摘要
经颅磁声电刺激是一种基于磁声耦合效应的新型神经调控技术，具有无创安全、
高穿透深度、高分辨率等优势。现有研究证实了该方法调节大脑活动的有效性，但对
神经系统疾病的作用效果尚不清楚。阿尔兹海默症（Alzheimersdisease,AD）作为一
种神经系统退行性疾病，严重影响老年人的身心健康和生活质量。工作记忆障碍是
AD的主要临床表现之一，本文通过制备AD模型大鼠，运用动物行为学与神经电生
理相结合的方法，从神经振荡、神经节律耦合与脑网络效应角度，探究经颅磁声电刺
激对AD模型大鼠工作记忆障碍的调控作用以及潜在神经电生理机制。主要工作内容
包括以下几个部分：
1、为探究经颅磁声电刺激对AD大鼠工作记忆能力的影响，首先制备AD模型
DG
大鼠，通过新物体识别实验评估大鼠的学习记忆能力，并对海马区进行病理检测，
发现模型鼠海马DG区存在淀粉样蛋白沉积，验证模型构造成功。同时设计并开展经
T
颅磁声电刺激与迷宫行为学实验，同步采集大鼠工作记忆中前额叶皮层与海马区的
局部场电位信号。结果表明，与健康大鼠相比，AD模型鼠的行为学正确率显著降低，
AD
表现出工作记忆障碍；施加经颅磁声电刺激后，模型鼠的行为学正确率提高了
11.1%，学会行为学任务的时长缩短了15.3%，表明刺激提高了大鼠的工作记忆能力。
2、为进一步研究经颅磁声电刺激对大鼠工作记忆中神经信息编码的影响，应用
短时傅里叶变换分析前额叶皮层和海马区的神经节律振荡活动，并基于相位幅值耦合
AD
方法探讨刺激后神经节律耦合作用的变化情况。结果显示，与健康大鼠相比，模
型大鼠的神经振荡活动减弱，前额叶皮层与海马区神经元集群的信息整合与传递作用
ADθγ
受损。施加经颅磁声电刺激后，模型大鼠局部场电位信号、频段的能量和相位
幅值耦合值显著升高，海马θ节律对前额叶皮层γ节律的耦合调制作用显著增强。
3、针对大鼠工作记忆中神经网络的协同作用，采用频域格兰杰因果方法和图论
分析法，对前额叶皮层和海马区局部场电位信号的因果连接强度、脑网络的因果连接
AD
特性及因果流向进行分析，探究经颅磁声电刺激对模型大鼠脑网络效应的影响。
结果显示，AD模型大鼠前额叶皮层和海马区因果连接强度明显降低，施加经颅磁声
θγ
电刺激可以增强通道之间的连接强度，提高、频段因果网络的聚类系数和全局效率，
促进了海马和前额叶皮层之间的跨脑区因果流向。
AD
综上所述，经颅磁声电刺激能够加强模型大鼠前额叶皮层与海马区工作记忆
相关的神经振荡活动，促进大鼠行为选择期间神经信息的整合与传递作用，增强因果
网络连接强度及脑区间的信息流向，进而提高大鼠的工作记忆能力。研究结果表明经
颅磁声电刺激可以改善AD大鼠的工作记忆障碍，有望为阿尔兹海默症患者认知障碍、
I
经颅磁声电刺激对AD模型鼠工作记忆影响的研究
节律异常等临床表现的改善提供辅助手段。
关键词：经颅磁声电刺激；阿尔兹海默症；工作记忆；局部场电位；神经振荡
II
ABSTRACT
Transcranialmagneto-acousto-electricalstimulationisanewneuromodulation
techniquebasedont