疼痛与痒神经机制的异同:感受、传导与调控

疼痛和痒是人体最重要的两种保护性躯体感觉,它们会导致个体产生不同的保护性反射行为.疼痛和痒在感觉信息传导过程中存在一些相似之处,但两者是否共享神经通路,目前还存在很大争议.本文以近些年神经影像和电生理学领域的研究结果为主,从躯体感觉在外周和中枢神经系统之间上行传导和下行调控的角度系统总结和比较了疼痛和痒在神经机制方面的异同.首先,本文从外周神经系统、脊髓水平以及大脑水平3个层面阐述了疼痛与痒的神经编码机制及其异同点;其次介绍了两者中枢调控系统的异同,并从感觉缓解与奖赏系统激活的角度阐述两者神经机制的关系.现有研究结果表明,疼痛和痒之间并不是单纯的独立、重叠或拮抗关系,而是存在着复杂的交互作用,并且疼痛与痒的缓解也与奖赏系统存在双向调控关系.     

疼痛相关高频振荡信号:进展与展望

慢性疼痛不仅丧失了急性疼痛所具有的警示作用,还严重危害患者的身心健康,大幅增加家庭和社会的医疗成本.慢性疼痛的有效治疗依赖于对疼痛的准确评估.然而,临床诊断中仍缺乏疼痛的客观评估方法,大大增加了疼痛管理和镇痛效果评估的难度.最近一系列电生理研究发现,疼痛诱发的γ频带高频振荡信号和疼痛有密切关联,能在一定程度上表征疼痛强度,具体表现为:(1)在短时疼痛情境下,初级躯体感觉皮层γ振荡可特异性地编码疼痛的主观强度和疼痛敏感性的个体差异,并能反映心理因素对疼痛的调节作用.(2)在长时疼痛情境下,前额叶γ振荡与主观疼痛评分显著相关.(3)在慢性疼痛情境下,前额区域γ振荡能反映不同类型慢性疼痛患者的自发疼痛强度.然而,目前研究仍存在γ振荡信噪比低、与其他神经振荡关系不明、产生机制复杂以及与疼痛的因果证据不足等问题.未来研究有必要采用更加敏感和标准化的分析方法,整合跨物种研究、神经调节等技术,以系统、全面地阐明γ振荡在疼痛信息处理中的作用机制,进而促进疼痛评估标准的客观化,帮助改善疼痛管理现状.     

无创式脑调制的神经效应研究进展

无创式脑调制(noninvasive brain modulation,NBM)技术是基于电磁感应原理,采用电场或磁场以非侵入的方式刺激中枢神经系统(central nervous system,CNS),进而改善脑功能.现在,它不仅是诊断和治疗神经精神疾病(neuropsychiatric disorders)的一个有效手段,同时也是研究脑生理和脑功能的常用工具,此外在探索认知、情感、记忆和语言等方面也有着巨大的应用价值.虽然,NBM技术在认知神经科学、神经生理学及神经精神病学等各个领域被广泛成功的应用,但是它对脑功能和CNS的调节机制目前还不清楚,这严重地限制了该类技术的进一步应用以及研发.NBM技术作用的共同规律是通过在脑组织周围产生感应电场来调节相应脑区的神经活动.因此,明确不同电场作用下神经元放电活动的演化规律以及相应的发生机制是揭示NBM技术神经调节机制的关键.本文首先介绍了NBM在神经科学中的应用现状,然后对近年来有关电场神经调节效应的研究成果进行了综述,包括电生理实验和计算模型仿真,最后对未来的研究方向进行了展望.     

情绪调节策略的使用与转换:认知灵活性的促进作用

认知灵活性缺陷与情绪失调被普遍认为是抑郁、焦虑等心理疾病的典型特征.尽管认知灵活性被认为在情绪调节过程中发挥着重要作用,但认知灵活性对情绪调节不同方面的贡献如何及其影响机制迄今尚不清楚.因此,本文将结合现有理论与实证研究系统阐述认知灵活性对情绪调节的促进作用,并从情绪调节倾向性、有效性、灵活性及适应性4个方面重点分析其影响机制.具体而言:(1)认知灵活性能促进个体倾向使用对身心健康发挥保护性作用的情绪调节策略;(2)认知灵活性能通过直接或间接的方式降低情绪反应强度来促进个体的情绪调节有效性;(3)认知灵活性通过促进个体对变化的情境做出快速反应为情绪调节灵活性提供必要条件;(4)认知灵活性还能通过降低多目标权衡中的认知负荷来提升个体的情绪调节适应性.总之,认知灵活性通过促进个体对保护性策略的使用,有效降低情绪反应以及对变化的情境和目标做出快速权衡来对情绪调节发挥作用.明确认知灵活性对情绪调节不同方面的促进作用可以帮助我们进一步理解情绪失调疾病存在认知缺陷的内在机制,并从认知灵活性的角度为改进抑郁、焦虑等疾病的治疗方法提供新的解决之道.     

神经法学:年轻的认知神经科学与古老的法学联姻

神经法学是新兴的交叉学科,它是用认知神经科学方法研究与法律有关心理与行为的神经机制,并探讨法律系统如何应对认知神经科学发展所带来的问题,主要包括:(1)如何检验当事人或证人是否说谎和是否存在错误记忆等;(2)探讨认知神经科学成果对刑事司法实践和刑事责任理论可能构成的影响;(3)对某些特殊个体未来行为的危险性作出预测,以便辅助司法实践;(4)认知操控药物与技术应用的法律管制问题.本文从上述4个方面对神经法学进行了详细介绍.神经法学的研究不仅加深了对法律行为背后心理和神经机制的理解,也对司法实践产生影响.但刚刚诞生的神经法学目前需处理好研究的中国化等问题.     

动物化学通讯及其功能与机制*

化学通讯在动物的社群行为中占有重要地位,它对于维系社会等级,传递发情信息,个体识别、亲缘识别等具有重要作用。自第一种外激素被发现,迄今已经整整50年,有关化学通讯功能及其机制的研究也取得了很大的进展,并呈现出一些新的特点。本文回顾了化学通讯的研究进展,对外激素的化学组成和释放、其感受机制、功能和生理及遗传调节等进行了总结,并对未来的研究趋势和热点问题进行了讨论。     

神经经济学: 打开经济行为背后的“黑箱”

神经经济学是利用神经科学手段研究经济行为的心理及神经机制. 传统经济学注重对决策的行为描述, 无法揭示经济行为的内在认知机制, 对现实生活中的决策行为缺乏预测. 认知神经科学与经济学的结合使得我们有可能揭示经济决策过程的心理和生理机制. 本文归纳了有关效用计算神经机制的研究, 指出神经经济学可以从神经水平验证已有经济学理论的可靠性, 并对许多经济学现象提出新的解释; 探讨了后悔等情绪在经济决策中的重要作用及来自神经科学证据, 指出通过测量情绪相关脑区的活动, 神经经济学可以深入考察情绪影响决策的内在机制; 总结了合作、信任等社会行为的神经科学研究, 指出神经经济学的一大趋势是在实验室中模拟真实的社会情境, 以提高经济行为神经机制研究的生态学效度. 神经经济学研究不仅为已有的经济学理论, 如前景理论、后悔理论、博弈论等提供神经水平的实验证据, 而且促进了更完善的经济学理论模型的建立.     

生命体内的计时器:生物钟

生物钟是生物所具有的一种独特的生理功能,生物个体可借此自动预测时间,并相应地调节各项生理活动的节律.从低等的蓝藻直到包括人在内的哺乳动物.地球上的绝大多数生物体内都存在生物钟,各种生物可通过生物钟来调节体内的生化反应,进而对生理活动进行调节,实现与昼夜节律性变化环境因子的同步化.     

"经期"奇痛话种种

在临床上,有不少年轻女性在月经来潮时,身体某些部位常常会出现一些奇怪的疼痛,而待月经一干净,疼痛也会马上停止,这类与月经有关的疼痛常有以下几种:1.经期偏头痛有的女子每逢月经来潮前或经期中出现偏头痛,待月经干净后就不治自愈。疼痛为隐痛或胀痛。这种与月经同步的偏头痛,是女性体内雌激素及孕酮分泌失调所致。中医认为,这是由于月经前神经调节机能紊乱,导致气血不足或瘀血内阻,脉络不通及七情内伤、肝郁化火所致。现代医学的一项最新研究指出,未婚女子在月经期体内的各种代谢功能发生变化,其中有一种叫“5一羟色胺”的生物活性物质如…     

贝叶斯框架下的自闭症感知觉异常

自闭症谱系障碍(autism spectrum disorders, ASD)是一种复杂的神经发育疾病,其典型特征是社交障碍、限制和重复的行为和兴趣.此外, ASD个体往往表现出感知功能的非典型性(如感觉超敏感或低敏感).先前的知觉理论只能部分解释ASD个体与典型发育个体(typically developing, TD)之间的差异. Pellicano和Burr提出了贝叶斯预测模型,通过贝叶斯计算建模和预测编码理论将感知过程概念化,从新的角度去理解这种差异.该模型描述了感觉自下而上和认知自上而下的过程如何共同作用,并以不同的方式塑造了ASD的感知.本文对贝叶斯模型进行了全面的回顾,其中最突出的两个理论是“弱先验假设”和“ASD预测误差高且不灵活精度的假设”(HIPPEA).我们从高级的社会认知功能上和不同的感觉通道角度上检验了这些理论.结果显示,目前支持贝叶斯预测理论的证据是混合的,有的研究支持ASD个体的先验不足或在不断变化的环境中调整这些预测的灵活性较差,也有的研究指出ASD个体能够学习预测,拥有完整的预测能力,贝叶斯先验的整合上没有差异,还有一些研究在行为与神经影像学发现不一致...     

小脑间位核对下丘脑外侧区神经元电活动的影响

许多研究表明,刺激或损毁小脑某些部位可引起一些内脏和情感活动的变化,提示小脑除具有躯体性运动调节功能之外,还参与了机体非躯体活动的调节.但是,小脑实现其非躯体功能的神经通路至今还不明了.近年来的神经解剖学研究揭示,小脑与下丘脑之间存在着双向的纤维联系.其中的小脑-下丘脑投射纤维由所有三个小脑核团(顶核、间位核和齿核)发出,终止于对测下丘脑外侧区(lateral hypothalamic area,LHA)、后区和背区及背内侧核(?)推测小脑-下丘脑通路可能是小脑实现其非躯体功能的一个途径.本研究观察刺激小脑间位核(interpositus nucleus,IN)对LHA神经元活动的影响,以探讨小脑在参与机体某些非躯体功能调节过程中的作用机制.     

焦虑的脑科学研究与临床应用进展

焦虑障碍是我国患病率最高的精神障碍,也是全球第六大致残原因.如何建立精准有效的个体化预防-诊断-治疗体系,成为当前亟须攻克的难题.焦虑障碍主要包括广泛性焦虑障碍(GAD)、惊恐障碍(PD)和社交焦虑障碍(SAD)的亚型;其发病机制和分型机制尚不清楚.本文系统综述了近年来临床焦虑障碍和亚临床焦虑的研究进展,特别是本团队的研究进展,重点从神经认知机制的理论模型和临床应用方面寻求新的见解和研究线索.基于经典认知模型、杏仁核和脑岛中心神经模型,以及静态脑网络模型,我们提出了动态焦虑脑网络模型:强调突显网络、执行控制网络、默认网络和感知网络之间的动态相互作用,这是情绪和认知控制交互作用的基础;网络间的神经振荡负责资源转换和信号同步;去甲肾上腺素系统,特别是蓝斑(LC)-去甲肾上腺素(NE)系统,通过神经递质调节上述过程.本文还总结了焦虑的诊断和预测指标,包括遗传特征、认知特征和神经生物标志物,特别强调了特异频段的神经振荡模式,以及动态脑网络连接,以预测个体化焦虑症状和其他精神疾病.通过在体脑成像、神经环路示踪技术、单细胞组学等技术,全面精准解析焦虑障碍的多维度发病机制,揭示国家一类创新药物GW1...     

社会阶层与健康的关系:"社会-心理-生理"机制

不同阶层的健康差距问题是全球各国家面临的重要社会问题.我国自改革开放以来,居民的健康状况,随着社会经济的发展,从整体上有了举世瞩目的提高.然而,从不同群体层面来看,随着经济发展,不同阶层的健康差距越来越明显.为了实现消除在不同阶层的健康差距的目标上取得进展,我们需要深入地了解造成该差距的主要因素.基于此,结合社会学、心理学和生理学等理论与研究证据,在阐明社会阶层与健康之间梯度关系和因果方向的基础上,本文着重从远端的社区、家庭环境因素(社区暴力、社会资本、养育方式、家庭冲突),中端的个体心理和行为因素(敌意、健康行为)和近端的生物因素(免疫细胞数量、分子信号通路活性、适应负荷)来系统地梳理和评述社会阶层影响健康的内在机制.未来研究应加强社会阶层与健康关系的理论整合与构建,在"社会-心理-生理"的框架下,从远端、中端和近端层次展开多层面、多学科的交叉整合实证研究,以更深入地揭示社会阶层影响健康的核心机制,为提出更有效的干预方案打下坚实基础.     

实时功能磁共振成像及其应用

实时功能磁共振成像通过技术手段将数据分析所需的时间缩短到可与数据采集时间相比拟的程度,从而能在实验进程中将大脑皮层活动情况即刻反馈给受试者,构成一个闭合的神经反馈回路.近年来随着数据采集技术与图像重建算法的改进以及计算机运算能力的提高,实时功能磁共振成像技术日趋成熟并在诸多方面得到应用.凭借实时功能磁共振成像提供的神经反馈,受试者能够自主调节相关脑区的激活水平,与被调节脑区相关的认知过程或行为也会随之变化,这为认知神经科学提供了一种新的研究范式.实时功能磁共振成像还可以用作具备优良空间分辨率和全脑覆盖性的脑机接口,通过对大脑皮层激活模式的分析对脑状态进行判断和分类,从而实现仅依赖大脑活动的交互方式.另外,实时功能磁共振成像在临床上的潜在应用也得到了广泛关注,它为神经系统或精神类疾病的治疗与康复提供了新的途径,患者有望通过神经反馈调控异常的大脑激活状况从而缓解相应症状.本文旨在对实时功能磁共振成像的概念、关键技术及相关应用进行详细的介绍,并对其面临的问题和发展的前景进行讨论.     

血液黏度调节与疾病的防治

血液黏度在保持血管稳态中发挥重要作用,在生理状态下,机体通过多种调节机制保持血液黏度相对稳定.在病理条件下,由血管内皮细胞功能障碍等引起的血液黏度调节机制异常与心脑血管疾病、糖尿病及失血性休克等疾病的发生、发展密切相关.对血液黏度的监测和调整在疾病诊断、治疗和预后判断中具有重要的意义.本文就血液黏度调节在疾病防治中的作用做一综述.     

物质成瘾所伴随的认知功能缺陷及其神经基础

物质滥用和成瘾是当今世界最严重的公共卫生问题之一,禁毒与戒毒已成为全球关注的社会热点.根据DSM-5定义,物质成瘾是一种慢性复发性精神疾病,表现为强迫性药物寻求、无法控制药物使用而无视其潜在的严重危害.超过80%的成瘾个体没有寻求治疗,这部分反映出物质成瘾个体存在认知功能方面的缺陷与障碍.以此为出发点,本研究回顾了近年来关于物质成瘾者在注意、抑制控制、决策和内感受等方面认知功能缺陷的研究,总结了行为和神经影像学方面的成果,探讨和论证物质成瘾背后的认知神经机制,以便更准确地了解物质成瘾的成因、发展、戒断和复发的本质.最后,本研究提出未来的相关研究应致力于推动多技术融合,关注共病问题,构建和完善生物标记,开发基于脑的干预方法,以便深化该领域的研究,有助于完善成瘾病人的干预与治疗机制.     

“基因-脑-环境-行为”框架下创造力与精神疾病的关系及大数据背景下的研究展望

创造力是人类心理机能的高级表现.迄今为止,已有相当多的证据表明高创造力人群罹患精神疾病(尤其情感障碍和精神分裂症谱系疾病)的风险高于一般人群.探索创造力和精神疾病的关系进而探讨创造力的本质和个体心理机制成为创造力研究的热点之一.但时至今日关于两者关系的认知神经机制和基因机制尚未完全明晰.本文结合行为、神经影像学和遗传学的研究证据,梳理和评述了有关创造力和精神疾病关联的实证研究和若干理论观点,系统探讨了创造力和精神疾病的深层关系.未来研究应加强创造力与精神疾病关系的理论整合与构建,并利用影像遗传学方法及大数据方法,在"基因-脑-环境-行为"的框架下,从微观、中间和宏观层次开展多层面、多学科的交叉整合研究,同时加强对亚临床人群的多中心联合、大样本研究并尝试纵向研究设计,以更深入地对创造力与精神疾病的关系、影响因素及深层生物学机制进行探索.     

基于剪接信号和调节元件序列特征的剪接位点预测方法

结合剪接相关的剪接信号和调节元件的序列特征信息, 发展高效的剪接位点预测方法, 是真核生物基因预测中一个新课题. 运用熵密度分布(EDP)距离方法、权重数组法(WAM)、κ检验等算法建立了剪接位点相关的剪接信号的统计模型, 同时基于无监督自学习的基序检测方法建立了调节元件的统计模型, 在此基础上设计了基于多层次支持向量机(SVM)的剪接位点预测新算法, 实现了真核基因剪接位点的从头(ab initio)预测. 对人类基因组剪接位点数据的大规模测试结果表明, 本研究提出的方法能够有效地预测人类基因组中的剪接位点, 预测水平不仅全面高于传统的基于剪接信号的预测方法GeneSplicer, 而且在总体预测精度上达到并大部分超过基于调节元件信号的预测方法SpliceScan. 对于低GC含量的基因序列, 本文方法的预测精度明显地高于其他两种方法.     

运动场上的物理学

竞技运动给人们带来巨大的刺激,极大的调节了人们的情绪和心理状态,具有很好的观赏性.但是很少有人注意到运动中的物理学原理.     

发展认知神经科学:人脑毕生发展的功能连接组学时代

神经影像技术促进了脑科学研究的巨大进步,促成了发展认知神经科学的诞生.作为心理学与神经科学的交叉学科,发展认知神经科学在揭示心脑关联的内在机制上发挥着越来越重要的桥梁和纽带作用.人脑毕生发展的连接组学机制是该学科研究的核心科学问题之一,它将有望从毕生发展的视角深度解析微观底层(如分子与激素水平)与宏观高层(如个体与社会心理行为)相互作用的神经机制.本文将介绍当前发展认知神经科学的最新进展及人脑功能在毕生发展不同阶段的具体特征;阐述人脑毕生发展轨线绘制和常模构建的可行性和必要性,同时对人脑毕生发展常模建构的一系列问题,如数据采集、分析和处理等的规范,及已有的工作基础、研究前景与面临的挑战进行系统性的讨论.