健康照明应用研究发展与展望

本质感光视网膜神经节细胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells,ipRGC),通过视网膜下丘脑束(retinohypothalamic tract,RHT)与下丘脑视交叉上核(suprachiasmatic nucleus,S CN)等在大脑区域形成投射(即非视觉通路),对人的生理产生影响.这一非视觉效应的发现赋予了照明研究与应用全新内涵,即通过照明技术与智能控制技术的有机结合,因人、因时、因地合理控制照度及其分布,为用户创造"安全、舒适、有益身心"的健康照明光环境.而发光二极管(light emitting diode,LED)照明技术的应用和健康照明新内涵又对基于视觉感知的评价指标提出了新的要求.本文对照明与视觉、非视觉通路的影响相关研究成果进行综述,提出我国健康照明光环境的研究与实施的思考和判断.     

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.     

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.     

视前区对丘脑束旁核“痛”单位放电的调节作用

边缘系统中的视前区,无论从其解剖位置,还是生理功能均处于边缘系统节点站的重要位置.国内外许多研究工作证实它是一个与镇痛有关的结构.电刺激该区可产生镇痛作用,针刺镇痛和吗啡镇痛都与此区有关.丘脑束旁核和痛的感受有关,其活动受到许多传人冲动的影响.现已知丘脑中央中核)、脑干中缝核群等对其放电活动有抑制和调节作用.丘脑束旁核属于丘脑非特异传导     

无意识的情绪面孔加工及其潜在神经机制

随着探索无意识信息加工实验技术的日渐精湛,越来越多的研究表明,无意识的视觉信息能够对人类的认知和行为产生影响.本文综述了由自下而上的视觉输入强度不足而非注意资源不足而导致的无意识情况下人们对恐惧面孔加工的实验研究.采用视觉掩蔽、双眼竞争、眼间抑制等范式的研究和对脑损伤病人的研究均互为印证发现,一些皮层下结构(如上丘、丘脑和杏仁核)以及它们之间的功能连接对无意识的恐惧面孔加工起到重要作用,从而可以推测人类对情绪面孔(尤其是带有威胁性的恐惧面孔)的加工可能得益于一条绕过初级视觉皮层的皮层下快速通路.但这条通路对无意识恐惧面孔加工的贡献还需要更多来自于揭示因果关系而非相关关系的实验研究的证据,并且这条高效的通路在意识上又会发挥何种作用亦有待于今后的研究考察.     

猫外膝体细胞对二阶信号刺激的时间反应特性

视觉系统不仅能通过亮度的不同, 还可以通过对比度、纹理等信息从背景环境中识别出物体. 视觉研究中常把前一种由亮度信息产生的信号称为一阶信号, 后一种由非平均亮度变化信息(如对比度、纹理等)产生的信号称为二阶信号. 视觉系统中二阶信号和一阶信号的处理是由相同还是不同的通路来完成的, 这是研究者们广泛关心的问题. 本研究采用在体胞外记录的方法研究了猫外膝体细胞对二阶信号刺激的时间频率反应特性. 结果显示, 大多数外膝体细胞对二阶信号存在调制反应, 但反应强度低于对应的一阶信号, 且两类信号反应差异的程度随时间频率的增高而逐渐增大, 同时二阶信号反应中的非线性成分与线性成分的比值要显著高于一阶信号反应. 结果还显示, 外膝体神经元中的Y细胞对二阶信号的反应强度要高于X细胞, 提示Y细胞可能在二阶信号的传递过程中起着更主要的作用. 结果揭示, 在猫外膝体上一阶信号和二阶信号的处理可能是由两类不同的传递通路来完成的.     

组块破解形态顿悟的脑认知机理

组块破解是把过去经验中形成的完整的认知组块分解成基本元素并加以重组和利用,它是一种能够获得顿悟的创造性思维过程.自从理论心理学家Ohlsson S.于20世纪80年代提出组块破解概念以来,关于组块破解的认知与神经机制研究已经开展了30余年.迄今,组块破解形态顿悟的脑认知机理已经基本被探索清楚,主要发现有:(1)组块破解具有"突发性"、"直指性"等典型的顿悟属性;(2)组块破解是在知觉水平上发生的特殊形态顿悟,初级视觉皮层和高级视觉皮层的活动存在"失协性",背侧视觉通路和腹侧视觉通路的活动具有"协同性";(3)阻碍组块破解形态顿悟发生的障碍有多重,多重障碍源还会产生"叠加放大效应",不仅增强了腹侧视觉通路和背侧视觉通路的调控连结,而且也增强了腹侧视觉通路终端到背侧视觉通路终端之间的调控连结;(4)组块破解形态顿悟是大脑左右半球协同作用的产物,"蔡格尼克效应"存在右半球偏侧性;(5)组块破解形态顿悟是意识与无意识的综合体,或许新颖性加工是无意识的、有效性加工是有意识的,又或许酝酿期是无意识的、而顿悟期和验证期是有意识的.     

内侧视前区和下丘脑腹内侧核对不同性周期雌鼠蓝斑中去甲肾上腺素能神经元的作用比较

内侧视前区(MPO)与下丘脑腹内侧核(VMN)是脑内与性行为关系密切但作用相反的两个核团,它们均富含性激素受体。已知与下丘脑有直接纤维联系,并富含去甲肾上腺素(NE)能神经元胞体的蓝斑(LC)内也含有大量性激素受体。刺激发情期雌鼠MPO可激活LC中NE能神经元放电,而刺激非发情期雌鼠MPO则抑制其放电。推测VMN对LC中NE能神经元可能也存在调制性影响。为了进一步探索不同性激素水平时中枢儿茶酚胺能神经元的活动规律,本工作以不同性周期雌鼠LC中NE能冲经元放电为指标,观察刺激MPO、VMN对它们的影响。     

纳洛酮对刺激下丘脑弓状核镇痛效应的影响

我们以往的工作表明:刺激大鼠下丘脑弓状核(ARC)能产生明显的镇痛效应;新生期大鼠腹腔注射谷氨酸一钠(monosodium glutamate, MSG)选择性地破坏下丘脑弓状核神经元后,吗啡镇痛、针刺镇痛和应激镇痛效应均明显降低,下丘脑弓状核是脑内β-内啡肽能神经元胞体集中的一个核团,本实验用行为测痛结合生化测定的方法,观察纳洛酮对刺激弓状核镇痛效应的影响,以进一步挥讨刺激弓状核镇痛效应的机制。     

视觉工作记忆内容维持的大脑神经机制

视觉工作记忆指短暂维持不在视域内信息并进行活跃认知加工的过程,在人类高级认知活动中具有极其重要的作用.但是,目前关于人类大脑在视觉工作记忆维持阶段对多特征复杂客体(例如,面孔信息和房子信息)信息的认知加工机制还没有得到深入的研究.另外,对不同的客体信息进行维持是否对应不同的认知加工模式,以及视觉工作记忆维持阶段负荷效应的神经基础还没有得到广泛的研究.因此,本研究从面孔信息和房子信息的视觉工作记忆任务出发,采用行为实验和功能核磁共振技术探究视觉工作记忆维持阶段中对不同记忆内容的行为表现、大脑激活强度、视觉皮层解码机制及其负荷效应,为大脑功能方面对于视觉工作记忆内容的表征提供具有价值的影像学依据.研究结果表明,被试在对复杂客体的视觉工作记忆任务中表现出视觉工作记忆容量的有限性和负荷效应,可以通过双侧海马旁、双侧顶内沟的激活强度和V4、双侧梭状回、双侧颞上沟的信息解码正确率区分视觉工作记忆维持内容.另外,双侧壳核的激活强度则体现了视觉工作记忆负荷效应.     

CNTF非经典信号传导途径的神经保护功能

先前我们曾提出, 在已知的CNTF信号传导通路上游可能存在新途径介导其神经保护作用. 运用原代培养大鼠海马神经元、活细胞连续照相、活细胞计数、活细胞内游离[Ca²⁺]测定及gp130免疫组化等方法, 以Glu离子型受体激动剂L-NMDA诱发海马神经元损伤为细胞损伤模型, 用JAK/STATs阻断剂PTPi-2阻断CNTF已知的经典信号传导途径, 观察CNTF非经典信号传导途径的神经保护功能, 并探讨其可能机制. 结果表明, L-NMDA可引起海马神经元的损伤反应, CNTF可有效抑制L-NMDA对神经元的毒性作用; 使用PTPi-2阻断已知的CNTF经典信号传导途径中JAK/STATs后, CNTF保护海马神经元抵抗L-NMDA的损伤作用仍然存在. L-NMDA可引起海马神经细胞内游离Ca²⁺浓度([Ca²⁺]_i)迅速升高, CNTF可显著减弱L-NMDA引起的[Ca²⁺]_i升高, 阻断CNTF的经典信号传导途径中JAK/STATs并不影响L-NMDA引起的[Ca²⁺]_i升高, 表明除了已知的经典信号传导通路, CNTF发挥保护海马神经元作用还有其他信号传导途径, 这一途径与胞内[Ca²⁺]有关.     

刺激下丘脑背内侧核等部位引起的旁中央中脑平均诱发电位

下丘脑通过垂体及下行神经通路而实现其对内脏等效应器官的影响,下丘脑的下行投射大部分不超过中脑。可见中脑是实现下丘脑功能的一个重要中间站,不少报道表明,在性功能、体温及心血管调节等各个方面,下丘脑与中脑的活动都密切相关联。它们是一个统一体。Saper等、Conrad等用放射性同位素标记氨基酸顺向传送技术证明:下丘脑前、中部向中脑发出直接投射。陈治棠等用辣根过氧化物酶(HRP)逆向传送技术证明:从下丘脑     

CB促微丝解聚对cAMP-PKA信号通路的作用

细胞内第二信使双酰甘油(DG)和环腺苷酸(cAMP),在对外界信号的应答反应中起重要作用.DG激活蛋白激酶 C(PKC),cAMP激活蛋白激酶A(PKA),引起一系列靶蛋白磷酸化级联反应,调节细胞的增殖、分化和其它生理功能.我们曾发现,细胞松弛素B(CB)不仅改变微丝(MF)组装,并能刺激DG-PKC信号通路.有文献报道,在 G_0至S期早期,cAMP-PKA信号通路的激活对肝细胞的增殖具有促进作用,而这两种信号通路可能通过PKC的作用加以偶联,即PKC可通过磷酸化Gi蛋白激活cAMP-PKA信号通路.MF组装     

自由落体条件下的快速偏晶凝固

采用落管方法实现了Ni-31.4%Pb偏晶合金在微重力和无容器条件下的深过冷和快速凝固. 理论计算表明液滴下落过程中获得的过冷度与其直径呈指数函数关系, 实验中获得了241 K(0.15 T_m)的最大过冷度. 发现随过冷度的增大, 偏晶胞组织在整个试样中的体积分数增大, 且L₂(Pb)相显著细化. 对L₂(Pb)相和α-Ni相的形核率进行了理论计算, 结果表明偏晶转变过程中L₂(Pb)相总是领先形核相.     

立体视觉方法新进展

精确地获取景物的三维信息是计算机视觉的重要任务之一.双目立体视觉(以下简称立体视觉)是从两个视点得到的图象来恢复出景物三维描述的技术,可以用以下3个步骤来刻划立体视觉方法:(1)确定匹配特征,并从图象中抽取这些特征;(2)特征匹配,即寻找左、右两幅图象中由景物表面上同一特征投影形成的特征对;(3)利用对应的特征和成像几何参数重建三维景物.     

三元Fe-Co-Cu包晶合金中壳核组织形成机制

三元Cu₅₀Fe_37.5Co_12.5包晶合金液滴在自由落体过程中发生亚稳液相分离, 主要形成由L₁(Cu)和L₂(Fe,Co)两相构成的壳核组织. 在测定固相面和液相面温度以及液相分离临界过冷度的基础上分析了壳核组织形成机制, 发现分离两液相的界面能随温度降低而增大, 合金液滴沿着半径方向从内向外存在着由小变大的温度梯度. 作用于L₂(Fe,Co)相上的Marangoni力(F_M)随其尺寸增加而增大, L₂(Fe,Co)相小液滴在F_M力的作用下从外向内迁移过程中逐渐粗化, 同时发生碰撞和凝并, 进而形成壳核结构的凝固组织.     

人体与哺乳动物的生物钟同步机制及疾病

由于地球的自转,地球表面的光照和温度会产生以24 h为周期的节律性波动.与之相适应地,近地表生物的新陈代谢、生长发育、细胞周期等也会随着昼夜更替而改变,形成稳定的昼夜节律.昼夜节律是生命体在自然环境中经过漫长的演化而产生的,但它并不是简单的被动适应,而是由内在的生物钟驱动的,主动与环境进行匹配的过程.那么,生物钟到底是什么?它是如何运作的?生物钟重置的机理是什么?生物钟紊乱对人类的健康又有什么样的影响?这些都是我们关心并期待解答的问题.     

马卡良星系348——已知的最大星系

星系,特别是活动星系的研究,是当代天体物理的前沿。星系核活动,这一宇宙中最大的能量事件,其能源、机制是天体物理的一大疑谜。研究星系之间在引力影响下吞没、扰动及潮汐作用等过程对星系核活动及星系演化的影响已成为当前十分热门的课题。这方面现有的研究集中在:(1)从理论上讨论在一定条件下,引力扰动如何引起物质向星系中心下落;(2)从观测上分析特殊星系的形态特征,并与潮汐扰动下这类特征的理论预言进行对比;(3)寻求星系核反常活动与伴星系存在之间可能的统计相关性。     

哺乳动物垂体后叶比较化学神经解剖学——Ⅸ.人垂体后叶垂体细胞内含调节肽免疫阳性颗粒的证明

哺乳类垂体后叶是机体最重要的神经内分泌器官之一,由大量的无髓神经纤维和垂体细胞构成.一般认为下丘脑的室旁核大细胞部和视上核神经元胞体合成多种神经化学活性物质,通过无髓神经纤维运送至垂体后叶,并在垂体后叶内释放入血,发挥生理作用。近年来已有作者证明下丘脑除产生血管加压素、催产素的大细胞神经元外,许多含多种调节肽的小细胞     

组胺对大鼠小脑顶核神经元电活动的兴奋作用

小脑顶核在运动控制和躯体平衡中起着重要作用. 先前的研究揭示了小脑顶核接受下丘脑-小脑组胺能神经纤维的投射, 但对支配小脑顶核的组胺能神经投射的功能作用目前还没有报道. 本研究采用脑片制备观察了组胺对小脑顶核神经元放电活动的影响. 47张小脑脑片记录了65个小脑顶核细胞, 其中绝大部分细胞对组胺刺激表现出兴奋反应(58/65, 89.2%). 用低钙/高镁脑脊液灌流脑片, 不能阻断这些神经元对组胺的兴奋反应 (n = 10), 说明组胺对顶核神经元的兴奋作用是直接的突触后效应. 组胺H₂受体阻断剂ranitidine可阻断组胺对顶核细胞的兴奋效应(n = 15), 而H₁受体阻断剂triprolidine (n = 15)和chlorpheniramine (n = 10)不能阻断组胺的兴奋效应. H₂受体激动剂dimaprit可以模拟组胺对顶核细胞的兴奋效应(n = 20), 而_H1受体激动剂2-pyridylethlamine不能引起小脑顶核神经元任何反应(n = 16); 并且, dimaprit对顶核的兴奋效应能被H₂受体阻断剂ranitidine阻断(n = 13), 而不能被H₁受体阻断剂triprolidine阻断(n = 15). 以上结果说明, 组胺是经H₂受体的介导兴奋小脑顶核神经元, 提示下丘脑-小脑组胺能神经纤维可能通过其对小脑顶核神经元的兴奋性输入, 调制经小脑顶核介导的感觉-运动整合过程.