节律性听觉刺激下的神经振荡同步化及其应用

大脑的感觉、情绪、认知等功能与其神经振荡模式有密切的联系。通过施加节律性刺激可以调控大脑的神经振荡模式,进而影响个体感受、情绪状态和认知功能等。与近年来常见的非侵入性电刺激和磁刺激相比,同样依赖于外部刺激输入的节律性感觉刺激具有成本低、易操作等优点,被认为是一种极具潜力的神经调控手段。本文以节律性听觉刺激为例,系统综述了不同类型的节律性听觉刺激如何影响大脑的神经振荡模式,进而影响相关状态和功能;并通过总结外部节律性听觉刺激对个体感知觉、情绪与认知功能的影响,讨论其生理机制和应用前景。     

音乐训练影响儿童语音意识的认知神经机制

音乐是一种听觉艺术形式，在儿童教育和发展中，尤其是语言能力发展中扮演着重要角色。语音意识是个体感知识别、分析和运用语音的能力，是预测儿童语言读写能力的重要指标。本文梳理了近十年来音乐训练影响儿童语音意识的研究证据，并讨论了音乐训练可能促进语音意识的神经基础和解释模型。大量研究表明，音乐训练可以在行为水平提高儿童在语音意识测量任务上的成绩。此外，音乐训练从两方面影响语音加工的神经基础：一方面通过影响皮层下基本听觉神经通路与大脑听觉皮层，促进儿童前注意水平的语音感知能力；另一方面通过影响语音加工大脑区域间的功能连接，促进语音编码，强化语音加工的听觉-运动整合功能。相关神经机制为音乐训练促进儿童的语音意识提供了生物学基础。基于已有研究，本文提出综合的层级模型对音乐训练影响儿童语音意识的认知神经机制进行系统的解释，该模型认为音乐训练影响语音意识的认知神经机制分为3个层级：第一层级，音乐训练通过影响基本听觉神经通路促进了语音的基本听觉加工，其中节奏训练促进对语音时长信息的感知，音高训练促进对语音频率信息的感知；第二层级，音乐训练通过影响语音加工的神经网络，进一步促进语音编码，其中节奏训练主要促进辅音、韵脚和音节的识别和编码，音高训练促进元音、韵脚和音节的识别和编码；第三层级，音乐训练通过增强听觉与运动脑区之间的信息整合，增强语音运动表征，以及听觉-运动整合能力，进一步提高了语音表征的质量。该领域的研究不但可以揭示人类语言发展的认知神经机制，而且在儿童教育领域具有非常重要的现实意义和应用价值。     

听觉皮层信号处理

听觉系统和视觉系统的不同之处在于：听觉系统在外周感受器和听皮层间具有更长的皮层下通路和更多的突触联系。该特殊结构反应了听觉系统从复杂听觉环境中提取与行为相关信号的机制与其他感觉系统不同。听皮层神经信号处理包括两种重要的转换机制,声音信号的非同构转换以及从声音感受到知觉层面的转换。听觉皮层神经编码机制同时也受到听觉反馈和语言或发声过程中发声信号的调控。听觉神经科学家和生物医学工程师所面临的挑战便是如何去理解大脑中这些转换的编码机制。我将会用我实验室最近的一些发现来阐述听觉信号是如何在原听皮层中进行处理的,并讨论其对于言语和音乐在大脑中的处理机制以及设计神经替代装置诸如电子耳蜗的意义。我们使用了结合神经电生理技术和量化工程学的方法来研究这些问题。     

初级视皮层神经元非经典感受野研究的新进展

感觉皮层神经元的非经典感受野(简称"外周")对经典感受野(简称"中心")的调节作用广泛存在于哺乳动物中,被认为是感觉皮层神经元的基本特性.以初级视皮层神经元为例,刺激其外周能有效地调节刺激其中心引起的反应,这种作用主要是抑制性的.理解初级视皮层神经元的外周对中心的调节机制能够深入揭示哺乳动物的感觉皮层神经元信息处理的基本原则.本文综述了引起初级视皮层神经元非经典感受野对经典感受野调节作用的神经环路机制和计算模型研究的进展.     

视觉学习与成人大脑的可塑性

我们对视觉特征和客体的分辨与识别能力会随着训练提高,这种现象被称为视知觉学习。对其神经机制的研究使我们更好地理解成人大脑可塑性。回顾了该研究领域的两大核心问题:(1)视知觉学习发生的皮层位置:学习发生在早期信息加工的视皮层,或是涉及决策等认知功能的高级额顶叶区域,抑或是视觉区域到高级认知区域的连接;(2)视知觉学习发生的形式:包括表征增强、表征锐化、易化等多种机制。最后,讨论了神经干预手段在知觉学习领域的应用,并展望该领域未来的研究方向。     

连续语音的神经编码——脑电图、脑磁图研究进展

语音是人类交流的主要方式,语音理解也是人脑特有的核心认知功能。人脑中的动态神经活动如何编码连续语音流的声学特征,并解析出多个层级的语言结构是认知神经科学领域的重要问题。近年来,一系列脑电图、脑磁图研究通过包络跟踪响应、层级跟踪响应等新指标来刻画连续语音的神经加工机制。本文对这些研究进行综述,并聚焦于对两个语音加工问题:一是大脑如何编码语音中连续变化的声学特征。这方面的研究表明,大脑中的低频神经活动可以动态跟踪语音包络并且受到高级认知功能调节。二是大脑如何表征语音中不同大小的语言单元,比如音节、词、短语、语句。研究显示,大脑皮层中不同时间尺度的神经活动分别跟踪不同大小的语言单元,构成对多层级语言单元的并行表征。综合上述,近期研究初步揭示了大脑如何表征连续语音的声学特征并构建不同层次的语言单元,为进一步研究大脑如何加工连续语音提供了新的思路。     

认知地图的神经环路基础

空间记忆是人类认识世界和改造世界的基本认知能力,与我们的生活息息相关.无论是寻找常用的生活物件,如钥匙和手机,还是外出上班、购物和约会,都依赖我们对周围环境的记忆.截止到目前已有大量研究从不同水平探讨大脑如何表征其周围环境,但仍然有很多未解的问题.本文系统综述了基于脑成像和神经电生理技术开展的空间记忆研究进展.通过梳理以往研究中有关生物体在构建认知地图的神经结构和神经活动规律,提出了海马结构和新皮层对空间记忆的编码环路和表征机制,并在此基础上对未来研究进行了展望.     

听觉电生理实时分析系统及其在大鼠下丘信息编码研究中的应用

基于TDT神经电生理软硬件平台和Matlab软件环境,开发了专用于听觉电生理研究的实时分析软件。通过对神经元胞外记录信号的在线处理和分析,可以在实验过程中得到刺激后放电活动时间直方图、平均发放率、首次发放潜伏期等定量分析结果,以及刺激参数变化时神经元发放率的变化曲线,如发放率-刺激强度曲线等。此分析软件被用于大鼠下丘神经元听觉信息编码的研究中,观察到下丘神经元对于纯音和噪声刺激不同的时间响应模式,以及神经元发放率和首次发放潜伏期对声音刺激强度的编码。     

时间结构信息在人类知觉中的作用及其脑机制

外界信息包含了丰富的时间结构,提取这些时间结构信息对于人类适应动态变化的环境具有重要的意义。然而,纵观认知科学领域,目前尚缺乏对这一问题的系统探讨。本文总结了时间结构信息的类型及特性,综述了视觉和听觉过程中,不同类型的时间结构信息广泛参与并调节认知活动的行为证据,及产生这些现象的神经基础。据此,本文提出对时间结构信息的提取和利用是人类认知的基本特点。来自不同通道、源于不同规律的时间结构信息不但可以通过调制神经振荡及诱发预期编码等机制在大脑中得到表达,还可以在此基础上有效调节知觉、注意甚至无意识信息加工等过程。同时,不同的时间结构信息也可能通过各自特异性的加工机制对认知产生影响。上述观点为理解大脑如何利用多样性的时间结构信息优化动态信息处理提供了理论基础,也激发研究者对这些现象背后的脑机制展开更加深入的探索。     

OAZ在果蝇大脑发育中的功能研究

OAZ基因编码在进化上保守的C2H2型O/E相关锌指蛋白,参与基因转录的调控。TGF-β信号传导通路中OAZ通过与SMAD4/R-SMAD结合形成转录复合物发挥作用;Olf1/EBF作为转录因子与OAZ相互作用来调控嗅觉上皮细胞和B淋巴细胞的分化。此外,OAZ是JAK/STAT信号通路的下游候选靶基因。但是迄今为止OAZ在果蝇大脑发育的功能还没有研究。果蝇大脑视叶作为一个相对简易操作的模型为我们揭示早期神经干细胞的增殖和转化机制创造了条件,为加快理解哺乳动物早期神经发生过程以及进一步开展神经干细胞治疗提供可能。本研究通过RNA干扰来研究OAZ在果蝇大脑发育中的作用。我们的初步实验结果表明,OAZ对果蝇大脑视叶神经上皮细胞的维持可能不是必需的,OAZ对果蝇大脑视叶神经板和脑髓神经节的发育也可能不是必需的。     

Entwicklungsgeschichte und Ultrastruktur von Pollenkitt und Exine bei nahe verwandten entomophilen und anemophilen Angiospermensippen derAlismataceae,Liliaceae, Juncaceae,Cyperaceae, Poaceae undAraceae

Some closely related members of the monocotyledonous familiesAlismataceae, Liliaceae, Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae andAraceae with variable modes of pollination (insect- and wind-pollination) were studied in relation to the ultrastructure of pollenkitt and exine (amount, consistency and distribution of pollenkitt on the surface of pollen grains). The character syndromes of pollen cementing in entomophilous, anemophilous and intermediate (ambophilous or amphiphilous) monocotyledons are the same in principal as in dicotyledons. Comparing present with former results one can summarize: 1) The pollenkitt is always produced in the same manner by the anther tapetum in all angiosperm sub-classes. 2) The variable stickiness of entomophilous and anemophilous pollen always depends on the particular distribution and consistency of the pollenkitt, but not its amount on the pollen surface. 3) The mostly dry and powdery pollen of anemophilous plants always contains a variable amount of inactive pollenkitt in its exine cavities. 4) A step-by step change of the pollen cementing syndrome can be observed from entomophily towards anemophily. 5) From the omnipresence of pollenkitt in all wind-pollinated angiosperms studied one can conclude that the ancestors of anemophilous angiosperms probably have been zoophilous (i.e. entomophilous) throughout.

     

Identification and Characterization of the First Equine Parainfluenza Virus 5

正Dear Editor,Parainfluenza virus 5 (PIV5), known as canine parainfluenza virus in the veterinary field, is a negative-sense,nonsegmented, single-stranded RNA virus belonging to the Paramyxoviridae family (Chen 2018). The virus was first reported in primary monkey kidney cells in 1954 (Hsiung1972), then it has been frequently discovered in various     

动物病毒学的成就及展望

1我国动物病毒学领域50年的主要成就及相关科学家的贡献 动物病毒学是一门综合性学科,它是建立在生物化学、生物物理学、分子生物学、分子遗传学和生物高新技术等相关学科基础上,其中任一学科的每一次突破,都将带动动物病毒学的飞速发展.80年代以来,生物技术的出现和发展,先后创制了几十种疫苗,通过对免疫预防、诊断技术的系统研究,取得了前所未有的成果.近些年来,人们在病毒特性的研究方面,尤其是在病毒本身基因组结构分析、病毒培养技术、病毒诊断技术、病毒分子流行病学调查以及生物工程疫苗研制等诸多方面,取得了前所未有的巨大成就,标志着动物病毒学已经进入了一个崭新的时代.     

病毒编码泛素及相关蛋白的研究进展

泛素(Ubiquitin, Ub)是一种由76个氨基酸残基组成的小分子蛋白,广泛存在于各种真核生物中,不同来源的泛素蛋白具有类似的结构、功能和免疫学特征.目前所知,泛素主要通过ATP依赖性的泛素-蛋白酶复合体通路(Ubiquitin-proteasomes pathway, UPP)途径,经泛素活化酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素连接酶(E3)的梯级反应,高效并高度选择性地对胞质或胞核内蛋白进行完全或部分降解,泛素依赖性蛋白质降解涉及细胞周期调控、信号转导、DNA修复和蛋白质数量控制[1].另外,泛素还可作为分子伴侣参与核糖体的生物发生、DNA转录调控及其它多种生理功能[2].近年来发现,一些真核生物病毒,如杆状病毒、疱疹病毒、痘病毒、腺病毒和反转录病毒等,均编码泛素或能与泛素相互作用的蛋白.病毒编码的泛素和泛素相关蛋白与病毒粒子形成及病毒出芽增殖有关,也与宿主细胞凋亡调控、宿主免疫系统调控及病毒侵染宿主细胞的机理相联系.本文就这一方面的研究进展进行简述.     

Continued antigenic variation of highly pathogenic avian influenza A (H7N9) virus in laying hens in China, 2020–2021

Highlights
1. 13 strains of H7N9 viruses from laying hens in 2020 and 2021 were identified.
2. H7N9 viruses in China comprised at least 11 genotypes.
3. H7N9 viruses are high pathogenic in chickens, not in ducks.
4. The most H7N9 viruses cross-reacted poorly with H7-Re3 antiserum.
5. The H7-Re3 vaccine was unable to prevent H7N9 infection.     

Recombinant human interferon-α1b inhibits SARS-CoV-2 better than interferon-α2b in vitro

Highlights
1) A comprehensive evaluation method for anti-SARS-CoV-2 drugs was established based on RT-qPCR, TCID₅₀ method, and immunofluorescence.
2) A significant antiviral effect of rHuIFN-α1b was shown with EC₅₀=0.12 IU/mL in Vero cells and EC₅₀=0.52 IU/mL in Calu-3 cells, which was better than rHuIFN-α2b (EC₅₀=0.25 IU/mL in Vero cells and EC₅₀=2.48 IU/mL in Calu-3 cells).
3) rHuIFN-α1b has a good potential in the application of anti-COVID-19 therapy.