龙虾胃肠神经系统的数值分析

利用抑制神经系统的WinnerLess Competition(WLC)模型,通过数值方法分析Mulloney型龙虾胃肠神经系统神经元的电位发放,得到胃研磨囊和幽门神经系统中各个神经元的电位发放和系统的节律变化。结果表明,胃研磨系统内神经元的发放规律显示两侧牙齿和中间牙齿出现切断、挤压和研磨食物等状态,幽门系统内神经元的发放规律显示幽门节律出现依次发放的三个部分。两个神经系统的数值结果,不仅解释了龙虾胃肠神经系统中神经元电位发放与肌肉运动的关系,而且理论再现了龙虾胃肠神经系统的节律变化和实验结果。     

生物神经系统的编码特性和小世界特性

本文主要研究视网膜神经系统和七鳃鳗脊椎神经系统的电位发放特性和网络特性,首先利用抑制神经系统的Winner Less Competition（WLC）模型,分析视网膜和七鳃鳗脊椎神经系统的电位发放．得到视网膜神经元和脊椎神经元的电位发放模式．然后利用Watts-Strogatz小世界网络的特性,分析两个生物神经系统的群集系数和特征路长,说明这些生物系统神经元之间的信息传递具有小世界网络的特性．     

“神经元的结构和功能”概念教学设计

依据新课程标准和教学内容进行概念分析。教学中通过案例分析、观察比较、类比、视频模拟及讨论分析生活现象等多种方式,帮助学生初步构建神经元是神经系统结构和功能基本单位的概念。     

交流外电场下映射神经元放电节律的分析

神经元不同的放电节律承载着不同的刺激信息。文章基于神经元映射模型,研究低频交流电场对神经元放电节律的影响。在外部刺激下映射模型表现出丰富的放电模式,包括周期簇放电、周期峰放电、交替放电和混沌放电。神经元对刺激频率和振幅的变化极为敏感,随着频率的增大,放电节律表现出从簇放电到峰放电和混沌放电的反向加周期分岔序列;在周期节律转迁过程中存在一种新的交替节律,其放电序列为两种周期放电模式的交替,峰峰间期序列具有整数倍特征。外电场的频率影响细胞内、外离子振荡周期,导致神经元放电与刺激信号同步,对放电节律的影响更为明显。研究结果揭示了交流外电场对神经元放电节律的作用规律,有助于探寻外电场对生物神经系统兴奋性的影响和神经系统疾病的致病机理。     

神经营养因子

神经营养因子(neurotrophic factor)是多肽。这些因子在发育神经系统中支持神经元生长、分化和存活;在成年神经系统中有维持神经元的作用。最近的资料还支持一种新的观点,即有些神经营养因子可能与改善脑发育中神经元之间的联系有关。在神经营养因子中,一些因子主要作用于神经元;而另一些因子既作用于神经元,也作用于非神经元。     

神经元的营养性功能:运动神经元与骨骼肌的营养性关系

当我们把神经系统作为一个现成的工作系统来看,我们要研究的是它的复杂结构和它是怎样工作的。从这个角度看,神经系统可以说是一部由神经元组成的机器,一部处理信息的机器,可以比作一部由神经元组成的超级电子计算机。在神经系统,信息是用神经冲动来编码和传递的,因此,神经元在其中的工作就是接收、处理、传导、传递神经冲动。直至最近,     

神经元的结构和功能的特点

神经元是神经系统的结构、功能和发生的基本单位。本文就神经元的基本概念、神经元的基本结构和功能,以及细胞学特性等问题作了扼要的介绍和讨论。     

科研人员研究发现Netrin引起轴突生长和导向的新机制

在神经系统发育过程中,新生神经元的轴突要经历漫长的历程才能到达预定的脑区,然后与靶区神经元建立突触联系进而形成神经系统复杂的网络系统。因此,发育中轴突的生长和导向是形成正常神经系统功能的前提和保证;相反,轴突发育的异常会导致多种神经系统疾病,包括智力障碍和癫痫发作等。     

描述神经元相互作用的非线性动力学方程的解析解

神经系统是由大量神经元构成的非线性动力系统,动力学行为十分复杂ＦＨＮ模型提供了在该系统中观察时间周期振荡这种非线性现象的实验证据．本文利用扰动法从理论上求出了ＦＨＮ模型所给出的非线性动力学方程的解析解,为进一步深入研究神经系统的动力学行为提供了理论依据     

神经营养因子

神经营养因子是一类多肽,在神经系统的发育吕具有支持神经细胞生长,分化和生存,在成熟的神经系统中具有维持神经细胞生存与作用。在神经系统疾病中可能具有减轻或改善神经退行性改变的作用,对神经元有保护效应,并可促进神经元的再生与修复。     

电突触耦合Chay神经元同步振荡的研究

从微观解释异常神经元构建组织时癫痫样波形的相互制约关系对神经系统疾病的研究很有意义,而两神经元耦合特性的探索是重要的基础工作。采用Chay提供的Pacemaker神经元模型以电突触耦合来研究不同耦合强度对神经元动态时序的影响,并指出突触作用过程的混沌特征。给出并讨论了不同状态神经元相耦合时非线性振荡的数值计算结果,即：起搏神经元与处于冲动混沌状态神经元、处于冲动混沌和独态冲动状态的异常神经元、异常神经元与处于静息状态神经元的动态时序,还给出了部分相图以及Ca 离子浓度变化的特点。神经元这种负载特性的讨论有助于研究在活组织中癫痫发作的机理、传输和控制。     

运动过程的网络逻辑——从离子通道到动物行为

为了揭示神经网络在脊椎动物运动中所行使的内在功能,作者开发了七鳃鳗这种低等脊椎动物模型。在这套系统中,不仅可以了解到运动模式生成网络以及激活此网络的命令系统,同时还可以在运动中研究方向控制系统和变向控制系统。七鳃鳗的神经系统有较少的神经元,而且运动行为中的不同运动模式可以由分离的神经系统所引发。模式生成神经网络包括同侧的谷氨酸能中间神经元和对侧的抑制性甘氨酸能中间神经元。网络中的突触连接、细胞膜特性和神经递质都也已经被鉴定。运动是由脑干区域的网状脊髓神经元所引起,而这些神经元又是被问脑和中脑分离的一些运动命令神经元群所控制。因此,运动行为最初是由这两个“运动核心”所启动。而这两个运动核心被基底神经节调控,基底神经节即时地做出判断是否允许下游的运动程序启动。在静止情况下基底神经节的输出核团维持对下游不同运动核心的抑制作用,反之则去除抑制活化运动核心。纹状体和苍白球被认为是这个运动抉择系统的主要部件。根据“霍奇金一贺胥黎”模型神经元开发了这套网络模型,不同的细胞具有各自相应的不同亚型的钠、钾、钙离子通道和钙依赖的钾通道。每个模型神经元拥有86个不同区域模块以及其对应的生物学功能,例如频率控制、超极化等等。然后根据已有实验证据,利用突触将不同的模型神经元相连。而系统中的10000个神经元大致和生物学网络上的细胞数量相当。突触数量为760000。突触类型有AMPA、NMDA、glycine型。有了这样大规模的模型,不仅可以模拟肌节与肌节之间的神经网络,还可以模拟到由基底神经节开始的行为起始部分。此外,这些网络模拟还被用于一个神经机械学模型来模拟包含有推进和方向控制部分的真实运动。     

胶质源性神经营养因子对不同组织细胞的影响

GDNF来自于小胶质神经元,首先作为中脑多巴胺能神经元的复活因子被发现,可促进细胞存活,并有增加多巴胺神经元细胞大小及轴突长度的作用。GDNF通过与锚定蛋白细胞表面受体糖基磷脂酰肌醇的相互作用来调节细胞活性。GDNF家族a-1受体,通过跨膜酪氨酸受体或者神经元细胞黏附分子,来促进细胞存活,神经突生长,以及突触发育。后续的研究提示,无论未成年还是成体大脑,GDNF对多种神经细胞都有复活的作用,并与一些周围神经复活、迁移、分化相关。不同的脑缺血实验模型均证实了外源性GDNF对于病灶部位及全脑的神经保护作用,包括局部应用营养因子,利用病毒载体运载GDNF基因以及移植表达GDNF的细胞。近来研究还证实,GDNF不仅对多巴胺能神经元,中枢和周围神经系统的运动、感觉神经元,以及自主神经元有营养和保护作用,对于非神经系统也有不同调节作用。本文将重点讨论这些GDNF作用的不同策略以及机制。     

鸣禽鸣叫学习的神经生物学机制

鸣禽鸣叫具有复杂的神经生理和生化基础,表现为一种复杂的学习过程。鸣啭控制系统是研究神经系统与学习、行为和发育关系的重要模型。而鸣禽鸣叫学习行为与鸣啭控制系统内长时程增强效应、神经元超微结构的改变和神经核团内的电活动、激素水平高低及其周期性变化、神经元再生或改变、即早基因的表达等方面密切相关。对鸣禽鸣叫的神经生物学机制进行了综述。     

小脑颗粒神经元谷氨酸兴奋性毒性模型的优化

在急性、慢性神经退行性疾病和炎症引发的神经系统疾病的发病机制中,兴奋性毒性可能是造成后期神经元死亡的共同途径．小脑颗粒神经元谷氨酸兴奋性毒性模型是研究上述过程的重要实验手段,该模型的稳定性和可重复性是开展相关研究的重要基础．然而,文献报道的建模方法条件各异,说法不一,很难适从．本工作针对小脑颗粒神经元谷氨酸兴奋性毒性模型建立的关键环节,包括小脑颗粒神经元的培养、兴奋性毒性刺激条件的确定,毒性标志性指标的表征,分别进行了比较和优化, 从培养皿的包被、神经元消化、兴奋性刺激的溶液介质选择、神经元刺激的最佳时间及谷氨酸的最佳刺激浓度等方面分别给出了优化条件．通过特征性钙离子曲线、NMDA受体特异性抑制剂MK-801的干预作用以及c-fos基因转录水平的动力学变化等指标,确认了毒性模型的成功建立．本工作不仅对建立小脑颗粒神经元谷氨酸兴奋性毒性模型的实验室具有重要参考意义,而且,其针对不同条件分析比较的结果及优化原则,对其他神经毒性模型的建立也具有普遍参考意义．     

嫁神经系统结构的初步研究

嫁神经系统包括一对脑神经节、一对足神经节、一对侧神经节和一个脏神经节。左右脑神经节间有较长的神经联合,脑—足、脑—侧神经节间有较长的连索存在。各神经节均由三部分组成：神经节鞘膜、胞体区和神经纤维网。脑神经节相同类型神经元胞体聚集分布,其余神经节神经元未见有明显分区和分层现象。神经元胞体直径一般不超过２０μｍ,这些特征与已研究的前鳃亚纲种类显著不同,可能与该种螺类处于系统演化中较低等地位有关。     

嫁（虫戚）神经系统结构的初步研究

嫁虫戚神经系统包括一对脑神经节、一对足神经节、一对侧神经节和一个脏神经节.左右脑神经节间有较长的神经联合,脑-足、脑-侧神经节间有较长的连索存在.各神经节均由三部分组成:神经节鞘膜、胞体区和神经纤维网.脑神经节相同类型神经元胞体聚集分布,其余神经节神经元未见有明显分区和分层现象.神经元胞体直径一般不超过20μm,这些特征与已研究的前鳃亚纲种类显著不同,可能与该种螺类处于系统演化中较低等地位有关.     

课堂教学如何实现用事实性知识支撑重要概念理解——以“神经系统的组成”一节为例

我国2011年《义务教育生物学课程标准》和初中生物学教材的重大改变在于更加"关注重要概念的学习",这要求生物学教学要突显重要概念的传递。以"神经系统的组成"一节为例,尝试筛选出重要概念及支撑它的次级重要概念和事实性知识,进行教学设计、实施并反思。     

纹状皮质细胞的数学模型

有关视觉信息在神经系统,特别是视皮质(纹状皮质)中处理机制的研究,无论对脑功能研究或工程学应用均有较大意义。然而,各研究者对视皮质以及外侧膝状核(LGN)中神经元之间功能联系的认识有很大争议。近年的神经生理学进展提供了较详细的视网膜、LGN以及纹状皮质神经元连接结构和生理功能的资料,建立相应的连接模型已有可能。纹状皮质中具有方位特异性的神经元有简单(S)细胞和复杂(CX)细胞等,两者的区别在     

嫁Qi神经系统结构的初步研究

嫁Ｑｉ神经系统包括一对脑神经节,一对足神经节,一对侧神经节和一个脏神经节,左右脑神经节间有较长的神经联合,脑一足,脑一侧神经节间有较长的连索存在,各神经节均由三部分组成：神经节鞘膜,胞体区和神经纤维网。脑神经节相同类型神经元胞体聚集分布,其余神经神经元未见有明显分区和分层现象,神经元胞体直径一般不超过２０μｍ,这些特征与已确定的前鳃亚钢种类显著不同,可能与该种螺类处于系统演化中较低等地位有关。