绪论
1.1 选题背景
人们对脑的研究从未间断过，从形态结构、细胞水平到分子水平进行了大量的深入研究，取得可喜成果。结果表明，较低等的哺乳类动物，皮质的感觉区和运动区基本重合在一起，很难区分出主次，统称为运动感觉区。但是灵长类动物，体表感觉区与运动区逐渐分离，额叶皮质以管理躯体运动为主，其余各叶以接受体表感觉为主。此外，大脑还有学习、记忆、思维和意识等功能。
创伤性脑损伤（TBI）又称脑外伤，是法医临床和法医病理学检测常见的神经外科疾病，是世界范围内主要的死亡及致残因素之一，在外伤性死亡原因中占居首位[1]。近年来，伴随着工业化程度日益增加以及交通运输业的飞速发展，我国 TBI 的发生率、致残率、致死率亦呈逐年增加。脑外伤后出现各类认知功能障碍、消化免疫等功能障碍，如情感障碍，记忆减退、注意力下降、运动、感觉、神经以及免疫系统等等。影响智力损伤的因素很多，其中脑干损伤及颅内血肿对智力损伤影响较大，脑干是生命中枢，直接影响呼吸、循环功能，继而影响脑细胞的血液及氧的供应，在颅脑损伤中，颅内血肿常常是产生急性颅内高压的主要原因，血肿压迫脑组织，以致脑细胞缺血缺氧，从而影响认知功能。国外有研究表明，急性颅内压增高伤者的智力和记忆损伤，多于无急性颅高压的伤者。创伤性脑损伤是一个复杂的过程，许多因素都可以导致脑部的初级损伤，其中主要包括：1）直接打击颅骨造成的脑挫伤；2）脑组织相对粗糙颅骨内表面的相对运动造成的脑挫伤，和/或一侧大脑受对侧外力造成的间接挫伤（对冲伤）；3）大脑结构的相对运动所造成的脑组织剪切力和延展力所造成的损伤。4）血管对外力的反应性损伤，包括脑与脑膜间桥血管破裂导致的硬膜下血肿，由于颅内压增高或梗死导致的脑血流血减慢，脑血管通透性增加造成的脑水肿。创伤性脑损伤实验模型通过在实验中复制临床脑损伤（TBI）中的病理现象而进行病理学研究和治疗。一个特定模型的设计和选择应该有其特定的研究的目的。事实上目前许多常用的模型与人类所发生的外伤在受力与外部条件上是有差别的。实验模型常常应用头部固定打击，开颅手术后打击，延长麻醉时间等方法，这些都会对颅脑损伤的发展产生影响，减少继发性损伤，限制了颅内压（ICP）的监测。由于创伤性脑损伤相关的病理机制尚未明确，治疗可能性也将受到影响。
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1.2 选题意义
迄今认为，在高等动物乃至人类的大脑皮质交叉接受躯体感觉，控制并调节躯体运动和皮质下各中枢的活动。在电生理实验研究中，刺激动物某一感觉器官，在大脑皮质的一定区域引起诱发电位，从而确定感觉在大脑皮质的投射区。或者刺激大脑皮质运动区的某一位点，可引起相应肢体的运动。受传统观念的影响，人们总认为高等动物的一切活动都是在大脑皮质的调节控制下进行的，若损伤大脑皮质的一定区域，在躯体相应的部位会出现运动瘫痪或感觉障碍。机体失去大脑皮质就不能维持正常的生活和生存。
因此，笔者根据实验要求选用 Wistar 大鼠为实验材料，选择毁损大脑皮质一侧或双侧区域，观察大鼠在大脑皮质毁损后躯体相应部位运动和感觉功能的法医学特征，以期为神经生理学研究和神经疾病的诊断及法医鉴定积累资料。
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2 破坏大鼠大脑皮质对运动和感觉的影响
2.1 实验材料
实验动物：健康雄性 Wistar 大鼠 40 只（购于甘肃中医药大学科研实验中心，许可证号：SCXK（甘）2015-0001），体重 220～230 g。全部动物在 SPF 级实验室饲养 1 周，室温 18-22℃，相对湿度 50%-60%，使其适应环境。
循环水游泳池的设计和制作（自制）：选用镀锌铁皮（厚 1mm）制作成：120 cm×80cm×60 cm，加装循环水泵（370 W），出水管用 5 分镀锌管，管上每距 10 cm 钻一出水孔，管末端封堵。见图 2-19。
实验仪器：干燥麻醉器；电热烧灼器：上海医疗器械八厂生产，自制颅骨钻；见图 2-2；10 ml、50ml 一次性注射器；弯头、直头手术剪；手术刀柄、刀片；皮肤 C 型手术缝合针，缝合丝线；棉球；128HZ 医用音叉。
实验试剂：水合氯醛（500g）, 75%酒精，青霉素，乙醚，生理盐水，多聚甲醛（500g），50%戊二醛（500ml）。
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2.2 实验方法
2.2.1 动物分组
40 只健康 Wistar 大鼠随机分为 4 组，每组 10 只大鼠。1 组：破坏大脑左侧皮质；2组：破坏大脑右侧皮质；3 组：破坏大脑双侧皮质；4 组：只做手术不破坏大脑皮质，作为对照。
2.2.2 电灼破坏大鼠大脑皮质
实验时动物用水合氯醛腹腔麻醉 （150 mg/kg 体重），75%酒精消毒，剪去头顶部皮毛，手术打开颅骨，用电灼烧器（图 2-1）破坏大脑皮质，缝合皮肤，缝合处搽青霉素，防止感染。具体步骤如下：
第一步：在 SPF 级饲养盒内抓取一只 Wistar 雄性大鼠，通过电子天平秤其重量并记录。
第二步：通过皮下注射的方式将 3%水合氯醛溶液用针管注入雄性大鼠体内（注入量根据大鼠体重计算），将大鼠放置在新的 SPF 级饲养盒内约 10 分钟。
第三步：将已麻醉的大鼠俯卧位固定于立体定位仪上用固定器固定大鼠，使其颅骨呈同一水平，对耳线保持水平位，门齿固定于定位仪的门齿孔内，使大鼠的前囟点和人字点处于同一水平位置，用镊子夹取医用消毒酒精浸润的棉花球擦拭 Wistar 大鼠大脑，铺无菌毛巾。
第四步：于大鼠双眼连线后约 0.5cm 处正中位切开头皮，长度约 1.5cm，钝性分离皮下筋膜及颅骨表面的筋膜组织，直至清晰露出骨缝；用骨钻垂直穿透颅骨，边钻孔边调整位置，使进样针的针头正好位于孔的正中央，有落空感后停止钻孔以免损伤脑组织，并用镊子打开颅腔，然后用自制电凝毁损装置损毁 Wistar 大鼠左侧脑组织，脑组织损毁干净后用医用针线将伤口缝合。
第五步：按照上述步骤对 40 只雄性大鼠破坏大脑皮质，如 10 只大鼠破坏左侧脑组织，10 只破坏右侧脑组织，10 只破坏双侧脑组织，10 只大鼠作为对照组。
第六步：开始实验。
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3 破坏大鼠大脑皮质对神经电生理反应的影响..............................15
3.1 实验材料........................................15
3.2 实验方法.....................................15
4 破坏大鼠大脑皮质对组织器官激素和相关蛋白表达的影响....................21
4.1 实验材料............................21
4.2 实验方法..............................211
5 破坏大鼠大脑皮质对血液生化成分水平的影响........................37
5.1 实验材料........................................37
5.2 实验方法...................................................37
5 破坏大鼠大脑皮质对血液生化成分水平的影响
5.1 实验材料实验动物：健康雄性 Wistar 大鼠 20 只（购于甘肃中医药大学科研实验中心，许可证号：SCXK（甘 2015-0001），体重 220~230 g。全部动物在 SPF 级实验室饲养 1 周，室温 18~22℃，相对湿度 50%~60%，使其适应环境。
实验仪器：生化检测仪，SMT-100V 全自动生化分析仪，成都斯马特科技有限公司；生化检测盘，成都斯马特科技有限公司；干燥麻醉器；电热烧灼器，上海医疗器械八厂生产，自制颅骨钻；10 ml 一次性注射器；弯头、直头手术剪；手术刀柄、刀片；皮肤 C 型手术缝合针，缝合丝线；棉球；EDTA 血液抗凝管。
实验试剂：水合氯醛（500g）, 75%酒精，青霉素，乙醚，生理盐水。
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6 结论
传统认为，高等动物乃至人类的大脑皮质为中枢神经系统的最高级中枢，各皮质的功能复杂，不仅与躯体的各种感觉和运动有关，也与语言、文字等密切相关。交叉接受躯体感觉，控制并调节躯体运动和皮质下各中枢的活动。也就是说，高等动物的一切活动都是在大脑皮质的调节控制下进行的，若损伤大脑皮质的一定区域，在躯体相应的部位会出现运动瘫痪或感觉障碍，机体失去大脑皮质就不能维持正常的生活和生存。电生理实验发现，剌激动物某一感觉器官，在大脑皮质的一定区域引起诱发电位，从而确定感觉在大脑皮质的投射区，或者刺激大脑皮质运动区的某一位点，可引起相应肢体的运动。对脑的研究结果表明，较低等的哺乳类动物，皮质的感觉区和运动区基本重合在一起，很难区分出主次，统称为运动感觉区。灵长类动物，体表感觉区与运动区逐渐分离，额叶皮质以管理躯体运动为主，其余各叶以接受体表感觉为主。
此外，大脑还有学习、记忆、思维和意识等功能。若一侧大脑半球损伤破坏，将会出现对侧运动丧失和瘫痪、体表感觉障碍[5]以及学习、记忆、思维和意识等功能丧失。与上述观点不同的实验结果有：Llogd切断猫的锥体束，然后用电刺激大脑皮质，发现在锥体外系统产生下行冲动放电。本文用电灼烧破坏大鼠一侧或双侧大脑躯体运动感觉区，大鼠的躯体运动和感觉均未出现瘫痪和障碍，饮食、活动正常。游泳耐力实验表明，正常对照组、破坏大脑一侧皮质组、破坏大脑双侧皮质组沉下前游泳时间、每只大鼠沉下次数、游泳总时间各项指标与正常对照组比，差异无显著性。未发现运动瘫痪和感觉障碍，视、听觉功能均未出现障碍。电生理研究发现，电灼烧破坏大鼠一侧或双侧大脑皮质，各项电生理振幅和频率均发生变化；酶联免疫检测发现，电灼烧破坏大鼠大脑皮质后，脑组织激素以及相关蛋白表达水平与对照组相比有明显差异。
分子生物学研究发现，组织细胞生长或抑制受磷脂酰肌醇-3 激酶/蛋白激酶 B（PI3K-Akt） 信号通路的调节和控制。PI3K-Akt 信号通路在组织血管生成和细胞生长、增殖、新陈代谢、迁移、分化和凋亡过程中起着至关重要的作用[1]。PI3K-Akt 信号通路被激活时，促进组织细胞增殖，PI3K-Akt 信号通路被抑制时，促进细胞凋亡。在 PI3K-Akt信号转导通路中，P53、P21、MDM2 基因起着重要的调控作用[2]。正常生理条件下，体内外环境因子与细胞膜受体结合，激活 P53 基因使之表达，P53 蛋白与 P21 基因直接作用调控 P21 蛋白的表达，促使 P21 与 GDP 分离而与 GTP 结合，形成 P21-GTP 复合体，使细胞内信号转导系统开放，细胞开始分裂和增殖；P21 具有 GTP 酶活性，可水解 GTP 为 GDP，P21 与 GDP 结合而失活，使细胞内信号转导系统处于关闭状态。P53 蛋白的 N 末端与 MDM2蛋白相结合，形成 MDM2-P53 负反馈调节环路，P53 激活能诱导 MDM2 基因转录和 MDM2蛋白表达，MDM2 蛋白与 P53 的特异性结合而阻止 P53 与 DNA 结合并抑制其反式激活功能，MDM2 还可通过蛋白水解作用而促使 P53 蛋白降解，从而限制 P53 过高的活性，调控正常的细胞分裂增殖。
参考文献（略）