巴金森氏症的大脑涨落图分析
作者：梅磊 刘月红 陈小星 郭英 朱超英 刘培霞
单位：梅磊 刘月红 陈小星 郭英 朱超英(北京航天工程研究所 100094)；刘培霞(解放军三Ο九医院)
关键词：脑；神经；多巴胺；Parkinson病
中华医学杂志900213
提要 以脑涨落图技术(ET)测试巴金森氏症在用多巴胺类药物治疗前后大脑超慢系统的变化，证明大脑超慢系统的第11谱线及其谐振系代表脑内多巴胺活动，并以左前脑的变化最为典型。ET扫描技术为临床巴金森氏症的诊治和研究提供了新的手段。
本世纪60年代，人们开始从神经化学角度研究巴金森氏症的发病机制，发现病人黑质-纹状体系统内多巴胺(DA)含量较正常人为低，并用口服左旋多巴胺等方法治疗[1]。
, 百拇医药
我们采用大脑涨落图技术(Encephalo-fluctuograph Technology, ET)，检测脑内神经化学振荡的信息[2～4]，证明DA类药物能增强ET谱的第11谱线系，并在左前脑占优势。现报道如下。
资料与方法
巴金森氏症患者22例，其中男17例，女5例，年龄37～67岁，病程均在1年以上，由航天医学工程研究所和中国人民解放军第三Ο九医院提供。病人用DA类药物进行治疗：口服美多巴每日剂量2～5g，或注射金刚烷胺溶液，每日剂量0.3g ，辅以维生素C、E等。用药前后记录12道原始脑波，记录部位按国际10～12系统规定的F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6。通常记录闭眼状态的资料。原始脑波经Nihon kohden16道脑电仪放大后，在Sony A 49磁带仪上储存，送至ATAC-450计算机上进行ET扫描处理。对22例患者进行58次测试，应用ET扫描程序分析处理696道脑波。
, 百拇医药
结 果
一、大脑超慢系统第11谱线(S11)的变化
巴金森氏症病人的脑波涨落图象在用DA类药物治疗前后有明显变化(图1)。用药前和用药后在S11谱线处差异非常显著(P<0.025)。
超慢频率(mHz)
图1 巴金森氏症用多巴胺类药物治疗前(A)和治疗后(B)S1～13的比较
用药前S11的平均出现几率接近图中最小值(0.59)，用药后S11几率以陡峰式上升。
对S11进行进一步的谐振分析，即考察与S11成倍数关系的高次谐波的出现率，发现用药前后S11系在谐振结构上有更为精细的差别(图2)。用药前S11系谐振较弱；用药后则有很强的S11、S22基频及众多的谐振频率，如S44、S88……等，一直伸展到S242。用药后的谐振结构与动物试验中注射DA的结果极为相似，都有很强的S11、S22，而且在S44、S88、S99、S220处都有相同的谐波。用药前后相比，DA类药物引起了非常显著的变化(P<0.001)。用药前S11系平均值为0.35，用药后S11系的平均值上升到3.64。同一病人用药前后这种S11系谐振结构的差别也非常显著(P<0.01)。
, 百拇医药
S11谐振(mHz)
图2 巴金森氏症用多巴胺类药物治疗前(A)治疗后(B)
和大白鼠注射多巴胺后(C)S11系谐振结构的比较
DA类药物不但引起上述频率结构(时间图象)的变化，同时也产生特征性的空间图象。正常人左前脑S11出现率相对地大于右前脑。巴金森氏症病人用药前左前脑S11出现率与正常人相比明显降低(P<0.005)，用药后左前脑S11的出现率和左右脑关系转为正常。
正常人和巴金森氏症病人用药前和用药后比较的彩色空间图象，见图3～5。正常人有左脑S11系活动区；巴金森氏症患者用药前出现左前脑S11系空缺，用药后S11系在左前脑显著增强。这一结果也与动物试验结果完全吻合。
, 百拇医药
图3 正常人S11系的空间分布图，左前脑(深色圈)出现率高于右前脑
图4 巴金森氏症患者S11系的空间分布图，左前脑(浅线圈)出现率明显低于右前脑
图5 DA类药物治疗后S11系的空间分布图，左前脑(深色带)出现率显著回升
在谐振分析中，也发现左脑S11系在用药前后差异很显著(P<0.025)，左前脑的变化尤为突出(P<0.005)。
在所研究的病例中，有10例进行过脑CT扫描比较，未发现各脑区有变化。但ET测试中发现这些病例存在上述一系列异常改变。
二、其它大脑超慢系统(S)频率系的变化
除S11系的典型变化外，巴金森氏症还出现其它频率的一些变化。
, 百拇医药
从图1中可见，巴金森氏症用药前的S5、S6、S12都高于用药后，这些频率单独比较时并无显著性，但联合起来，与S11有对抗作用。S5、S7、S12愈大，S11愈小，愈容易出现震颤症状。取Q=(S5+S7+S12)-S11表示这种对抗作用，可评价发病趋势。Q值愈大，愈易发病。在本文考察的病例中，用药前和用药后比较，Q值差异达到非常显著水平(P<0.025)。从谐振图中取这些频率谐振系的Q值，差别也非常显著(P<0.025)。
还观察到5-羟色胺(5-HT)功能有关的S4在用药前平均值3.5，用药后平均值为6.0。即5-HT水平在巴金森氏症患者有偏低倾向。
其它可能与乙酰胆碱(Ach)有关的S3系、与γ-氨基丁酸(GABA)有关的S13系等，都在巴金森氏症患者中有增高趋势，但用药前后相比，其差异未达显著水平。
讨 论
, 百拇医药 ET扫描是一项空间新技术，原用于航天员脑功能研究。它根据系统论和协同学原理，用计算机对脑波涨落过程进行时间域、频率域和空间域扫描，从中提取1-255 mHz的超慢振荡信息。最后提供超慢波谱(S-Spectrum)和超慢空间图(S-Topo)，都可制成彩色图象。该技术被证明可在临床领域推广应用。目前已在弱智、巴金森氏症、各类脑血管病、癫痫和胼胝体切开术研究以及多种药物的效应分析等试验中取得良好效果，提供了一系列由其它方法得不到的新信息。
我们在各种实验条件下对ET的研究，证明所获得的S谱上不同谱线能反映脑内不同神经化学物质的活动。在传统的超慢电位研究中，也早有人指出大脑超慢活动与神经化学物质有关。在动物实验中我们证明超慢谱的第11谱线能反映脑内DA活动。本工作进一步在巴金森氏症患者中观察到用DA类药物治疗前后S11系的活动发生明显变化。证明了ET指标在探测脑内神经化学改变方面具有高度选择性和敏感性，因而有可能在巴金森氏症及一系列其它神经化学性脑病中得到应用。
, 百拇医药 我们的结果还表明，在巴金森氏症的发病机制中存在着各种神经化学系的复杂相互作用。例如所观察到的S5、S7、S12变化，证明巴金森氏症除DA减少外，还影响到ACh、去甲肾上腺素等其它神经化学系，它们可能是促使发病的因素。相反，S4系可能是阻止发病的因素。S4系代表的5-HT与睡眠等抑制过程有关，对震颤有压制作用。一般在睡眠状态下震颤不发生。此外，不能排除还有其它作用因素存在。ET扫描为进一步揭露这些作用因素提供了研究手段。
在空间结构上，左右脑功能不对称已得到公认。并有报道表明神经化学物质在左右脑分布也是不对称的。尤其是Gliektal观察到与巴金森氏病有关的DA分布也有左右不对称现象。鼠脑纹状体中的多巴胺含量左右相差达10%。本实验室在动物和人发现DA活动及其缺损在左脑，尤其左前脑最明显，为这种不对称分布提供了新的证据。
ET研究的结果有助于达到以下目的：
1. 对DA类药物治疗巴金森氏症的作用进行监测和分析，并有可能对新药进行研究和对治疗方案进行选择。
, 百拇医药
2. 确定巴金森氏症患者DA缺少的程度，并判断有无其它神经化学变化或其它脑功能障碍。
ET扫描作为脑研究的一项新技术，可以提供一系列脑活动的新信息。尤其为从脑外研究脑内神经化学方面的生理和病理变化，提供了独特的手段。
参考文献
1. Hornykiewicz O. Neurochmistry of Parkinsonism. In: Fried R, ed. Hand-book of Neurochemistry. New York: Marcel Dekker, 1972：465.
2. 梅磊. 空间脑科学研究. 空间科学学报 1984；4：324.
3. 梅磊，等. 气功态中人脑自组织特征.第一届国际医学气功会论文摘要 1988；4.
4. 梅磊，等. 记忆状态下脑波超慢涨落图分析.航天医学与医学工程 1989；2：157.
(1989年2月27日收稿 同年11月9日修回), 百拇医药
单位：梅磊 刘月红 陈小星 郭英 朱超英(北京航天工程研究所 100094)；刘培霞(解放军三Ο九医院)
关键词：脑；神经；多巴胺；Parkinson病
中华医学杂志900213
提要 以脑涨落图技术(ET)测试巴金森氏症在用多巴胺类药物治疗前后大脑超慢系统的变化，证明大脑超慢系统的第11谱线及其谐振系代表脑内多巴胺活动，并以左前脑的变化最为典型。ET扫描技术为临床巴金森氏症的诊治和研究提供了新的手段。
本世纪60年代，人们开始从神经化学角度研究巴金森氏症的发病机制，发现病人黑质-纹状体系统内多巴胺(DA)含量较正常人为低，并用口服左旋多巴胺等方法治疗[1]。
, 百拇医药
我们采用大脑涨落图技术(Encephalo-fluctuograph Technology, ET)，检测脑内神经化学振荡的信息[2～4]，证明DA类药物能增强ET谱的第11谱线系，并在左前脑占优势。现报道如下。
资料与方法
巴金森氏症患者22例，其中男17例，女5例，年龄37～67岁，病程均在1年以上，由航天医学工程研究所和中国人民解放军第三Ο九医院提供。病人用DA类药物进行治疗：口服美多巴每日剂量2～5g，或注射金刚烷胺溶液，每日剂量0.3g ，辅以维生素C、E等。用药前后记录12道原始脑波，记录部位按国际10～12系统规定的F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6。通常记录闭眼状态的资料。原始脑波经Nihon kohden16道脑电仪放大后，在Sony A 49磁带仪上储存，送至ATAC-450计算机上进行ET扫描处理。对22例患者进行58次测试，应用ET扫描程序分析处理696道脑波。
, 百拇医药
结 果
一、大脑超慢系统第11谱线(S11)的变化
巴金森氏症病人的脑波涨落图象在用DA类药物治疗前后有明显变化(图1)。用药前和用药后在S11谱线处差异非常显著(P<0.025)。
超慢频率(mHz)
图1 巴金森氏症用多巴胺类药物治疗前(A)和治疗后(B)S1～13的比较
用药前S11的平均出现几率接近图中最小值(0.59)，用药后S11几率以陡峰式上升。
对S11进行进一步的谐振分析，即考察与S11成倍数关系的高次谐波的出现率，发现用药前后S11系在谐振结构上有更为精细的差别(图2)。用药前S11系谐振较弱；用药后则有很强的S11、S22基频及众多的谐振频率，如S44、S88……等，一直伸展到S242。用药后的谐振结构与动物试验中注射DA的结果极为相似，都有很强的S11、S22，而且在S44、S88、S99、S220处都有相同的谐波。用药前后相比，DA类药物引起了非常显著的变化(P<0.001)。用药前S11系平均值为0.35，用药后S11系的平均值上升到3.64。同一病人用药前后这种S11系谐振结构的差别也非常显著(P<0.01)。
, 百拇医药
S11谐振(mHz)
图2 巴金森氏症用多巴胺类药物治疗前(A)治疗后(B)
和大白鼠注射多巴胺后(C)S11系谐振结构的比较
DA类药物不但引起上述频率结构(时间图象)的变化，同时也产生特征性的空间图象。正常人左前脑S11出现率相对地大于右前脑。巴金森氏症病人用药前左前脑S11出现率与正常人相比明显降低(P<0.005)，用药后左前脑S11的出现率和左右脑关系转为正常。
正常人和巴金森氏症病人用药前和用药后比较的彩色空间图象，见图3～5。正常人有左脑S11系活动区；巴金森氏症患者用药前出现左前脑S11系空缺，用药后S11系在左前脑显著增强。这一结果也与动物试验结果完全吻合。
, 百拇医药
图3 正常人S11系的空间分布图，左前脑(深色圈)出现率高于右前脑
图4 巴金森氏症患者S11系的空间分布图，左前脑(浅线圈)出现率明显低于右前脑
图5 DA类药物治疗后S11系的空间分布图，左前脑(深色带)出现率显著回升
在谐振分析中，也发现左脑S11系在用药前后差异很显著(P<0.025)，左前脑的变化尤为突出(P<0.005)。
在所研究的病例中，有10例进行过脑CT扫描比较，未发现各脑区有变化。但ET测试中发现这些病例存在上述一系列异常改变。
二、其它大脑超慢系统(S)频率系的变化
除S11系的典型变化外，巴金森氏症还出现其它频率的一些变化。
, 百拇医药
从图1中可见，巴金森氏症用药前的S5、S6、S12都高于用药后，这些频率单独比较时并无显著性，但联合起来，与S11有对抗作用。S5、S7、S12愈大，S11愈小，愈容易出现震颤症状。取Q=(S5+S7+S12)-S11表示这种对抗作用，可评价发病趋势。Q值愈大，愈易发病。在本文考察的病例中，用药前和用药后比较，Q值差异达到非常显著水平(P<0.025)。从谐振图中取这些频率谐振系的Q值，差别也非常显著(P<0.025)。
还观察到5-羟色胺(5-HT)功能有关的S4在用药前平均值3.5，用药后平均值为6.0。即5-HT水平在巴金森氏症患者有偏低倾向。
其它可能与乙酰胆碱(Ach)有关的S3系、与γ-氨基丁酸(GABA)有关的S13系等，都在巴金森氏症患者中有增高趋势，但用药前后相比，其差异未达显著水平。
讨 论
, 百拇医药 ET扫描是一项空间新技术，原用于航天员脑功能研究。它根据系统论和协同学原理，用计算机对脑波涨落过程进行时间域、频率域和空间域扫描，从中提取1-255 mHz的超慢振荡信息。最后提供超慢波谱(S-Spectrum)和超慢空间图(S-Topo)，都可制成彩色图象。该技术被证明可在临床领域推广应用。目前已在弱智、巴金森氏症、各类脑血管病、癫痫和胼胝体切开术研究以及多种药物的效应分析等试验中取得良好效果，提供了一系列由其它方法得不到的新信息。
我们在各种实验条件下对ET的研究，证明所获得的S谱上不同谱线能反映脑内不同神经化学物质的活动。在传统的超慢电位研究中，也早有人指出大脑超慢活动与神经化学物质有关。在动物实验中我们证明超慢谱的第11谱线能反映脑内DA活动。本工作进一步在巴金森氏症患者中观察到用DA类药物治疗前后S11系的活动发生明显变化。证明了ET指标在探测脑内神经化学改变方面具有高度选择性和敏感性，因而有可能在巴金森氏症及一系列其它神经化学性脑病中得到应用。
, 百拇医药 我们的结果还表明，在巴金森氏症的发病机制中存在着各种神经化学系的复杂相互作用。例如所观察到的S5、S7、S12变化，证明巴金森氏症除DA减少外，还影响到ACh、去甲肾上腺素等其它神经化学系，它们可能是促使发病的因素。相反，S4系可能是阻止发病的因素。S4系代表的5-HT与睡眠等抑制过程有关，对震颤有压制作用。一般在睡眠状态下震颤不发生。此外，不能排除还有其它作用因素存在。ET扫描为进一步揭露这些作用因素提供了研究手段。
在空间结构上，左右脑功能不对称已得到公认。并有报道表明神经化学物质在左右脑分布也是不对称的。尤其是Gliektal观察到与巴金森氏病有关的DA分布也有左右不对称现象。鼠脑纹状体中的多巴胺含量左右相差达10%。本实验室在动物和人发现DA活动及其缺损在左脑，尤其左前脑最明显，为这种不对称分布提供了新的证据。
ET研究的结果有助于达到以下目的：
1. 对DA类药物治疗巴金森氏症的作用进行监测和分析，并有可能对新药进行研究和对治疗方案进行选择。
, 百拇医药
2. 确定巴金森氏症患者DA缺少的程度，并判断有无其它神经化学变化或其它脑功能障碍。
ET扫描作为脑研究的一项新技术，可以提供一系列脑活动的新信息。尤其为从脑外研究脑内神经化学方面的生理和病理变化，提供了独特的手段。
参考文献
1. Hornykiewicz O. Neurochmistry of Parkinsonism. In: Fried R, ed. Hand-book of Neurochemistry. New York: Marcel Dekker, 1972：465.
2. 梅磊. 空间脑科学研究. 空间科学学报 1984；4：324.
3. 梅磊，等. 气功态中人脑自组织特征.第一届国际医学气功会论文摘要 1988；4.
4. 梅磊，等. 记忆状态下脑波超慢涨落图分析.航天医学与医学工程 1989；2：157.
(1989年2月27日收稿 同年11月9日修回), 百拇医药