破译癫痫发作时长的多日节律：破伤风毒素大鼠模型揭示的周期性动态与神经机制

本研究针对癫痫发作时长这一未被充分研究的特征，探讨其在破伤风毒素（TT）大鼠模型中是否呈现周期性规律。研究人员通过长期稳定EEG记录，发现发作时长存在4-8天的显著周期节律，且与脑电主导频段功率显著相关。该研究首次系统揭示了发作时长的多日节律性，为癫痫的时序预测和个体化干预提供了新范式。

　　

癫痫作为一种常见的神经系统疾病，其特征是反复发作、无法预测的癫痫发作，给全球数百万人带来沉重负担。传统研究多集中于发作频率的规律探索，而对发作时长这一关键指标却关注不足。事实上，发作时长不仅能反映癫痫的严重程度，还可能隐藏着大脑网络动态变化的重要信息。然而，由于长期稳定记录的技术挑战以及发作时长固有的变异性，其潜在的时间结构和节律特征一直未被系统揭示。

在这一背景下，来自墨尔本大学的研究团队利用破伤风毒素（Tetanus Toxin, TT）大鼠模型，开展了一项创新性研究，旨在探索癫痫发作时长是否存在内在的生物节律，并分析其与脑电活动、发作间隔等因素的关联。他们的研究成果发表在《Brain Communications》上，为理解癫痫的时序动力学提供了全新视角。

研究团队主要运用了以下关键技术方法：利用TT大鼠模型进行长期（40天）颅内EEG记录；通过双阈值算法自动检测电图上发作（electrographic seizures），并精确计算发作时长；采用正弦曲线拟合、同步化指数（Synchronization Index, SI）和圆-线相关（circular-linear correlation）分析时序节律；使用Cox比例风险模型考察发作时长与发作间隔的关系；通过Welch方法计算功率谱密度（PSD）以分析主导频率功率；并比较了电刺激探测（probing）开启与关闭期间发作活动的差异。数据来源于7只TT诱导的癫痫模型大鼠（其中6只完成全程实验），并排除了4只对照组。

周期性模式与发作时长的相位锁定节律

研究发现，所有六只大鼠（T2-T7）的发作时长均表现出明显的多日周期节律，周期范围在4.1至8.6天之间。通过正弦拟合和同步化指数（SI）分析（SI值介于0.14–0.51），证实发作时长与周期相位存在显著关联（p<0.05），表明发作时长并非随机，而是遵循可预测的时序模式。进一步采用15天滑动窗口分析显示，节律强度存在个体差异和时间波动，其中T7大鼠表现出最稳定的周期模式。

发作间隔时间与发作时长的关系

通过极端情况分析（发作间隔≥1天或<1.5分钟）发现，长时间间隔后的发作时长较短（中位数20–25秒），而短间隔后的发作则时长中等（约35秒）。Cox生存分析显示，发作时长和前次发作间隔时间对后续发作风险的影响均较弱（风险比HR≈1），表明二者并非决定发作时序的主要因素。

主导频率功率与发作时长的相关性

在探测关闭期（probing-off），所有大鼠的发作时长与主导EEG频率功率均呈显著正相关（r=0.139–0.689）。频率分布分析显示，不同大鼠的主导频率存在差异：T2、T3、T5、T6多以α频段（8–12 Hz）为主，而T4和T7则集中于δ频段（1–4 Hz）。后者同时表现出更稳定的节律性和更高的SI值，提示低频振荡可能与节律稳定性相关。

探测刺激对发作时长的影响

电刺激探测（probing）显著增加了发作频率，并在T2、T3、T4和T7中延长了发作时长（p<0.05），表明外部刺激可能降低发作阈值并增强发作强度。

发作频率与发作时长周期的比较

通过对比发作次数和发作时长的周期变化，发现部分大鼠（如T2、T7）两者周期存在重叠和同步变化，提示可能存在共同的底层节律机制。

研究结论与讨论部分强调，该研究首次系统揭示了癫痫发作时长存在的多日生物节律（4–8天），其强度与EEG主导功率特别是δ频段振荡密切相关，而外部刺激（如probing）可调制这一节律。这些发现表明，癫痫发作活动受到内源性生物钟和网络振荡的共同调控，而非随机发生。这一理解不仅深化了对癫痫动态机制的认识，也为发展基于时序的预测策略和个体化治疗（如节律同步的神经刺激）提供了重要依据。未来研究需结合计算模型、多模态监测和跨性别比较，进一步揭示节律产生的神经环路机制，推动癫痫管理向“预判式”和“个体化”方向迈进。