电刺激大鼠巨细胞网状核对小脑浦肯野细胞自发和诱发电活动的影响

本研究在麻醉并制动的大鼠上观察了电刺激巨细胞网状核(Gi)对小脑浦肯野细胞(PC)自发及诱发简单锋电位的影响。结果如下:(1)刺激Gi可使PC的简单锋电位出现潜伏期小于20ms的抑制性或兴奋性反应,并以抑制性反应为主。抑制性反应持续40-100ms,而兴奋性反应的时程可达200ms以上;(2)注射5-HT_2型受体阻断剂methysergide可以减弱或阻断电刺激Gi对PC自发简单锋电位的抑制作用;(3)条件性Gi刺激可以显著压抑或加强由刺激对侧大脑皮层感觉运动区引起的PC诱发简单锋电位反应。以上结果说明:在大鼠存在Gi-小脑通路,这一通路中的部分纤维是5-HT能的。Gi-小脑纤维可能通过突触和/或非经典突触的化学传递方式对PC的电活动产生某种调制性的影响。推测Gi-小脑传入纤维投射可能在某些小脑功能活动,如肌紧张及姿势的调节等方面发挥重要作用。     

中缝背核对猫小脑浦肯野细胞电活动的影响

在麻醉并麻痹的猫上观察到:刺激中缝背核(DR)可引起小脑皮层浦肯野细胞(PC)兴奋或抑制(主要是抑制);由被动性腕关节屈伸运动刺激引起的外周本体传入可以增强或减速PC对DR刺激的反应。这些结果表明中缝-小脑5-HT能纤维的传入活动可以调制PC的放电活动,并与外周传入有相互作用。     

NA和5－HT对小脑脑片浦肯野细胞自发及诱发电活动的影响

在大鼠小脑脑片上观察了ＮＡ和５－ＨＴ对浦肯野细胞（ＰＣ）的自发放电活动及由白质刺激所引起的诱发放电活动的影响。结果表明：（１）ＮＡ使ＰＣ产生抑制、兴奋和双相反应,以抑制反应为主（７９．８％）;５－ＨＴ引起ＰＣ兴奋和抑制反应,以兴奋反应略多（５７．８％）。（２）先后灌流ＮＡ和５－ＨＴ对同一个ＰＣ自发放电的影响主要为抑制（ＮＡ）－兴奋（５－ＨＴ）（５３．８％）。（３）ＮＡ对ＰＣ的诱发复杂锋电位（ＣＳ）和简单锋电位（ＳＳ）反应,主要产生增强效应（５７．１％和６２．８％）;５－ＨＴ对ＰＣ诱发ＣＳ和ＳＳ反应则主要产生压抑作用（６０．０％和６８．２％）。（４）先后灌流ＮＡ和５－ＨＴ对同一个ＰＣ的诱发ＣＳ和ＳＳ反应,主要表现为ＮＡ对这两种诱发反应的增强和５－ＨＴ的压抑效应（６０．０％和５２．９％）。这些结果提示,ＮＡ能和５－ＨＴ能传入纤维可以通过释放ＮＡ和５－ＨＴ调节ＰＣ的兴奋性水平并改变ＰＣ对爬行纤维和苦状纤维突触传入的反应敏感性,影响小脑皮层神经元网络的感觉运动整合过程。     

去甲肾上腺素通过α2肾上腺素能受体调制小鼠小脑皮层浦肯野细胞自发性放电活动

小脑皮层浦肯野细胞(Purkinje cell, PC)具有简单峰电位(simple spike, SS)和复杂峰电位(complex spike, CS)两种放电形式。我们前期研究发现去甲肾上腺素(noradrenaline, NA)能够抑制PC的CS，双向调节SS，但是NA对SS的增强作用被其兴奋分子层中间神经元产生的强烈抑制所掩盖，目前为止NA对SS放电频率的增强作用机制尚不明确。因此本研究在活体小鼠小脑和急性小脑切片上，应用细胞贴附式及全细胞膜片钳记录与药理学方法，研究了NA增强小脑皮层PC的SS的机制。本研究全程采用100μmol/L picrotoxin阻断GABA_A受体。在体实验结果显示NA明显减少自发性CS的小穗(spikelets)数目，增强SS放电频率，而不影响CS的放电频率；离体实验显示NA减少了电刺激诱发的CS小穗数目和后超极化电位(after hyperpolarization potential, AHP)，增加了SS放电频率，同时NA也减小了平行纤维(parallel fiber, PF)-PC的兴奋性突触后电流(excitatory...     

电刺激大鼠坐骨神经诱发海马齿状回突触可塑性研究

观察电刺激大鼠坐骨神经引起海马齿状回诱发场电位的变化,探讨外周传入信息在海马的可塑性以及海马在痛觉调制中的作用。共记录了28只大鼠海马齿状回诱发场电位,平均幅度(23.73±1.12)μV,潜伏期(198.46±5.91)ms。不同条件刺激引起的反应包括:高频条件刺激使海马齿状回诱发场电位幅度降低;低频条件刺激使海马齿状回诱发场电位幅度增大。结果提示,电刺激坐骨神经可在海马齿状回记录到诱发场电位,不同的条件刺激可引起诱发场电位的不同变化,表现为突触传递效能增强或降低,海马对外周传入信息及痛觉起一定的调制作用。     

刺激中缝背核区对猫小脑皮层浦肯野细胞电活动的影响

本文研究了刺激外周神经及中缝背核区对猫小脑皮层浦肯野细胞(Purkinje Cell,PC)电活动的影响。在清醒的去大脑猫上记录刺激桡深神经(NRP)及腓深神经(NPP)时PC的电变化,并观察刺激中缝背核区对PC自发放电以及肢体神经传入冲动诱发活动的影响。结果表明,刺激NPP和NRP均可引起小脑皮层第Ⅴ和第ⅦA小叶的PC产生兴奋或抑制反应。刺激中缝背核区对PC自发放电以及诱发活动主要起抑制性影响。     

刺激隐神经中C类纤维诱发的小脑浦肯野细胞简单锋电位反应

用玻璃微电极记录了猫小脑浦肯野细胞的简单锋电位(PC-SS)。在标准化互协方差函数图中,PC-SS自发放电无明显波峰;弱刺激隐神经只引起A类纤维传入时,PC-SS出现A类诱发放电反应(A-CED),它包括潜伏期为16.7±0.9ms的早反应和270.8±12.8ms的晚反应。用极化电流选择性阻滞A类纤维传导后,强刺激只引起C类纤维单独传入时,出现潜伏期为142.4±4.3ms的C类诱发反应(C-CED)。强刺激同时引起A类和C类纤维传入时,只出现A-CED而不出现C-CED。按标准化功率谱密度函数分析,PC-SS自发放电可分为两种类型。一类为高峰型,最大能量峰值平均为15.7±4.7×10~(-3),峰频为4.07±1.67Hz;刺激A类纤维使峰值增大,而刺激C类纤维却使峰值减小。另一类为低峰型,峰值为8.4±1.4×10~(-3),峰频为3.67±2.90Hz。刺激A类和C类纤维均使峰值增大,前者增大更多,但峰频均无显著性变化。上述结果表明,C类纤维传入可以到达小脑浦肯野细胞,引起特异的PC-SS放电反应。     

5—羟色胺抑制离体脊髓运动神经元的突触传递

应用新生大鼠脊髓切片运动神经元(MN)细胞内记录技术,发现5-羟色胺(5-HT)10～100μmol/L灌流可浓度依从地抑制背、腹根刺激在MN诱发的兴奋性突触后电位(EPSP)和抑制性突触后电位,但可增大外源性谷氨酸引起的MN去极化。5-HT对背根性EPSP的抑制无刺激频率依赖性,可为5-HT_(1A)受体激动剂8-OH-DPAT模拟,但不受士的宁、酮色林及MDL 72222的影响。结果表明5-HT可直接激活初级传入纤维末梢5-HT_(1A)受体而抑制MN的突触传递。     

大鼠海马—小脑皮层—小脑深部核团投射的电生理学和HRP研究

本文用电生理学和HRP示踪法,研究了大鼠海马-小脑皮层投射的空间分布,小脑皮层的海马投射区与其深部核团间的纤维联系。 电生理学的实验结果表明,刺激背侧海马CA_1/CA_3区,均可使小脑皮层第Ⅵ小叶的浦肯野细胞产生顺行多突触的诱发简单锋电位和复杂锋电位反应。提示背侧海马CA_1/CA_3区与小脑皮层之间有经苔状纤维和攀缘纤维的多突触投射。实验证明,大鼠的这一投射的终止区域,集中在小脑皮层第Ⅵ小叶中线外侧0.8—1.4mm的范围内;并且来自CA_1区的投射以对侧性为主,CA_3区的投射以同侧性为主。HRP示踪的实验表明,背侧海马CA_1/CA_3区在小脑皮层第Ⅵ小叶的投射区是小脑纵区组构的间位区,该区皮层与间位核之间存在着交互投射关系。     

小脑第三传入系统的结构与功能

一般认为:传入小脑的纤维投射有两个系统,即苔状纤维(Mossy Fiber)和爬行纤维(Climbine Fiber)传入投射。近年来,由于研究的不断深入,提出了小脑还具有第三传入系统。本文就有关资料作一简介。小脑的胺能神经元传入投射与苔状纤维,爬行纤维有着不同的形态学和生理学特征,它构成了小脑的第三传入系统。根据胺能传入末梢产生和释放的递质不同,可将它     

以突触前排放的消失设定海马脑片缺氧损伤时间及应用实例

刺激Schaffer侧支,记录大鼠海马脑片CA_1区的突触前排放(presynaptic volley,PV)和突触后群锋电位(population spikes,PS),观察缺氧后PS和PV的变化及复氧30min后脑片PS的恢复,缺氧持续到PV消失1,2,3或4min,复氧后脑片恢复率分别为100％,11.5％,0％,0％。可见,缺氧后 PV 消失2min为损伤的关键时刻。提前1min终止缺氧,全部脑片的PS可以恢复,延迟1min终止缺氧,则全部脑片的PS不能恢复。这种方法是根据每个脑片的电反应确定其总的缺氧时间,故每个脑片的缺氧时间略有变动。与每次采用相同缺氧时间的传统方法相比,此方法脑片恢复率的稳定性与重复性均较好。用此方法发现美西律10和100μmol/L能增加复氧后PS恢复率,对突触功能的缺氧损伤具有保护作用。     

Self-influencing synaptic plasticity: Recurrent changes of synaptic weights can lead to specific functional properties

Recent experimental results suggest that dendritic and back-propagating spikes can influence synaptic plasticity in different ways (Holthoff, 2004; Holthoff et al., 2005). In this study we investigate how these signals could interact at dendrites in space and time leading to changing plasticity properties at local synapse clusters. Similar to a previous study (Saudargiene et al., 2004) we employ a differential Hebbian learning rule to emulate spike-timing dependent plasticity and investigate how the interaction of dendritic and back-propagating spikes, as the post-synaptic signals, could influence plasticity. Specifically, we will show that local synaptic plasticity driven by spatially confined dendritic spikes can lead to the emergence of synaptic clusters with different properties. If one of these clusters can drive the neuron into spiking, plasticity may change and the now arising global influence of a back-propagating spike can lead to a further segregation of the clusters and possibly the dying-off of some of them leading to more functional specificity. These results suggest that through plasticity being a spatial and temporal local process, the computational properties of dendrites or complete neurons can be substantially augmented. Action Editor: Wulfram Gerstner     

多粒小麦种质普冰10696的幼穗发育特性分析

小麦-冰草远缘杂交后代品系普冰10696具有多粒的遗传特性.为深入了解其多粒性状形成的发育进程,本研究以多粒品系普冰10696和黄淮冬麦区主推品种为供试材料,通过解剖学和统计学方法比较小花分化、退化和结实的动态进程差异,进一步解析冰草多花多粒的特性,为多粒基因型材料在育种中的应用提供理论参考.农艺性状比较结果显示,普冰...     

Studies on the relationship between air temperature and the differentiation of young spikes of winter wheat in Beijing district

In these studies the optimum temperature indices for spikelet differentiation were found. The critical period determining the number of spikelets on a spike lies between the single ridge stage and the stage of glume differentiation. During this period a daily temperature below 7.5°C is favourable for differentiation of further spikelets. The processes of differentiation of wheat spikes need certain accumulated temperatures for a mean daily temperature above 0°C. The relationship between the rate of spikelet differentiation and temperature during the differentiation period, and the of these periods are discussed. According to the effect of climate in early spring on the number of differentiated spikelets of winter wheat, three climatic types in early spring are suggested.     

Membrane Potential Fluctuations Determine the Precision of Spike Timing and Synchronous Activity: A Model Study

It is much debated on what time scale information is encoded by neuronal spike activity. With a phenomenological model that transforms time-dependent membrane potential fluctuations into spike trains, we investigate constraints for the timing of spikes and for synchronous activity of neurons with common input. The model of spike generation has a variable threshold that depends on the time elapsed since the previous action potential and on the preceding membrane potential changes. To ensure that the model operates in a biologically meaningful range, the model was adjusted to fit the responses of a fly visual interneuron to motion stimuli. The dependence of spike timing on the membrane potential dynamics was analyzed. Fast membrane potential fluctuations are needed to trigger spikes with a high temporal precision. Slow fluctuations lead to spike activity with a rate about proportional to the membrane potential. Thus, for a given level of stochastic input, the frequency range of membrane potential fluctuations induced by a stimulus determines whether a neuron can use a rate code or a temporal code. The relationship between the steepness of membrane potential fluctuations and the timing of spikes has also implications for synchronous activity in neurons with common input. Fast membrane potential changes must be shared by the neurons to produce synchronous activity.     

猫小脑第Ⅶ小叶皮层—核团投射的电生理学研究

在三碘季铵酚制动的去大脑猫上,记录了小脑后叶的第Ⅶ小叶皮层浦肯野细胞(PC)对分别刺激顶核、间位核和齿状核的逆行场电位和逆行单位反应,以确定小脑皮层PC对这三个核团投射的空间分布。在鉴定了PC对其靶核团的投射后,用特制的模拟自然屈腕运动的刺激装置来推动猫同侧前肢的掌背,造成腕关节一次轻微的屈曲,观察该PG对这一刺激的单位反应。实验资料用电子计算机处理,作出平均诱发电位和刺激后时间直方图。 本文以电生理学方法揭示,猫小脑后叶第Ⅶ小叶皮层-核团投射存在较明确的纵区分布模式,纵区之间的分界线走向有一定的弯曲,与前叶略有不同。小脑后叶皮层从中线到两侧2.8mm为顶核区(FZ);其外侧为间位核区(IZ),最大宽度约为3.5mm;齿状核区(DZ)约始于5.0mm处。这三个不同纵区的PC对外周自然屈腕刺激都有反应,但反应细胞的百分数不同,FZ有59％的PC对外周刺激有反应,IZ为84％,DZ为20％。这些结果表明后叶第Ⅶ小叶具有类似于前叶的功能分布,IZ的PC对外周刺激有更大的调制作用,提示该皮层-核团投射的纵区结构有其特定的功能意义。     

高频电刺激改变神经元锋电位的波形

为了正确检测和研究高频电刺激(high frequencystimulation,HFS)期间神经元的动作电位发放活动,进而深入揭示深部脑刺激治疗神经系统疾病的机制,本课题研究HFS期间锋电位波形的变化.在麻醉大鼠海马CA1区的输入神经通路Schaffer侧支上,施加1~2 min时长的100或者200 Hz顺向高频刺激(orthodromic-HFS,O-HFS),利用微电极阵列采集刺激下游神经元的多通道锋电位信号,并获得由O-HFS经过单突触传导激活的中间神经元的单元锋电位波形及其特征参数.结果表明,O-HFS使得锋电位的幅值明显减小而半高宽明显增加,以基线记录为基准计算百分比值,O-HFS期间锋电位的降支幅值和升支幅值分别可减小20%和40%左右,半高宽则增加10%以上.并且,在大量神经元同时产生动作电位期间,或者在比200 Hz具有更大兴奋作用的100 Hz刺激期间,锋电位波形的改变更多,幅值的减小可达50%,宽度的增加可达20%.可以推测,高频电刺激对于神经元的兴奋作用可能升高细胞膜电位,从而改变细胞膜离子通道的活动特性,导致动作电位波形的改变.这些结果支持深部脑刺激具有兴奋性调节作用的假说,对于正确分析高频电刺激期间神经元锋电位活动具有指导意义,也为进一步研究深部脑刺激(DBS)治疗脑神经系统疾病的机制提供了重要线索.     

SARS冠状病毒S蛋白在昆虫细胞中的表达和纯化

导致严重急性呼吸综合征(sevcre acute rcspiratory syndrome,SARS)的元凶是一种新型的冠状病毒(SARS coronavirus,SARS-CoV)。SARS-CoV感染入侵宿主细胞关键的一环是病毒自身的棘突蛋白(spike protein,S-protein)与细胞受体的相互作用,故而S蛋白己成为SARS研究的主要热点。     

Description of electrophysiological data using a microcomputer*

ABSTRACT. Customization of an inexpensive microcomputer and peripherals to produce hard copy outputs of electrophysiological data is described. The system uses any of the Apple II series computers and a common A/D+D/A card together with a digital plotter. For the 1–2 s recordings normally used in studies of insect chemoreception, this computer configuration can replace more laborious permanent hard copy production techniques. Additional analytical programs can easily use the three data files produced by the current sytem.