رمزگشايي درد با استفاده از پتانسيل‌هاي درون قشري مغز موش صحرايي

كارشناسي ارشد

مقدمه: درد يك تجربه حسي و احساسي ناخوشايند است كه در اثر آسيب واقعي يا پنهاني بافت‌ها ايجاد مي‌شود. يكي از ناحيه‌هاي مهم مرتبط با درد، قشر كمربندي قدامي (Anterior cingulate cortex) است كه جنبه عاطفي و جنبه حسي مربوط به درد در آن رمزگذاري مي‌شود. در اين پژوهش تمركز ما بر روي جنبه حسي درد و به‌صورت ويژه، شدت درد بود. تحريك‌ مكانيكي را براي اعمال درد نوسيسپتيو انتخاب كرديم و با استفاده از فيلامان‌هاي ون‌فري الكترونيكي دست‌ساز، دو شدت تحريك دردناك و غيردردناك با توجه به پاسخ رفتاري موش اعمال نموديم. اين سيستم تحريك قادر بود زمان اعمال تحريك و زمان خروج پا را به سيستم ثبت ارسال نمايد. تحريك‌ها به كف پاي چپ موش اعمال شد. الكترودهاي ثبت به‌صورت دوطرفه در ناحيه ACC كاشته شد سه الكترود در نيمكره چپ و سه الكترود در نيمكره راست كاشته شد و ثبت‌ها در حالت هوشيار انجام گرفت. سيگنال‌هاي پتانسيل ميداني محلي ناشي از اعمال تحريك‌ها در ناحيه ACC مغز ثبت شد. روش‌ها: پردازش سيگنال‌هاي مغزي در چهار بخش صورت گرفت. در بخش اول به بررسي پتانسيل برانگيخته پرداختيم. پارامترهاي دامنه و زمان وقوع مؤلفه‌هاي P1 و N1 را در تحريك دردناك و غيردردناك را موردبررسي قرار داديم. در قسمت دوم به طبقه‌بندي تحريك دردناك، غيردردناك و حالت استراحت پرداختيم. از ويژگي تبديل موجك مورلت براي طبقه‌بندي‌ها استفاده نموديم و بعد از انتخاب بهترين ويژگي‌ها با استفاده از روش حداقل افزونگي حداكثر ارتباط (mRMR) به طبقه‌بندي تحريك‌ها با استفاده از روش ماشين بردار پشتيبان (SVM) پرداختيم. در بخش سوم توان باندهاي تتا، آلفا، بتا، گاماي پايين و گاماي بالا را با استفاده از تبديل موجك مورلت استخراج نموديم و با استفاده از آزمون آماري ويلكاكسون به بررسي تفاوت معناداري توان سه حالت تحريك دردناك، غيردردناك و حالت استراحت پرداختيم. در بخش آخر به بررسي دو نيمكره در اثر اعمال تحريك مي‌پردازيم. در اين قسمت با استفاده از روش همبستگي متقابل اختلاف‌زماني وقوع پتانسيل برانگيخته دو نيمكره را بررسي نموديم همچنين همبستگي و همدوسي دو نيمكره را در طول زمان بررسي نموديم. نتيجه‌گيري: الگوي رفتاري پتانسيل برانگيخته در دو تحريك اعمالي مشابه هم هستند ولي دامنه و زمان وقوع اولين قله (P1) و اولين دره (N1) در دو تحريك متفاوت بودند. در تحريك دردناك اندازه دامنه P1 و N1 به‌صورت معناداري بيشتر از تحريك غير دردناك است و زمان وقوع P1 و N1 در تحريك غيردردناك به‌صورت معناداري سريع‌تر از تحريك دردناك است. ما توانستيم با دقت 88 درصد، تحريك دردناك را از حالت بدون تحريك، با دقت 68 درصد تحريك غيردردناك را از حالت بدون تحريك و با دقت 73 درصد تحريك دردناك را از تحريك غيردردناك تفكيك نماييم. تنها توان باند تتا و بتا در سه حالت تحريك دردناك، تحريك غيردردناك و بدون تحريك باهم تفاوت معنادار داشتند. در اين پژوهش مشاهده شد پتانسيل برانگيخته در دو نيمكره به‌صورت هم‌زمان اتفاق مي‌افتد همچنين همبستگي زماني و همدوسي فركانسي بين دو نيمكره بلافاصله بعد از اعمال تحريك افزايش مي‌يابد و بعد از گذشت حدود 500 ميلي‌ثانيه كاهش مي‌يابد و كمتر از مقدار خط پايه مي‌شود. جمع‌بندي: ناحيه ACC بعد از اعمال تحريك به‌صورت دوطرفه فعال مي‌شود و الگوي رفتاري دو نيمكره بسيار مشابه هم هستند. دقت طبقه‌بندي ذكرشده بيانگر اين است كه ناحيه ACC جهت رمزگشايي و جداسازي تحريك دردناك، تحريك غيردردناك و بدون تحريك مناسب است. تنها توان باند تتا و بتا در سه حالت تحريك دردناك، غيردردناك و استراحت با هم تفاوت معنادار دارند.

195583

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي پزشكي

دكتر وحيد شالچيان