimaging, surgical

results and pathology. Ann Neurol 34 (1993) 781-7.

[33] Worrell GA, Parish L, Cranstoun SD, Jonas R, Baltuch

G, Litt B, High-frequency oscillations and seizure

generation in neocortical epilepsy. Brain 127 (2008)

1496-1506.