阿尔茨海默病和癫痫发作间期的动态对比

《Progress in Neurobiology》：Opposing interictal dynamics in Alzheimer’s disease and epilepsy

阿尔茨海默病（AD）和癫痫中癫痫样活动（如间叶性尖波IIS和高频振荡HFOs）的频率及相互作用存在显著差异。研究显示AD模型中HFOs远多于IIS，且两者呈负相关，提示HFOs可能抑制IIS，掩盖AD患者的高兴奋性。相反，癫痫模型中HFOs与IIS正相关，且HFOs更早 precede IIS。这些发现揭示AD和癫痫的神经电活动机制存在本质区别，强调宽带EEG/MEG检测HFOs的重要性，为AD诊断和治疗提供新方向。

　　近年来，随着脑电图（EEG）技术的进步，阿尔茨海默病（AD）中出现癫痫样活动的频率被重新认识，这引发了关于EEG在AD诊断中应用价值的讨论。然而，与癫痫不同，AD中的癫痫样活动并不总是存在，这导致了一些学者对EEG在AD中的作用持怀疑态度。传统上，这种缺失被认为是由于记录深度不足或记录时间不够长造成的。然而，有新的假设提出，某些类型的癫痫样活动，特别是高频率振荡（HFOs，定义为250-500Hz范围内的快速波动），可能会抑制间期性尖波（IIS），而IIS目前被用于评估超兴奋性。这一发现为我们理解AD和癫痫中癫痫样活动的动态提供了新的视角。

为了验证这一假设，研究者在清醒和睡眠状态下记录了三种AD（Tg2576、Presenilin 2-/-、Ts65Dn Down综合征模型）和两种癫痫（内侧海马体注射卡因酸、匹罗卡品）小鼠模型的海马局部场电位（LFP）。结果显示，在AD和癫痫模型中，HFOs的数量始终多于IIS，无论行为状态、年龄还是记录电极的位置。然而，IIS和HFOs之间的关系存在显著差异：在AD中，它们的数量之间存在负相关，而在癫痫中则呈现正相关。此外，HFOs在癫痫中比AD更早地出现在IIS之前，且时间间隔更短。IIS与ripples（80-250Hz）的共现情况在AD和癫痫模型中没有显著差异。

这些发现揭示了AD和癫痫在临床相关EEG生物标志物之间的新分化。在AD中，HFOs可能抑制IIS，这可能导致超兴奋性的低估，并影响AD患者对抗癫痫药物的分层。尽管非侵入式HFO检测仍面临挑战，但研究者强调需要使用宽频带EEG/MEG，尤其是在AD研究和治疗中，以全面评估超兴奋性及其生物标志物之间的相互作用。这一研究不仅为AD的机制提供了新的理解，还对未来的临床应用具有重要意义。

研究的背景显示，AD和癫痫都表现出异常的电活动。尽管在人类和动物模型中都记录到IIS和癫痫样活动，但AD和癫痫中这些活动的具体表现和机制仍存在许多未知。例如，AD患者中IIS的出现频率约为22-54%，而癫痫患者中IIS的出现则更为常见。然而，为什么有些患者表现出IIS而另一些则没有，目前尚不清楚。可能的原因包括头皮EEG可能无法捕捉到深层的IIS，或者短时间的EEG记录可能低估了IIS的频率。这些因素可能无法完全解释IIS的变异性或其在部分患者中的出现。

HFOs被定义为250-500Hz范围内的振荡活动，在具有AD特征的小鼠线中已被发现。在人类AD患者中，HFOs也显示出较高的发生率。在本研究中，研究者在三种AD小鼠模型中均发现HFOs的频率显著高于IIS。这一发现与之前的研究一致，表明HFOs可能是AD中更为常见的EEG异常。然而，研究者还发现，IIS和HFOs之间的关系在AD和癫痫中有所不同，这可能反映了两种疾病中不同的网络动态。

在方法部分，研究者详细描述了实验设计和数据分析过程。他们使用了宽频带EEG技术，记录了三种AD模型和两种癫痫模型的海马LFP。为了检测IIS和HFOs，他们采用了基于振幅阈值的自动化方法，并通过视频记录来辅助分析行为状态。此外，研究者还使用了高密度电极阵列来捕捉HFOs在头皮和颅内记录中的差异，并评估其空间分布和相互作用。

研究结果部分显示，IIS在AD模型中的频率显著低于HFOs。在AD模型中，HFOs和IIS之间的负相关关系表明，HFOs可能抑制IIS，从而掩盖了AD中的超兴奋性。而在癫痫模型中，IIS和HFOs之间呈现正相关，这可能意味着HFOs促进了IIS的生成。此外，HFOs在癫痫中比AD更早地出现在IIS之前，且时间间隔更短。这些结果揭示了AD和癫痫中不同的网络动态，为理解两种疾病提供了新的线索。

讨论部分进一步探讨了这些发现的意义。研究者认为，AD和癫痫中的IIS和HFOs表现出不同的关系，这可能反映了两种疾病中不同的神经机制。例如，在AD中，HFOs可能通过抑制IIS来掩盖超兴奋性，而在癫痫中，HFOs可能促进IIS的生成。这一发现可能对未来的临床诊断和治疗产生重要影响，尤其是在AD的早期干预和患者分层方面。此外，研究者还指出，IIS和HFOs在AD和癫痫中的不同表现可能与它们的神经起源有关，例如在AD中，IIS可能起源于海马体，而在癫痫中，IIS可能来源于更广泛的脑区。

结论部分强调了HFOs在AD中作为超兴奋性生物标志物的潜力。尽管HFOs的检测需要宽频带记录，但这种技术在临床中变得越来越可行，并可能用于非侵入性地识别AD患者。此外，研究者提出，通过分析IIS和HFOs之间的动态关系，可以更好地理解AD和癫痫的交叉点。这一研究不仅为AD的机制提供了新的理解，还对未来的临床应用具有重要意义，特别是在提高诊断准确性和治疗效果方面。

总体而言，这项研究揭示了AD和癫痫中不同的癫痫样活动模式，强调了宽频带EEG/MEG在评估这些疾病中的重要性。通过比较IIS和HFOs在AD和癫痫中的表现，研究者为理解这两种疾病提供了新的视角，并可能为未来的临床实践提供重要的参考。这些发现不仅有助于揭示AD和癫痫的病理生理机制，还可能促进更有效的诊断和治疗策略的开发。