忆阻器类脑神经突触的研究进展

大脑之所以能够控制人和动物的复杂生命活动，使生物体在多变的自然环境得以生存，得益于大规模神经网络中高效、快速、精准的信息传递。神经突触作为神经元之间信息传递的重要机构，保证了神经网络的高效运转，因此构建具有神经突触功能的电子突触是研究仿生系统和类脑神经网络的必经之路。研究人员尝试各种电子元件对神经突触进行模拟，其中忆阻器由于其独特的器件结构和具有“记忆特性”的电学性能，成为构建类脑神经突触的最佳选择。文章全面概述近年来忆阻器模拟神经突触的研究进展，包括忆阻器模拟神经突触的可塑性、再可塑性、非联想学习、联想学习等功能，总结了忆阻器神经突触在人工神经网络中的应用、存在的问题和挑战，并对忆阻器神经突触的研究进行展望。     

神经系统信号传导的研究进展

人脑由上千亿的神经细胞组成,他们通过突触相互连接并传递信息。突触为相邻神经元之间的点状连结区域,包括有突触前膜、突触间隙和突触后膜。突触前膜可以分泌一些化学物质－神经递质（如多巴胺、去甲肾上腺素和5－羟色胺等）,这些递质通过突触间隙与突触后膜上的受体结合,将信号－神经冲动－从一个神经细胞传至另一个神经细胞,以实现神经的信号传导功能。神经系统的信号传导是学习记忆、感觉、睡眠、运动等各种脑正常的物质基础。神经系统信号的传导障碍可以引起许多神经和精神疾病,因此,神经的信号传导理论也是神经精神病理学的基础。促进或抑制神经递质的合成、分泌、调节的作用,不仅可以影响神经系统的功能,而且还可防治神经和精神性疾病。这对神经、精神系统新药的研究和开发也有着十分重要的意义。     

鲤鱼神经垂体的超微结构研究

经电子显微镜观察，提出鲤鱼神经垂体由有髓神经分泌纤维和三种无髓神经分泌纤维以及垂体细胞和毛细血管组成，神经分泌纤维与垂体细胞之间存在着突触联系，神经分泌纤维之间只有细胞间连接。在神经垂体组织中还存在Ⅰ型和Ⅱ型两种结构与功能不同的垂体细胞，另外在血管间道内观察到了很少见的特殊空泡结构。     

胞外基质和神经干细胞参与抑郁症发生的作用机制

抑郁症是一种严重的精神疾病，随着社会经济的发展，抑郁症的发病率逐年增加，严重影响人们的健康。抑郁症的发病机制主要是由炎症因子通过上调下丘脑-垂体-肾上腺轴，改变单胺神经传递引起的。研究表明，抑郁症会导致海马神经发生受损、神经干细胞（neural stem cells,NSCs）增殖减少以及胞外基质（extracellular matrix, ECM）网络发生改变。文章聚焦ECM和NSCs，分别综述了NSCs增殖通过增强突触信号传递、缓解氧化应激和炎症反应改善抑郁样行为的机制，ECM调节突触可塑性，参与神经元兴奋性传递改善抑郁样行为的机制，ECM与细胞表面受体、细胞因子和生长因子结合调控NSCs增殖，进而阐明了ECM促进NSCs增殖改善抑郁的可能性，为抑郁症治疗提供新的研究思路。     

“中国神经科学学会第8届全国学术会议”征文

“中国神经科学学会第8届全国学术会议”将于2009年11月7—10日在广州召开。现面向相关科技工作者征文．内容包括：神经发育和突触可塑性，突触传递和兴奋性，感觉系统、运动系统、内稳态和神经内分泌系统，认知和行为．神经和精神疾病和神经生物学教学研究。会议采用网上投稿，详见会议网站：http：／／www．csn．org．cn／2009／index．asp。     

基于受限玻尔兹曼机的神经元群体响应的贝叶斯解码

神经元通过尖峰模式传递有关刺激的信息,多个神经元通过突触相互联系,构成了复杂的神经回路。在过去的一个世纪中,多电极记录技术的进步使科学家们能够获取一个完整神经回路的细胞响应。这些记录表明,神经元的活动之间存在显著相关性。因此,本文提出利用受限玻尔兹曼机模型描述神经元响应活动之间的相关性,建立神经元群体响应的编码模型,并利用贝叶斯定理构建了基于受限玻尔兹曼机模型的解码器,将它应用于模拟的小鼠视觉皮层神经元的响应序列中。实验结果表明,此解码器在准确率方面优于不考虑神经元之间相关性的独立模型解码器。     

基于标准CMOS工艺的光电浮栅突触研究

作为神经形态视觉感知系统的基本单元，光电突触需实现光敏和突触双重功能．本文基于TSMC180 nm标准CMOS工艺提出了一种由两个PMOS晶体管构建的光电浮栅突触结构，并利用浮栅电压表征突触权重．其中，一个PMOS管工作在光电混合模式，在光信号和电信号的刺激下，突触的浮栅电压分别呈现增加和降低特性，以此实现突触的兴奋性和抑制性功能；另一个PMOS管工作在隧穿模式，并通过Fowler-Nordheim(FN)隧穿机制修正突触权重．基于光电浮栅突触的电路模型，设计了用于像素识别的单元电路，搭建了3×3的像素阵列，并分析了无噪声和有噪声两种情形下的二值图像“+”识别．仿真结果表明，在基础光强为0 mW/cm~2和75 mW/cm~2的无噪情形和引入0.5 m W/cm~2噪声的有噪情形下，所设计的光电浮栅突触均可实现二值图像识别，并具有一定的抗噪声能力．     

多巴胺与慢突触传递

介绍了2000年诺贝尔生理医学奖和慢突触传递的发现,讨论了多巴胺在神经信息传递过程中的化学机制以及与快突触传递相比较,慢突触传递的区别、特点、作用和意义。     

α-synuclein的研究进展

α-synuclein是一种在中枢神经系统中位于神经突触前膜末梢的小分子可溶性蛋白,已发现它是神经变性病中淀粉样斑块、路易小体和细胞浆包涵体的主要成分,在介导神经退行性疾病的神经毒性方面起着一定的作用,并综述了α-synuclein的研究进展.     

时滞耦合神经振子集群相响应同步

在神经系统中,突触前神经元到突触后神经元的信息传递过程中存在时滞。文章建立具有外部周期刺激和噪声共同作用下的时滞耦合神经振子集群的相位演化模型,引入平均数密度来描述神经振子集群的同步活动,导出描述神经振子集群概率密度的演化方程。数值模拟结果表明:时滞对神经振子群同步活动具有影响,当时滞增大时,神经振子集群呈现稳定周期同步振荡,而同步程度降低;随着刺激强度增大,神经振子集群的同步程度增强;随着刺激频率的增强,神经振子集群的同步程度快速减弱;当刺激频率接近特征频率时,神经振子集群同步程度降低;随着噪声强度的增强,神经振子集群的同步程度增强。     

神经系统识别爆发性锋电位序列的机制讨论

讨论神经系统识别爆发型锋电位序列信息的机制,认为序列的信息存储在爆发锋电位组内间隔和组间间隔2个时间变量中,建立了一个神经回路,通过突触传递过程中的易化、反馈调节机制以及时间依赖的学习机制等突触可塑性机制,给出了神经系统识别爆发性锋电位序列信息的一种可能机制,其中包括分解机制和整合机制两部分.首先通过神经元选择性响应的动力学性质,将锋电位序列的信息分解,并将每组锋电位内部间隔的信息通过不同神经元学习存储.通过突触延迟时间的动力学调整,将2组锋电位之间的时间间隔学习、存储在回路中.经过多次学习训练,神经回路对输入信号形成特定的突触连接结构以及时空响应输出模式,实现对爆发性锋电位序列信息的识别.     

神经颗粒素与学习记忆相关性研究进展

从神经颗粒素(Ng)的功能、脑内分布特点及其对突触可塑性的影响等方面简要介绍Ng对学习记忆的影响及可能机制.     

猫舌快适应传入纤维止于三叉神经脊束核形成轴-树突触分析

目的：研究舌快适应传入纤维终止于三叉神经脊束核核形成的突触类型及与突触后膜—树突的关系，为神经生理学研究和神经解剖学研究提供参考。方法：采用细胞内注射，电镜连续切片技术。结果：猫舌快适应传入纤维投射到三叉神经脊束核形成的突触以中间型为主。与单纯型终扣形成突触的树突较大。与中间型终扣形成突触的树突较小。结论：各种突触类型形成的复杂联系，可能是不同感觉信息传递的形态学基础。     

神经细胞物理学中的电磁学方法

借助于电磁学的理论和手段 ,神经物理学可以进行比较广泛而深入的研究。就神经膜、神经组织结构在信息传递过程中的作用 ,从物理学的观点用电磁学的方法和手段就其中的一些问题进行了讨论 ,得到了一些结果。这使得神经膜、轴突、树枝、突触等生物学概念所具有的物理意义得以明确。     

鸣禽发声学习记忆的神经机制

鸣禽鸣啭控制系统已成为研究神经系统与学习记忆关系的重要模型.鸣啭系统在发育中所表现出的神经和行为变化的特点,为深入理解语言学习敏感期、突触联系的再分布、结构特化以及细胞死亡与神经发生机制提供了宝贵的信息.综述了国内外这一领域的研究进展.     

神经系统信号传导的研究进展

 人脑由上千亿的神经细胞组成,他们通过突触相互连接并传递信息。突触为相邻神经元之间的点状连结区域,包括有突触前膜、突触间隙和突触后膜。突触前膜可以分泌一些化学物质——神经递质（如多巴胺、去甲肾上腺素和５－羟色胺等）,这些递质通过突触间隙与突触后膜上的受体结合,将信号——神经冲动——从一个神经细胞传至另一个神经细胞,以实现神经的信号传导功能。神经系统的信号传导是学习记忆、感觉、睡眠、运动等各种脑正常功能的物质基础。神经系统信号的传导障碍可以引起许多神经和精神疾病,因此,神经的信号传导理论也是神经精神病理学的基础。     

茶多酚在帕金森病中的神经保护作用研究进展

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种常见的神经退行性疾病.茶叶中特有的多酚类物质在预防神经退行性疾病方面具有重要作用.大量的体外研究表明,茶多酚在PD中通过抗氧化、铁螯合、抑制α-突触核蛋白聚集和调节细胞内信号通路等机制发挥神经保护作用.综述了茶多酚在PD模型动物和临床研究中的神经保护作用,对今后茶多酚在抗PD的研究中存在的问题和发展趋势给出了建议.     

神经系统中的重要信使分子——NO

体内的ＮＯ是在ＮＯ合成酶催化下由精氨酸分解产生的。作为一种气体分子在神经系统中具有细胞间信使的作用。它主要通过谷氨酸递质的ＮＭＤＡ受体激活而生成，引起靶细胞ｃＧＭＰ升高，产生相应的生理效应。它介导了兴奋性传导，对小脑、海马等神经元上突触可触性和长时程增强作用产生重要影响。但ＮＯ过量产生或释放时可导致神经毒性。     

舌慢适应传入神经终末与三叉神经感觉主核的突触联系

目的：研究舌感觉慢适应传入纤维终止于三叉神经感觉主核形成的突触类型及各类型突触出现的频率，为神经生理学和神经解剖学研究提供参考资料。方法：采用细胞内注射，免疫电镜和连续超薄切片技术。结果：舌感觉传入慢适应纤维投射到三叉神经感觉主核形成的突触类型分单纯型、中间型和复杂型3种，以中间型突触出现率最高。形成突触的各组成部分以轴－树及轴－轴突形形式为主，并有轴－体突轴。结论：中间型突触和轴－树及轴－轴突触是三叉神经感觉主该处理器觉信息的主 要形态学基础。     

钙离子对学习记忆的影响

Ca^2 作为神经信号传递的重要信使，参与学习记忆的神经机制。突触前和突触后细胞内钙离子在长时程突触的可塑性中发挥重要的信息传递作用。研究表明衰老性记忆障碍与中枢神经系统的Ca^2 稳态调节失衡有关。神经细胞内游离钙水平[Ca^2 ]i受多种机制的调节，主要包括Ca^2 的跨膜转运、细胞内钙池摄取与释放Ca^2 等过程；最近的研究表明神经胶质细胞也参与其调节。