鸟类习鸣脑空间的神经发生

鸟类的前脑内与发声、学习有关的神经核团在体内激素水平的影响下,成年脑可有新神经元产生,并替换原有的细胞,参与神经回路。这种神经发生在调节发声运动和听觉反馈间的整合过程,加强学习与记忆神经网络,促进脑的自我修复等方面具有重要意义。     

生生不息的神经元

正20世纪60年代初,有科学家声称,出生后哺乳动物大脑内可以生成新的神经元,这一结论引起了大量的怀疑和争论。之后的20年,陆续有研究在哺乳动物大脑中检测到了成体神经发生的现象。科学界曾认为,生物体在出生之后是不可能产生新神经元的,也就是说,大脑内的神经元结构在出生后就不会发生改变。但在脑部特定区域检测出成体神经发生的研究表明大脑比之前理解的更有可塑性,而且成体神经发生对自我认知、记忆以及神经退行性疾病都有影响。     

大脑皮层神经元放射状迁移的导向机制新发现

神经系统由规则的细胞群落和精细的神经回路组成,这些精巧的构造对于脑的各项高级功能是至关重要的.作为神经系统高级中枢的大脑皮层长期以来都是研究脑结构发育机理的重要模式系统.大脑皮层的神经元排列成典型的板层结构,这种板层结构是通过发育过程中神经元的放射状迁移实现的,即新生神经元在脑室壁产生之后,沿着     

飞秒激光刺激诱导星形胶质细胞调控海马神经元同步钙振荡

大量证据表明星形胶质细胞通过钙信号积极参与脑功能. 在星形胶质细胞的功能研究中, 诱导其产生钙信号是一项关键技术. 然而, 传统的刺激方法不能同时满足非接触、无损、高时空精度的要求, 本研究小组提出的飞秒激光刺激星形胶质细胞的方法能够弥补这些不足. 在此基础上, 验证了该方法在海马神经网络水平上研究星形胶质细胞功能的应用. 混合培养的海马神经网络中, 星形胶质细胞被飞秒激光刺激后: (1) 诱导神经元同步钙振荡; (2) 即时性干预神经元自发同步钙振荡; (3) 调制神经元的高频自发同步钙振荡. 因此, 通过演示光诱导的星形胶质细胞钙信号调控海马神经元同步钙振荡, 证明飞秒激光刺激方法能够为星形胶质细胞在神经网络中的功能研究提供强有力的工具.     

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.     

视网膜神经节细胞诱向因子(RGNTF)分子克隆及其cDNA序列分析

1991年周明华等分离、鉴定的30kuRGNTF新蛋白,具有维持和促进视网膜神经节细胞存活、生长的效应;经原位杂交在初生大鼠的上丘浅、深部发现有RGNTFmRNA阳性神经元;继而制备了RGNTF的单抗和抗独特性单抗,观察RGNTF在大鼠胚胎、幼鼠及成体鼠的定位分布.为能进一步研究RGNTF的功能,正进行该因子的基因克隆研究.本实验取50只新生大鼠上丘脑组织(湿重1g),分离提纯mRNA,反转录合成cDNA,装上EcoRI接头再克隆到λgtll载     

面向fMRI数据的人脑功能划分

人脑是目前人类发现的最复杂和最具智能的功能组织系统之一.数以万计的神经元相互连接形成了复杂的脑结构,并通过相互间的作用表现出多样的智能活动.脑功能研究是脑科学研究中最重要的内容之一,尤其是功能磁共振成像(f MRI)技术的出现,为人脑功能的研究带来了新的发展机遇.近年来,开始利用基于f MRI数据的计算方法对人脑进行功能的划分,已有研究表明,功能划分所产生的人脑功能子区域比结构图谱中的脑区具有更高的功能一致性,因此更适合用于人脑的功能分析.进一步讲,把人脑功能划分产生的功能子区域用于人脑功能网络的构建能够获得更具可解释性的人脑功能网络,能为人脑疾病机理的研究和探索提供新的手段.本文以f MRI数据为基础,首先,介绍了f MRI数据采集、人脑功能划分及其基本流程;其次,给出了一种人脑功能划分方法的分类体系,并详细阐述了其中主要的人脑功能划分算法;再次,梳理了人脑功能划分中常用的相似性度量和评价指标;最后,总结了人脑功能划分的应用,并深入地分析了人脑功能划分中存在的挑战及未来的研究方向,以期对相关研究提供有益的参考.     

中华宽体金线蛭AP神经元的标记电突触连接

水蛭属环节动物,其中枢神经系统为链式,各神经节的内部结构基本相同,神经元可被标定.用胞内注射辣根过氧化物酶(HRP)方法曾对欧洲医蛭(Hirudo medicinalis)的标定机械感觉神经元和运动神经元形态及其化学突触进行研究.然而,对水蛭电突触超微结构的系统研究较罕见.迄今,未见有对标定神经元标记电突触参数测定的报道.水蛭AP(Ante-rior pagoda)神经元是有待确定功能的细胞.在幼体医蛭20个体神经节中,每节的一对前宝塔细胞的轴突分枝到对侧,并通过前.后神经根进入外周,相邻神经节之间的AP细胞相互相连.本实验室证实成体中华宽体金线蛭(Whitmania pigra)在第1至第20体神经节中两侧AP细胞的轴突都分枝到对侧,并且对称;在相邻神经节之间的神经索中无AP神经轴突连接.AP细胞接受来自机械感觉神经元的输入.其间电突触具有分辨机械感受神经元感受野部位的知觉性功能.因此,显示AP知觉性神经元的标记突触形态,并测定其超微结构参数非     

中缝背核5-羟色胺能神经元与阿片受体关系的形态研究

许多资料表明,中缝背核是5-羟色胺(5-HT)能神经元大量存在的部位,同时也是阿片受体比较密集的区域,由此处发出的5-HT能纤维上行到达间脑和端脑的若干核团。中缝背核在脑内镇痛系统中占有重要地位:电刺激中缝背核能产生明显的镇痛作用,中脑导水管周围灰质(PAG)内注入微量吗啡引起的镇痛很可能是通过激活中缝背核的5-HT能神经元而发挥作用的。由于5-HT能神经元和阿片受体的形态定位关系尚不清楚,吗啡激活5-HT能神经元的形态机制一直没有阐明。本工作应用免疫细胞化学与阿片受体放射自显影双重显示技术,对中缝5-HT能神经元与阿片受体的形态定位关系进行了研究。     

数字加和任务时的脑内负激活研究

近年来, 负激活逐渐成为脑功能成像研究中的热点, 但数字加工中负激活现象尚未见报道. 本研究运用功能磁共振成像技术研究了15名健康被试在数字加和判别实验中的全脑负激活现象. 结果显示, 后扣带回及临近的楔前叶区域、前扣带回和前额叶区域都出现了负激活, 特别是两侧脑岛也出现了显著负激活. 结合这些区域所参与的相关认知功能, 探讨了它们对于维持静息状态下人脑认知活动所起的重要作用, 并发现脑岛参与了静息状态下从外界获取声音信息的活动.     

人脑连接组研究:脑结构网络和脑功能网络

人脑是自然界中最复杂的系统之一,在这个系统中,多个神经元、神经元集群或者多个脑区相互连接成庞杂的结构网络,并通过相互作用完成脑的各种功能.近年来,结合基于图论的复杂网络理论,研究者们发现利用结构和扩散磁共振成像数据构建的脑结构网络以及利用脑电图/脑磁图数据和功能磁共振成像数据构建的脑功能网络具有很多重要的拓扑性质,如"小世界"属性、模块化的组织结构以及主要分布在联合皮层上的核心脑区(如楔前叶、额上回、额中回).另一方面,研究者发现许多神经精神疾病(如阿尔兹海默病和精神分裂症等)与脑结构和脑功能网络的异常的拓扑变化有关,这些研究不仅为理解神经精神疾病的病理机制提供了新视角,也可能为疾病的早期诊断和治疗评价提供脑网络影像学标记.本文以人脑结构和功能连接网络的研究为重点,介绍了人脑连接组和复杂网络理论的基本概念,并且回顾了近年来人脑结构和功能连接组的研究成果,并指出了该领域中存在的问题及未来的研究方向.     

小鼠RTN3基因mRNA和蛋白在小鼠中枢神经系统的分布模式

根据与人RTN3基因同源的小鼠EST AA237377设计筛库引物, 克隆得到小鼠RTN3 cDNA, 该cDNA长2814 bp, 含1个714 bp的可读框, 编码1个具237个氨基酸的蛋白. Northern杂交检测该基因在小鼠不同组织中的表达谱, 发现它有3个转录本, 分别为1.8, 2.8和4.2 kb, 其中1.8和2.8 kb的转录本存在于多种组织中, 2.8 kb的转录本在脑中的表达量最高, 4.2 kb的转录本仅在脑中存在. 用成年小鼠脑和脊髓切片进行原位杂交和免疫组织化学反应, 发现该基因在中枢神经系统的非胶质细胞中广泛表达, 且在某些区域表达较高, 如海马、大脑皮层、下丘脑及一些神经核团.     

组胺对小脑皮层颗粒细胞电活动的影响

脑内组胺(histamine)作为神经递质或调质的概念已经确立.新近的神经解剖学研究揭示了下丘脑-小脑组胺能通路,这些组胺能纤维由下丘脑结节乳头核到达小脑皮层和小脑深部核团,其中以蚓部和绒球的颗粒细胞层密度最高;在小脑皮层神经元上也发现了组胺受体.但是,组胺对小脑神经元的生理学作用至今还未得到证实.由于颗粒细胞(granulecell,GrC)是小脑皮层中唯一中转苔状纤维传入信息的细胞,在小脑的功能活动中起重要作用,故我们在离体大鼠小脑脑薄片上,观察了组胺对GrC单位放电活动的影响,以探讨组胺能传入通路在小脑皮层感觉运动整合中的可能作用.     

解开人类大脑皮质中间神经元发育之谜

大脑皮质是人类大脑最大的组成部分,是人脑最大的信息处理中心,承担着脑的高级功能.中间神经元是大脑皮质两种主要的神经元之一.其数量随皮质体积的增加而增加,但人类的中间神经元的种类却与啮齿类动物相似.时颖超等人报道了人和小鼠指导中间神经元分化的十分保守的基因网络,解释了相同种类的中间神经元是如何在不同物种中出现的.梅赛德斯...     

小鼠RTN3基因mRNA和蛋白在小鼠

根据与人RTN3基因同源的小鼠EST AA237377设计筛库引物, 克隆得到小鼠RTN3 cDNA, 该cDNA长2814 bp, 含1个714 bp的可读框, 编码1个具237个氨基酸的蛋白. Northern杂交检测该基因在小鼠不同组织中的表达谱, 发现它有3个转录本, 分别为1.8, 2.8和4.2 kb, 其中1.8和2.8 kb的转录本存在于多种组织中, 2.8 kb的转录本在脑中的表达量最高, 4.2 kb的转录本仅在脑中存在. 用成年小鼠脑和脊髓切片进行原位杂交和免疫组织化学反应, 发现该基因在中枢神经系统的非胶质细胞中广泛表达, 且在某些区域表达较高, 如海马、大脑皮层、下丘脑及一些神经核团.     

运动共振可以直通他心吗?批判性的重估

伴随镜像神经元的发现,读心问题在认知神经科学时代迎来了复兴.基于镜像神经元的发现及其功能的系统探索,运动共振理论试图论证:观察者脑中表征该动作知觉信息的知觉表征系统和表征该动作的运动表征系统之间无需其他中介就能直接进行信息的交换.由此,镜像神经元活动产生的运动共振可以实现对他人动作的识别与理解,从而实现执行者与观察者动作意图(或情绪体验)之间的直接匹配.虽然该理论得到了来自无创脑刺激技术、失用症、布洛卡失语症以及自闭症领域内证据的支持,但随着对运动共振可塑性及其发生学的认识不断深入,来自联想假说的挑战已经威胁到运动共振的基础假设.运动共振受到情境、社会与文化因素的影响,而不是一自动化、直通的理解他心方式.来自实证的挑战与来自理论的困境显示,运动共振并非理解动作的充要条件,大脑中可能存在多条通路可以实现读心.未来,需要将运动共振放置于延展的镜像神经元系统背景中予以考察,并借助颅内脑电记录等新技术来确认运动共振理论的核心假设是否成立.     

神经元移植与大脑

洛克菲勒大学的研究人员最近报道，来自前脑胆侧的一个特定区域的神经元前体——中间神经节轴突（MGE）既可以在胚胎脑又可以在成年脑中广泛迁移，并且在几个脑区分化成神经元细胞。该研究增加了更多的证据表明细胞移植作为一种神经生成性疾病和脑损伤的治疗方法的可能性。“我们是第一次识别一种新的细胞群体，它们可以在整个成年脑中迁移，进入丘脑、灰质和白质。”论文的第一作者海尼克·成齐特勒指出：在以前的研究中，移植入成年脑某些位点的移植初级神经元前体似乎不可能迁移和进人需要新神经元细胞的区域。在测试来自几个胚胎脑区…     

成体干细胞的可塑性及其在再生医学应用中的思索

近年来, 随着对胚胎干细胞研究的不断深入, 以及在此基础上对成体干细胞生物学特性的逐步认识, 人们发现, 成体干细胞除了具有较强的自我更新和增殖、分化潜能外, 还具有可塑性. 成体干细胞可塑性现象的发现, 使得人们对于今后应用它们进行细胞再生治疗以替代因损伤或疾病导致的组织缺损而充满希望. 尽管成体干细胞可塑性的发生机制及其在再生医学中的应用等问题尚存争议, 对于这些基本问题的深入探索无疑会使成体干细胞在未来的细胞和组织工程中具有广阔的应用前景.     

追踪胰岛素对记忆的作用

虽然这种观点仍有争论，目前有证据表明正常的脑功能—包括学习和记忆，可能需要胰岛素。人们早就知道，胰岛素对于肌肉、肝细胞和脂肪细胞，从血液中吸取葡萄糖，产生肌体存活所需要的能量的过程，具有信号的作用。但是，人们认为胰岛素对脑却没有什么影响—内分泌学教科书上就是这样阐述的。目前，争论虽然频仍，日益增加的证据，开始驳斥上述的认识，提出胰岛素在脑中不仅极为重要，而且这种激素还可能影响到脑的最宝贵的功能：学习和记忆。动物和人的两类实验室中，有些研究专业提出：认知脑区的神经元，如海马和大脑皮层，如果不能得到…     

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.