在动物实验以及临床医疗工作中,有时需要把刺激电极、记录电极、损毁电极、给药导管等安置在人或动物脑的特定位置,以及临床脑肿瘤切除等技术的应用都需要对脑肿瘤的位置进行定位,才能实施动物实验及临床治疗活动。这种定向的技术称为脑立体定位术。 其基本原理在于利用某些颅外标记(如前囟、后囟、外耳道、眼眶、矢状缝等)与颅内结构相对的固定位置关系。在确定了颅外标记之后,就可按脑立体定位图谱所提供的数据进行定位操作。本实验以引导大鼠“中枢呼吸神经元自发放电”为例,了解立体定位技术。
实验对象和用品:
大鼠(Sprague Dawley)。示波器、脑立体定位仪(西北光学仪器厂生产)、监听音箱、哺乳动手术器械一套、微电放大器(日本光电公司产:8201—微电放大器)、金属屏蔽箱、开颅电辟钻、玻璃微电极、校验电极、纱布、脱脂棉、2%戊巴比妥钠、生理盐水、液体石蜡、骨蜡、2ml、 5ml注射器各一个。
实验步骤和项目
1.校验仪器:
首先将放置在屏蔽箱内的脑立体定位仪上的两个滑道,按实验的要求调节好合适的高度后。然后在用水平尺调正好两个滑道的前后、左右水平。这时在把安置在滑道上的电控微推进器(或手动微推进器)按上面的刻度调节垂直。
确定脑立体定位零点,大鼠脑定位的系统大致分两种:(1)用耳间线中心定位,首先将两个耳棒尖端在定位仪滑道中间部位彼此相接触(两个耳棒读数相同),旋紧镙丝。然后取下一侧耳棒,另一耳棒不动。将微电极推进器移动到耳棒上方固定,取一校验电极固定于推进器电极棒上,调节移动推进器,使校验电极尖端与耳棒尖端的中心点相触,即为A点(即耳间线中心点),并记下刻度值。然后,将推进器水平移动到门齿钩的上方,向下推进2.4cm后,将门齿钩平面与校验电极尖端相触。这时就定出外耳道中心点与门齿牙板上面上沿之间的水平切面0点,记为H0。这时,动物的前囟和后囟基本处在一个水平面上,相差0~0.1mm。另外,规定耳间线中心点以上为+,向下为-;向嘴侧为+,向尾侧为-。
(2)如果用颅骨标志定位(常用前囟),即以前囟为嘴尾侧0点,由前囟向嘴侧为+,向尾侧为-,其它与上面定位方法相同。(图 大鼠脑定位坐标示意图)。

图 SD.大鼠脑定位坐标示意图
A外耳道中心点 AC前连合 B前囟 F0通过外耳道中心点的冠状切面0点H0通过外耳道中心点的水平切面0点 Pc后连合 上切牙平面比耳间线平面低2.4,前后囟基 本处于同一平面。
2.实验仪器连接:(如图 所示)
图 脑立体定位实验仪器连接示意图
3.操作步骤:
(1)麻醉及手术:选体重270—310g大鼠一只,以2%戊巴比妥钠(40mg/kg)腹腔注射麻醉。待动物麻醉以后,给大鼠颈部行气术管术。如果动物呼吸道有分泌物,可用接有φ1mm聚氯乙酰管的注射器从气管上口插入气管内3—4cm,用注射器将分泌物抽出来即可,以保现动物的呼吸道畅通。
(2)大鼠头部固定: 将大鼠的门齿固定于脑定位仪牙齿固定器上,然后把一侧的耳捧推入动物的外道后,使动物的头在处于两滑道正中。再将另一耳捧推入另一侧的外耳道。这时观察两个耳棒的刻度一致后,将两耳棒上的固定螺丝扭紧,在将牙齿固定器上压鼻环压下后扭紧(鼻环、耳棒的松紧度调节适宜为好)。
(3)大鼠臂旁内侧核定位: 剪去动物头部毛,沿矢状缝作一3cm长的皮肤切口,分离皮下组织,暴露前囟中心和人字缝及矢状缝。
确定标准中线:将测试电极向下移动到矢状缝上方后,再前后移动电极,使的移动电极平面与矢状缝平行即可。
调整颅骨顶水平面:在矢状缝两边,定两个与矢状缝等距离两个点,使推进器上的测试电极分别下降到两个点时,其下降的刻度值一致即可。
大鼠臂旁内侧核定位:在前囟后9mm, 矢状缝旁开1.97mm两点间垂直连线处(如图 所示)。用开颅电辟钻在颅骨上,钻以直径2mm园孔,然后用钟表镊子小心撕开硬脑膜,切勿损伤脑组织。如果出血,用骨蜡止血。然后滴加30℃的液体石腊后,敷以小棉球。
图 大鼠臂旁内侧核定位图
臂旁内侧核dpb 臂旁腹侧核vpb 小脑上脚(结合臂)SCP
(4)引导大鼠呼吸神经元的自发放电信号:选取一充灌好的玻璃微电极,固定于微推进器的电极杆上,将微放探头输入端正极与微电极相连,接地与动物皮肤相连。打开示波器、微电极放大器、监听电源后,把示波器放大器的灵敏度调节至0.2 mv/cm,扫描速度1cm/50ms,然后把微电极放大器上off 、×1、output、Hum filter键按下,这时即可听见监听器由于输入端空放造成噪声。然后,将固定有微电极的推进器上的电极,对准颅骨的开孔口正中上方后,向下推进至电极尖端接触皮层表面时。监听器的噪声消失,这时电极尖端就处于皮层上方的零点部位,然后按实验二内容里微电极阻抗测试方法,测试电极阻抗值。如阻抗值在10MΩ左右。即可开始将微推进器向下降至5.2cm深处后,用1μm/s速度向下推进,在5.2~6.2mm深度范围搜寻呼吸神经元放电。如果听到或看到有节律的神经元电活动信号的声音(与呼吸频率一致),而且在示波器荧光屏上有间隔一致的神经元放电,即是大鼠呼吸神经元的自发放电信号活动。
用脑定位仪作脑内刺激或记录神经元电活动,通常最后都要作组织学切片定位,以确定电极所在位置。
(李 强)