突触可塑性与学习记忆

以LTP为例,通过综述前人实验及理论,对突触可塑性的两种表现形式:即结构可塑性和 传递效能可塑性与学习记忆的关系进行了研究.突触可塑性被认为是学习记忆的神经学基础,而其 中最受人们关注、研究最多的是突触传递的长时程增强(LTP).     

N-M接点阻滞剂的阻滞作用研究

兴奋由神经向肌肉的传递是通过神经肌肉接点(N--M接点)得以实现的。本通过四种阻滞剂(过量Mg^2 和K^ 、盐酸普鲁卡因、硫酸阿托品)对N--M接点的阻滞作用进行了研究。结果表明：过量的Mg^ 和K^ 、盐酸普鲁卡因、硫酸阿托品对N--M接点有明显的阻滞作用。     

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.     

海马MF-CA3突触习得性LTP诱导后PPF效应的变化

采用电生理学与行为学结合的方法,通过慢性微电极埋植技术及双脉冲检测技术,观察大鼠海马MF-CA3突触在明暗辨别学习过程中形成习得性长时程增强（Long-term potentiation, LTP）后双脉冲易化（Paired-pulse facilitation, PPF）效应的变化. 结果表明：Mossy fibers-CA3（MF-CA3）突触习得性LTP形成前的PPF易化率为138.36%9.25%,形成后则为114.75%8.42%,差异极显著（p 0.01）,而基线对照组在长达7天的检测中,PPF易化率稳定在140%左右. 研究结果显示,MF-CA3突触的习得性LTP的表达可能与突触前递质释放的改变有关.     

皮质可塑性——从解剖图形到分子

通过近２０年来的研究表明,成年动物的皮质图形不再固定,而会随着经验的修饰而发生动态和发生连续的变化。这一成年皮质可塑性可以在三个水平上进行研究－－表征图形、突触和分子水平。本文综合介绍和总结了这些不同水平研究的基础理论和基本形式。     

短时程突触可塑性的简化模型

给出了一类包含抑制和易化的短时程突触可塑性的简化模型.分别讨论了突触前发放为周期和Poisson电位脉冲串时,突触后的神经元的抑制和易化机制,并给出了定性分析和数值结果的比较.进一步发现在相同的突触前发放频率下,随机模型使得突触后神经元发放的易化和抑制的参数范围比周期模型的参数范围大.     

Effects of calcineurin on LTP of rats in vivo

Calcineurin (CN) is thought to play a role in the synaptic plastivity and long-term potentiation (LTP) in the hippocampus. Based on two LTP models in vivo, a specific inhibitor cyclosporin A (CsA) of CN was observed, which affected LTP in the hippocampal dentate gyrus of the rats. The results indicated that CsA blocked LTP induced by high frequency stimulation (HFS) partly, but it had no effect on the decrease of the onset and peak latency of population spikes (PS) except that it reduced the increase of the amplitude after HFS. On the other hand, CsA blocked LTP induced by ginsenosides (GSS) completely. It suppressed the GSS-enhanced amplitude of PS reversibly and blocked the decrease of the peak latency of PS induced by the GSS. These results suggest that the postsynaptic CN plays a role in the induction of LTP in the hippocampus of the rats.     

基于STDP的神经元连接电路的仿真和分析

人工神经网络是一种模仿人脑结构及其功能的信息处理系统,人工神经网络的硬件实现能充分发挥神经网络大规模并行处理的特点应用于各种工程中,并促进脑科学基础研究的进一步发展.本文实现了（integrate-and-fire,IF）神经元电路设计;完成了（spike-timing dependent plasticity,STDP）机制的电路设计;构建了基于STDP机制的神经元连接电路;分析了STDP机制对神经元连接电路放电特性的影响.研究结果表明：在基于STDP机制的神经元连接电路中,当突触前神经元和突触后神经元的脉冲尖峰具有时间上的差异时,突触权重会发生变化,且进一步影响突触后神经元的脉冲释放.     

大鼠海马结构内一氧化氮合酶阳性神经元在学习记忆时的形态学观察

用还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸黄递酶（ＮＡＤＰＨ－ｄｉａｐｈｏｒａｓｅ）组织化学方法，检测空间辩别性学习记忆模型大鼠和对照大鼠的海马结构内一氧化氮合酶（ＮＯＳ）的活性，阳性细胞的分布、形态和数量等形态学指标．结果：（１）模型大鼠海马结构内ＮＯＳ阳性神经元的酶反应产物比对照大鼠的明显减少；（２）模型大鼠和对照大鼠海马结构内ＮＯＳ阳性神经元的分布未见组间差异，但均显示出明显的区间差异，即从ＣＡ４区向ＣＡ１区逐渐增多；（３）模型大鼠和对照大鼠海马结构内的ＮＯＳ阳性神经元的数量显示出明显的组间差异，即模型组比对照组的明显减少；（４）模型大鼠和对照大鼠海马结构内的ＮＯＳ阳性神经元形态主要有锥体形、颗粒形和纺锤形三种，但未见组间差异．据此，可认为大鼠海马结构内ＮＯＳ阳性神经元在空间辨别性学习记忆活动时发生了形态学可塑性．它提示一氧化氮可能作为信使参与信息的传递     

少子MIS隧道结发射极晶体管场感应结模型

对少于ＭＩＳ隧道结发射极晶体管提出一种场感应结模型，以此模型为基础，导出该器件的ｈＥＥ与金属功函数及基区掺杂浓度的关系，所得结果与实验数据符合较好。     

二种辅助教学工具的设计、研制和比较

神经－肌肉接头处兴奋的传递是人体生理学教学上的重点和难点，为提高教学效果，我们分别设计、研制了二种辅助教学工具－－活动挂图与多媒体课件。活动挂图是在原有的一些静态的挂图和投影片的基础上，利用物理学机械原理研制的，多媒体课件则采用FLASH软件制作。     

大鼠记忆保持能力与相关脑区突触界面结构的相关性

采用一次性被动回避反应的大鼠模型,以ＳＴＬ为指标将大鼠发为记忆保持良好组和记忆保持低劣组。通过超微结构定量分析,发现记忆保持良好组海马ＣＡ３区和大脑皮质感觉运动区的突触后膜致密物质均显著地密于记忆保持低劣组。同时,记忆保持良好组出现了棘器和穿孔性突触,而记忆低劣组没有出现。另外,还测量了突触界面曲率、突触活性区长度和突触间隙宽度,所得数据在２组间无显著性差异。结果提示：突触后膜致密物质厚度与记忆保     

去势对成年雄性斑胸草雀HVC-RA突触可塑性的影响

应用在体电生理方法研究了去势前后成年雄性斑胸草雀发声运动通路中HVC-RA 突触的可塑性变化,进一步探讨雄激素在调节鸣唱行为中的作用和机制.结果表明：低频刺激可引起 HVC-RA突触群体峰电位幅度的短时程抑制(Short-term depression, STD),高频刺激可引起群体峰电位幅度的长时程抑制(Long-term depression, LTD).而去势后30 d,鸣曲稳定时再给予同样的条件刺激,发现无论低频或高频刺激,HVC-RA 突触的短时程抑制和长时程抑制现象同时消失.研究结果显示：鸣曲稳定性可能依赖于HVC-RA通路的突触可塑性,雄激素在维持鸣曲稳定过程中发挥重要作用.     

微机控制功能性电刺激实验系统

以IBM PC/XT 计算机为基础的神经肌肉功能性电刺激实验系统,根据功物实验原理,输入适当参数,产生两路刺激信号的控制电压,记录相应肌肉的收缩力及其电活动一肌电图(EMG),自动控制实验过程.研究具有多种发放率和募集控制方式的肌力调节、电刺激下肌肉的EMG/力模型、神经肌肉系统的频率响应等.     

经颅磁声电刺激下皮层钙信号及突触传递特性的仿真与实验分析

为了探究经颅磁声电刺激(transcranial magneto-acoustic-electrical stimulation,TMAES)不同磁场强度和超声功率强度对工作记忆信息编码相关的皮层神经元钙信号及突触传递特性的影响,首先通过搭建基于磁声电效应改进的皮层锥体神经元模型,引入钙依赖神经递质释放的计算方法以计算TMAES引起的兴奋性突触后电位(excitatory postsynaptic potential,EPSP),以EPSP作为评价指标来评估不同TMAES磁场强度和超声功率强度下突触传递的短时程可塑性.随后使用光纤光度检测技术实时记录TMAES下小鼠前额叶皮层神经集群的钙信号,以揭示TMAES下钙依赖神经信息传递机制.仿真结果表明:TMAES不同磁场强度和超声功率强度对突触后响应的大小具有双向调节作用,其中,突触传递产生的短时程增强和抑制是由于TMAES下胞内钙浓度的变化引起的囊泡释放和囊泡耗竭.实验结论表明:TMAES对前额叶皮层神经元集群钙信号幅度和频率均有明显的调节作用,TMAES可以通过调节神经钙浓度进而影响突触间的信息传递.     

PTPa基因敲除对小鼠海马CA1区突触可塑性的影响

通过PTPa基因敲除(knock out)小鼠来研究海马突触可塑性的变化,在海马schaffer collateral-CA1通路中采用场电位记录的方法研究发现,与Wild Type相比较,基因敲除小鼠的Long Term Potentiation(LTP)增强而Long Term Depression(LTD)受到抑制,去增强效应消失,θ频率诱导的LTP增强,但是其基本的突触传递性质并没有发生变化.