抑郁症研究的发展和趋势——从菌-肠-脑轴看抑郁症

抑郁症是现代社会最常见的心理疾病,该病不仅降低个人的生活质量,还给家庭和社会带来巨大的经济负担.但由于经济文化和医疗资源等因素限制,目前大部分抑郁症患者并没有进行过任何治疗,已有疗法效果的有限性又进一步加剧了这种困境.研究发现,抑郁症患者的大脑、内分泌、免疫和肠脑功能都出现异常,脑-肠轴功能失常可能是抑郁症的主要病理机制.以往的抑郁症治疗主要针对大脑,如药物治疗和心理治疗,而忽视了患者的其他症状.近年来,全世界范围随生活水平的提高抑郁症患病率也随之升高的现象提示,食品添加剂、药物、环境压力及不良饮食等均可为肠道菌群异常的直接诱因,而肠道菌群改变导致菌-肠-脑轴功能异常更可能促进抑郁症发生;通过益生菌、益生元、健康饮食以及粪便菌群移植等方式重建肠道菌群平衡,改善菌-肠-脑轴功能则能减轻甚至治疗抑郁.通过调节肠道微生物来改变抑郁焦虑等心理疾病已成为神经科学和心理学的热点,维护良好的肠道菌群可能是未来抑郁症预防和治疗的重要方向.     

生长抑素对大鼠胰岛B细胞功能的保护作用

近年来一些研究资料证明,某些胃肠激素能抑制由多种方法造成的实验性胃溃疡,提出胃肠激素可能具有防止有害物质损伤消化道上皮的保护机能。生长抑素(Somatostatin,SS)是存在于胃、肠、胰及中枢神经系统内的一种具有广泛抑制作用的脑-肠肽,它在临床治疗     

肠道菌群影响宿主行为的研究进展

肠道内定植了数量众多、种类丰富的肠道菌群,它们和宿主间形成了互利共生的关系,对宿主的健康产生着重大影响.近年来,随着对肠道菌群调控作用研究的不断深入,发现肠道菌群不仅调控肠道活动,还影响宿主的脑功能和行为.肠道菌群通过肠-脑轴调控宿主行为,而肠-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统.动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响.平衡的肠道菌群可以促进宿主的身心健康,而肠道菌群失调则可能引发肠-脑疾病(如肠易激综合征、炎性肠道疾病和肝性脑病)和中枢神经系统疾病(如多发性硬化症、阿尔兹海默症和自闭症等).深入了解肠道菌群对宿主行为的影响,有助于更好地理解肠易激综合征和多发性硬化症等的发病机理,并认识到调节和恢复正常肠道菌群的安全有效措施(补充益生菌)是治疗精神心理疾病的重要组成部分.     

肠道微生物与皮肤疾病——肠-脑-皮轴研究进展

皮肤疾病,特别是湿疹、皮炎和痤疮等不仅影响个人形象,还可引起躯体感觉不适或精神异常.皮肤疾病影响人群广泛,病因复杂,复发率高,全球范围内患病人数不断增加.皮肤疾病与心理疾病之间存在密切联系,并且心理疾病的患病比例增长趋势也很明显.近年来的研究表明,肠道状态、肠道微生物以及心理疾病与皮肤疾病的关联称作肠道-大脑-皮肤轴(肠-脑-皮轴).肠道微生物可影响皮肤疾病的发生,并且精神状态与肠道微生物健康状况可折射皮肤健康状况.反之,皮肤状况也可作为精神状态和肠道微生物健康状况的评估参照.饮食是通过肠-脑-皮轴影响皮肤的重要因素,而心理因素对皮肤健康的影响也不能忽视.通过将肠道和皮肤微生物、肠道状态、大脑以及皮肤作为一个系统,而非独立对待,进而围绕肠-脑-皮轴进行干预将是解决皮肤疾病的重要方法.未来皮肤病的治疗趋势是将饮食、益生菌、益生元、药物和心理健康等方式综合运用.本文将重点介绍人类第二基因组——人体微生物组、肠道-大脑-皮肤轴与皮肤疾病的关系以及相互影响有关的研究进展.     

大壁虎脑立体定位的方法与装置

壁虎具有卓越的三维空间无障碍运动能力, 其脚掌的黏附机制成为国内外生物物理研究的热点, 其运动规律成为非结构环境下机器人和生物机器人研究的良好模型. 为揭示大壁虎(Gekko gecko)脑内运动功能的时空编码规律, 首先对大壁虎的运动进行干预, 提出了一种大壁虎脑立体定位方法, 并根据大壁虎颅骨结构研制了相应的脑立体定位装置. 该装置与通用脑立体定位仪相匹配, 定位准确、操作简单, 适用于不同大小的成年大壁虎的脑部实验. 通过大壁虎脑图谱的初步制作、脑内核团的损毁以及脑内特异性运动核团的空间定位等诸多实验验证, 该装置能够满足大壁虎脑功能的研究需要.     

低功率激光和光导纤维对脑的探索

由于一定的生化分子有其特定的敏感波长光,具有高能量的和单色性的激光很可能成为在脑内引起光-生物化学反应的理想手段。它可能作为脑的刺激因素,也可能成为记录脑功能变化的工具,这与电刺激和记录很相似,并且可能比电学手段更具有选择性和精确性。     

电针镇痛对小鼠脑游离氨基酸含量的影响

我们以前的工作曾发现电针镇痛与脑游离氨含量的变化有密切关系,电针有效时脑氨下降,无针效时脑氨升高。我们已经证实电针对脑氨的变化受脑谷氨酸调节,谷氨酸是中枢神经系统具有生物活性的重要物质,在脑内含量极高,脱羧后变成γ-氨基丁酸(GABA)。这两种氨基酸不但在脑代谢中十分重要,而且还有神经递质功能。因此,深入探讨针刺镇痛与谷氨酸、GABA等有关氨基酸的关系是很有意义的。     

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.     

脑功能理论的当代发展和前沿研究计划

21世纪以来,研究人员逐渐揭示出人脑前额叶特别是内侧前额叶的认知功能,脑内的社会镜像神经元系统以及默认网络.这些发现,扩展了20世纪关于经典特异神经通路和网状非特异系统的概念,认识到人脑含有4类机能解剖系统.除了并行协同工作的特异系统和网状系统外,人脑还有以180°相位差交替转换式活动的默认网络和社会认知网络.在所概括的4条神经信息处理机制中,由于自然脑进化的遗传保守性,人脑和动物脑共性大,而与电脑间存在本质差异.人脑功能的独特性体现为社会属性和生物属性高度融合的巨复杂性、四层次性及其包容性.本文简要介绍了脑连接组计划、脑活动图计划和中国脑计划,希望能引起人们关注人脑、动物脑和电脑的共性和本质差异,以便更正确地对待脑科学和人工智能领域的研究成果.     

吗啡耐受时大鼠脑内胆囊收缩素基因表达加速

大鼠胆囊收缩素(cholecystokinin,CCK)基因编码长度为115个氨基酸的前胆囊收缩素原(preproCCK),近于羧基端的8个氨基酸残基肽就是八肽胆囊收缩素(CCK-8)。多次注射吗啡引起其镇痛作用逐渐减弱而出现耐受。资料表明,应用CCK抗血清或受体拮抗剂去除中枢CCK-8的作用可翻转或延缓吗啡耐受,表明脑内CCK-8作为一种抗阿片物质参与吗啡耐受的形成。本文欲了解在吗啡耐受形成过程中,CCK基因表达是否加速,从而进一步论证脑内CCK在吗啡耐受形成中所起的作用。     

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.     

非鸣禽成体环鸽脑中的新生神经元

自1983年Goldman等在世界上首次报道鸣禽成体脑中的新生神经元现象后,对新生神经元在鸣禽成体脑中产生、迁移和分化机理的研究已经取得了很大进展.许多人推测金丝雀等鸣禽脑中新生神经元的产生与它们对鸣啭学习和记忆功能有关.目前世界上对鸟类神经元产生的研究基本局限于鸣禽类,还未见在非鸣禽成体脑中有神经元产生的正式报道.由于新生神经元在鸣禽脑中的分布并不局限在控制发声的神经核内,它表明鸣禽成体脑中神经元的产生可能具有更为复杂的功能,因而神经元产生的现象也可能在非鸣禽成体脑中存在.为检验这种推想,本实验选用端脑中无明显控制发声神经核的非鸣禽环鸽(Streptopeliarisoria),应用放射自显影/免疫组织化学双重标记方法证明新生神经元在非鸣禽成体脑中的存在及分布特征.     

垂体肽与精神分裂症

几年前,在人及动物的脑垂体中发现了不同长度的生理活性肽,如脑素、β-恩多啡和β-脂蛋白等。近期研究表明,这些肽除了有镇痛效果外,尚有许多其他生理作用。如含有蛋氨酸残基的脑素.能激发大白鼠的学习能力,垂体激素     

脑中心房肽基因的表达及盐负荷与脱水对它的影响

心房肽(Atriopeptin,心房利钠肽Atrial Natriuretic Peptide,ANP)是首先自心房中分离纯化的肽类激素,具有舒张血管、促进水盐排出维持体液平衡等重要作用。后来经免疫组织化学等方法证实,部分心房外器官如心室、肺、脑、肾、脾等组织中也有心房肽,但不能完全排出组织中心房肽来自血液循环。只有用分子杂交法证实组织中有心房肽基因转录产物,才能确切肯定该组织是心房肽产生器官。迄今为止对影响心房肽基因表达、心房肽合成和分泌的因素,仍有待进一步阐明,特别是脑组织中心房肽情况所知甚少。本文报道互补RNA探针的制备及用分子杂交法证实脑是心房肽产生器官,并且水盐平衡显著影响它的心房肽基因表达。     

抑郁症相关的认知与情绪系统脑网络异常

对周围的情境有正常的认知及产生相应的情绪对于人类社会交往有重要意义.与健康人群相比,抑郁个体却对情境有着减弱的认知加工及过强的情绪加工,这反映了大脑中认知及情绪网络功能上存在异常.以脑功能磁共振成像为研究手段,近年来对抑郁症脑机制的研究逐渐增多.这些研究在认知、情绪以及二者交互作用3个方面集中显示了额叶-边缘系统的功能改变.其中,情绪网络异常主要体现在杏仁核和脑岛,并涉及5-羟色胺转运体基因型与抑郁症之间的关系;认知网络异常主要体现在执行控制和默认网络;而抑郁症对二者交互作用的影响则主要体现在杏仁核和背外侧前额叶.了解归纳与抑郁症相关的认知和情绪脑网络异常能够为将来进一步揭示抑郁症发生的神经机制奠定基础,同时为更加深入的研究提供线索.     

肠道微生物与自闭症研究进展

自闭症是一种严重的神经发育障碍,其患病率急剧上升,不符合哈迪-温伯格平衡,表明环境因素对其影响远大于遗传因素.自闭症与肠道微生物失衡及肠-脑轴异常密切相关.由于肠脑发育与头脑发育同步,因而在婴幼儿发育的关键期肠道微生物发育异常可增加自闭症风险.肠道微生物可通过代谢产物、免疫、神经内分泌以及迷走神经等途径影响自闭症.特定有益微生物菌株主要通过微生物-肠-脑轴、调节微生态平衡和抗感染、调节宿主代谢和吸收、改善肠漏等方式改善和治疗自闭症.益生菌以肠道菌群为靶点或可成为自闭症有效辅助治疗方法.本文对近年来与肠道微生物相关的自闭症研究进行综述,为我国今后全面防治自闭症提供人体共生微生物领域的参考.     

人脑功能连接组:方法学、发展轨线和行为关联

人脑内部功能连接的全体称为功能连接组,其功能复杂性表现在:(ⅰ)结构到功能的产生机制;(ⅱ)脑功能到心理行为的产生机制(心脑关联);(ⅲ)整个生命历程中的功能发展轨线.一直以来,神经科学家致力于揭示人脑功能在不同生命历程阶段的特征及其深层机制.上述问题的研究能够极大地改善对人脑功能的理解,改进长期以来必须依赖于动物脑功能模型的状况,为重大神经精神疾病的脑功能的病理生理机制研究提供正常参考(常模),进而有助于及时、准确地对其进行诊断、预警、干预和后期评价.但限于实验技术和计算方法,与脑功能有关的上述问题因极具挑战性而尚未被系统地展开研究;静息态功能磁共振技术的出现正在改变人脑功能的研究现状.本文综述基于静息态功能磁共振技术研究人脑功能连接组的计算方法及其重测信度、功能发展轨线应用、心理行为关联.     

电针和吗啡对脑GABA系统的影响

我们在过去的工作中发现电针镇痛与脑游离氨含量的变化有密切关系。后来证实电针镇痛时脑氨的变化受谷氨酸调节。后者是哺乳动物脑内含量最高的氨基酸,脱羧后转变成γ-氨基丁酸(GABA)。本文应用若干药物进一步探讨电针和吗啡镇痛与脑内GABA支路的相     

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科学家开出增强记忆良方为什么人们的记忆力有好有坏?记忆力好坏与什么因素有关?著名科学家、中国科学院生物化学与细胞生物学研究员、博士生导师杜雨苍教授和他领导的研究小组经过十几年的深入研究，发现记忆肽能够影响人的记忆功能，在国际上率先揭开了记忆之谜。肽是人体生命活动的最基本因子。肽是由两个以上的氨基酸分子联结而成的蛋白质小片断。人体的很多生命活动都是由肽完成的，如传递信息、调节代谢等。目前，科学家在高等动物脑内已经发现上百种不同功能的神经肽，其中记忆肽能增强大脑的记忆功能。但长期以来，人们对神经肽如何…     

短时练习对序列运动脑功能偏侧化的影响

采用事件相关功能磁共振成像技术结合延迟序列运动任务, 观察了12名被试短时练习过程中随意运动脑激活模式和脑功能偏侧化的变化. 结果显示, 序列运动准备和执行任务都激活双侧运动区和后顶叶皮层, 脑功能轻度左侧化; 短时练习后上述脑区的激活体积减小, 而且右脑激活体积减小更为显著, 从而加大了脑功能左侧化.