[发明专利]基于DBS的改善AD小鼠记忆神经调控系统及方法

说明书

本发明公开基于DBS的改善AD小鼠记忆神经调控系统及方法，方法步骤包括：1)分别将植入式刺激电极、记录电极植入生物体的预设靶点；2)利用刺激器控制模块调控植入式刺激器模块的电刺激信号参数；3)植入式刺激器模块向植入式刺激电极传输电刺激信号；4)所述植入式刺激电极接收到电刺激信号后，对生物体的颅内脑部区域进行电刺激；5)利用多通道电生理采集模块采集记录电极记录的电生理信号，并发送至生理信号分析模块；7)所述生理信号分析模块对电生理信号进行分析。系统包括刺激器控制模块、植入式刺激器模块、植入式刺激电极、记录电极、多通道电生理采集模块、生理信号分析模块；本发明可以为阿尔茨海默发病的治疗参数优化提供思路。

技术领域

本发明涉及脑深部电刺激领域，具体是基于DBS的改善AD小鼠记忆神经调控系统及方法。

背景技术

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease,AD)是以进行性记忆障碍、认知功能丧失伴精神行为异常的神经系统退行性疾病，其主要病理特征包括β-淀粉样蛋白(β-Amyloidprotein，Aβ)沉积、神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)、神经元丢失等，伴有慢性认知功能下降、记忆衰退、语言障碍、学习能力下降等行为障碍。根据世界阿尔茨海默症报告，AD的患病率在世界范围内逐年攀升。

目前，全球约有5000万AD患者，预计到2050年将达到1.52亿。截止2019年，我国AD患者人数高达1000万余人，且随着老龄化社会的到来，有不断上升趋势，这将会造成沉重的经济、心理和人力负担。但是AD的病因和发病机制非常复杂，目前尚未十分清楚。由于AD患者的脑组织标本极难获得，因此通过阿尔茨海默症小鼠模型的实验研究对临床研究起着至关重要的作用。

DBS具有可逆性、参数可调性、微创等特点，已经应用于治疗帕金森病、特发性震颤、肌张力障碍、抽动症、难治性疼痛以及重度抑郁、强迫症等神经精神类疾病。尽管DBS治疗上述疾病的临床效果已得到肯定，但是DBS治疗AD尚处探索阶段，尤其是最佳刺激靶点、刺激参数及DBS治疗AD的机制尚不明确：

(1)DBS治疗AD的手术靶点仍在探讨中。现有的人体临床试验中应用DBS治疗AD的靶点主要集中于胆碱能神经元系统和Papez环路系统相关脑区，包括Meynert基底核、腹侧内囊/腹侧纹状体和穹窿。此外，基础动物研究中提示海马、内嗅皮层、丘脑前核以及乳头丘脑束等结构是DBS治疗AD的潜在靶点。

(2)DBS治疗AD的最佳刺激模式尚未确定。DBS的刺激频率，它可分为高频电刺激(HFS，25～1000Hz)和低频电刺激(LFS，0.1～25Hz)。迄今为止，在AD中DBS的应用是在固定刺激参数下进行的，单一频率设置为10、50、100或130Hz。

发明内容

本发明的目的是提供基于DBS(脑深部电刺激，deep brain stimulation)的改善AD(阿尔兹海默症，Alzheimer’s disease)小鼠记忆神经调控方法，包括以下步骤：

1)分别将植入式刺激电极、记录电极植入多个生物体的预设靶点；所述预设靶点位于生物体的颅内脑部区域；这些生物体分为不同刺激小组；

2)待所有植入电极的生物体恢复t时间后，利用刺激器控制模块调控便携式刺激器模块的电刺激信号参数；

3)便携式刺激器模块向植入式刺激电极传输电刺激信号；

4)所述植入式刺激电极接收到电刺激信号后，对生物体的颅内脑部靶点进行电刺激；

5)利用多通道电生理采集模块采集记录电极上记录到的电生理信号，并发送至生理信号分析模块；

7)利用刺激器的控制模块调节便携式刺激器模块的电刺激信号参数，并返回步骤3)，直至得到若干组电刺激诱发的电生理信号；

7)所述生理信号分析模块对电生理信号进行分析，步骤包括：