痒觉神经机制的研究进展

痒是一种能引起强烈搔抓欲望的不愉快感觉。痒觉信息从皮肤产生，由外周神经元传入脊髓，经处理后最终传输到大脑。与外周、脊髓水平相比，痒觉在大脑水平的研究还相对较少。得益于近几年在体研究技术的发展，解析痒觉信息传递的大脑中枢神经环路机制成为可能。随着神经科学研究技术的快速进步，一系列解析痒觉在脑内处理机制的重要成果被陆续报道。本综述主要总结了痒觉，尤其是化学痒，从外周到大脑的研究进展。     

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.     

科学之窗

大脑不能“三心二意”这是一个众人皆知的事实 :在同一时间处理两件事情要比处理单个事情困难得多。当你期望同时解决两件以上的事情时 ,最可能的结果是想摆脱所有的念头而倒头大睡。是什么原因使得大脑进行多重任务的过程变得如此之难呢 ?持“被动式序列”理论的人认为 ,信息数据必须以排队的方式等候大脑的处理。坚持“主动监控”理论的人则认为 ,大脑可以在同一时间进行并联式信息处理 ,这意味着大脑中必须存在一种复杂的机制来把这两种处理过程分离。而美国麻省理工学院最近的研究结果支持前一种解释。研究人员进行了包括“大脑多重任务…     

计算神经科学

计算神经科学的最终目标,是要阐明大脑是怎样使用其电信号和化学信号来表达信息、处理信息的。这一目标并不是新近才提出来的,但在近10年内,它在许多方面已经发生了变化。神经科学的进展,使我们现在对大脑有了更多的了解;更强有力的计算装置的出现,使我们能够对神经系统进行真实的仿真研究;对一些大规模神经元网络简化模型的研究,使我们得到了许多新的真知灼见。人们利用脑模型,正在把通过分子、细胞技术获得的微观水平上的知识与通过行为研究获得的系统水平上的知识联系起来。     

大脑老化研究及其进展

从不同角度对大脑老化所作的研究均表明了大脑的退行性变化,但近年来的研究发现脑在退行性过程中可能产生一种补偿机制,这对健康老龄化的研究具有重要意义。另外,应加强从脑宏观整体和细胞分子水平两个方面进行跨学科的联合研究,以阐明大脑老化的过程及其机理。     

细纤维活动引起的猫的脊髓慢电位

脊髓背部慢电位的各成份反映背角中间神经元的活动和初级传入末梢的去极化,在脊髓突触传递机制的研究中有着重要意义。过去的研究大部分集中在粗传入纤维引起的活动。本工作着重观察了细的A_δ纤维和C纤维兴奋引起的脊髓慢电位,旨在进一步分析慢电位的外周起源和脑干对脊髓活动的控制。     

长期记忆存储的神经编码与调控

人类根据自身以及后天学习获得的经验与知识,也就是记忆,适应并改造了自然界,从而创造了现代文明.建立在大脑神经元的物质基础之上,记忆承载了外界纷繁复杂的信息,整合了时间与空间等不同维度上的多感知信息,为大脑作出正确判断和操作提供支撑.通过对大脑记忆机制的研究不仅仅可以揭示脑高级功能的生物学基础,更加重要的是,可以提供一条由亿万年进化史选择的解决高级认知运算与高效信息处理的途径.近年来,对记忆机制的认知从突触、分子等生物层面渐渐深入到细胞编码、解码与整合等信息层面,依赖对大脑中信息编码直接相关的记忆印迹(engram)的深入研究则揭示了神经环路的记忆存储与调控机制.本文围绕记忆印迹细胞的分子、细胞、环路与信息处理机制的运用,回顾了近期记忆机制的研究进展,探索了记忆编码机制研究对生物大脑运作原理及类脑智能的深远影响.     

低频重复刺激大鼠坐骨神经对脊神经节神经肽含量的影响

P物质(SP)和血管活性肠肽(VIP)等是在脊神经节(DRG)中合成与共存的神经肽,分别向中枢和外周神经末梢移行.SP是公认的初级感觉传入纤维与伤害性信息有关的神经递质,VIP也参与感觉的调节.曾被Sherrington称做“侧位脑”的DRG,最近又被称为脊髓运动节段的“大脑”(the“brain”of spinal motion segment)和腰背痛的介体(the mediator oflew back pain),考虑到迄今尚缺乏有关外周不同传入纤维兴奋时DRG内神经肽含量的系统报道,本工作用不同强度电刺激分别激动A类及A C类纤维动作电位(AP),采用RIA技术测定DRG神经肽免疫活性,研究A以及A C传入纤维长时间激动时SP,VIP和β-End含量的变化及其相互关系.     

横断大鼠脊髓对电针镇痛和吗啡镇痛的影响

在研究疼痛和镇痛问题时,常测定大鼠辐射热-甩尾反应的潜伏期(TFL),作为机体伤害性感受的一个指标。无论在筛选麻醉性镇痛药,或研究针刺镇痛原理中该法均被广泛采用。 甩尾反射是一种脊反射,但又受高位中枢的紧张性控制,利用这一特点可以研究针刺镇痛的神经机制主要是在脊髓水平、或脊髓以上水平接通的。我们在脊髓高位离断的脊动物中对此进行了检验。     

电针诱发大鼠中枢神经系统Fos样蛋白的生成

针刺可以镇痛已被公认。本实验室的系列研究表明针刺激活了中枢某些神经化学系统,如阿片肽系统,单胺能系统等而产生镇痛作用。然而关于针刺镇痛的机制方面,尚存在是否是“以痛制痛”之争,针刺信息的外周传入机制及所激活的中枢区域也不很清楚。原癌基因c-fos的表达被视为特定刺激下神经元活性(neuronal activity)的标志物。我们曾经发现电针刺激可在大鼠脊髓诱导C-fos表达。本研究在电针刺激条件下对整个大鼠中枢神经     

婴儿社会和情绪脑机制的早期发展

能够快速扫描并锁定周围环境中可能存在的危险刺激并给予优先反应对人类生存至关重要.大脑中可能存在功能特异性的神经网络模块加工此类刺激.行为研究表明,该神经网络可能早在1岁前就开始形成和发展.近年随着认知神经科学研究技术的成熟,研究者利用EEG,fNIRS和fMRI等方法,直接研究社会和情绪脑机制的早期发展(0~1岁).本文从面孔表情、情绪性语音和早期社会交往3个方面系统总结了婴儿社会性和情绪发展的研究,并描述了相应社会-情绪神经网络的发展进程.在此基础上,采用经验-期待性机制和经验-依赖性机制讨论了早期社会经验对社会与情绪脑机制的影响,认为社会-情绪的神经网络不是先天形成、独立于社会经验的加工模块.虽然在个体发展的早期阶段(0~3个月),社会和情绪脑的核心结构已经形成,但出生后5~7个月,经验-期待性机制将会重塑社会和情绪脑,通过知觉窄化过程,该神经网络开始功能特异化,而只对特定的社会刺激敏感.在此期间的社会剥夺则会对社会-情绪神经网络的发展产生不可逆的影响.出生7个月以后,该神经网络通过经验-依赖性机制的调节逐渐趋于完善,并形成较稳定的个体差异.     

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.     

小虫春秋：果蝇的视觉学习记忆与认知

视觉认知是脑科学领域中的重要研究方向,是揭示 “脑是怎样工作的”,“物质的脑是如何产生精神的”的重要路径。近年来,科学家们以果蝇为模式生物,从基因脑行为认知相结合的角度,系统性地开创了果蝇的视觉“认知”研究,如学习与记忆、注意、跨模态记忆、特征提取和泛化、两难抉择、抉择的神经环路等。即使果蝇这样相对简单的脑,在很多方面都展示了令人惊奇的“理性”行为。看来,那种认为只有某些独特的唯一的脑机制才能实现人类的理性的想法是不成立的。我们期待,在探索“智与愚”的神经生物基础方面,果蝇会对我们继续有所帮助。     

学习和记忆的突触模型:长时程突触可塑性

人类大脑是由上千亿神经元相互连接而组成一个高度复杂的神经网络,是认知、学习和意识等高级功能的重要基础。神经元之间通过特化的连接结构--“突触”而相互通讯。外界输入触发的神经元活动可特异性地持续改变突触的结构和功能,这种神经活动依赖的突触变化称之为长时程突触可塑性。大量实验证据表明突触可塑性是大脑学习和记忆的分子细胞学机制,了解突触可塑性的机制对阐明中枢神经系统性相关疾病（如老年痴呆症、药物成瘾等）的机理具有重要意义。本文简要地小结了长时程突触可塑性研究中的基本发现和新近进展。     

顿悟脑的10年:人类顿悟脑机制研究进展

自21世纪首次借助脑成像技术对解决字谜任务过程中顿悟一瞬间的大脑活动状况进行研究以来,目前已有近10年的历史,获得了许多富有价值的研究.这些研究从顿悟的时间进程和脑神经基础两方面对顿悟的大脑机制进行了丰富的探讨,并形成了有关人类解决顿悟问题的"顿悟脑"的神经框架.研究显示,顿悟脑主要由外侧前额叶、扣带回、海马、颞上回、梭状回、楔前叶、楔叶、脑岛和小脑组成.就各脑区的功能而言,外侧前额叶主要负责顿悟难题思维定势的转移和打破,扣带回则参与新旧思路的认知冲突以及解题进程的监管,海马、颞上回和梭状回组成了"三维一体"的、专门负责新异而有效联系形成的神经网络,问题表征的有效转换则依赖于楔叶和楔前叶组成的"非言语的"视觉空间信息加工网络,脑岛负责认知灵活性和顿悟相关情绪体验,反应相关手指运动的皮下控制则依赖于小脑.     

音乐和语言句法认知的比较

音乐和语言是人类独有的杰出能力,对人类的生存和社会活动具有无可比拟的重要意义.长期以来,语言被认为是一个高度模块化的神经认知系统,独立于其他复杂的认知能力.然而,最近的研究,尤其是认知和神经影像学的研究表明音乐和语言在句法加工的各个方面存在大量重叠.本文简述了音乐和语言的句法理论,总结了近年来领域间句法形式、句法认知机制以及句法和意义的比较研究.在此基础上,我们讨论了已有研究成果的重要性以及今后的研究方向.与语言相似,音乐的加工机制涉及大范围的脑区,探索音乐和语言的句法联系将有助于更深入地认识人类的认知脑功能.同时,研究成果可能在一定程度上为语言能力发展和语言障碍临床治疗的研究提供借鉴.     

大脑网络的探索进程（一）——研究特点、方法与三大类型*

脑网络是复杂的生命系统中一个最典型的复杂网络,是一类“网络的网络”。目前可从三个层次对大脑网络进行建模探索,即微观尺度(神经元)、中尺度(神经集群)、大尺度(脑区域),各层次之间相互影响、错综复杂,研究难度很大。笔者从网络科学观来评述大脑网络的探索进程、研究方法和主要类型。     

体外培养神经元网络功能结构的长时间发育变化

神经功能结构的建立和维持是学习与记忆等高级功能的基础. 因神经网络的结构错综复杂, 节点行为多变且受多种因素的影响, 目前其拓扑结构的形成和维持机制尚不清楚. 基于多电极阵列系统, 本研究连续记录了体外长时间培养的海马神经元网络的自发放电活动; 利用不同电极放电序列之间的互相关系数映射功能连接强度, 构建网络拓扑结构图, 分析其发育特性. 对培养1~18周的3个样本的分析结果显示, 网络拓扑结构的形成和维持具有自组织和自解离特性: 网络连接建立期(1~3周), 邻近节点之间建立连接, 形成局域微网络; 随着网络的发育, 逐步形成多节点的复杂功能结构; 发育成熟期(12周后), 功能连接开始消退, 部分节点脱离网络, 网络聚集程度增加. 不同发育时期网络各节点连接强度的分布均符合幂率分布, 表明无外界输入的培养神经元网络是具有无尺度特征的复杂网络. 本研究有助于复杂神经网络结构的形成及维持机制分析, 为研究神经发育和神经系统信息处理机制提供新的视野.     

临猗县神经管缺陷畸形分析报告

神经管出生缺陷(Neural tube defects),是一种严重的畸形主要表现为无脑儿、脑脊膜膨出和脊柱裂。出生缺陷影响着出生人口素质,关系到国家繁荣富强和民族兴旺发达,关系着可持续发展服务和全面建设小康目标的实现。为此,文章特对2009年10月—2010年3月的神经管缺陷发生情况进行了调查。