基于非线性Wigner-Ville分析的多通道局部场电位θ和γ同步振荡对大鼠工作记忆事件的编码

基于非线性Wigner-Ville distribution(WVD)方法,对大鼠在工作记忆过程中前额叶皮层多通道局部场电位(local field potentials,LFPs)进行相位同步分析,研究LFPs与工作记忆有关的θ及γ频段的同步振荡模式及其对工作记忆事件的编码.实验数据为大鼠在工作记忆过程中前额叶皮层的...     

参与不同难度数字计算的脑区——脑功能磁共振成像研究

本研究用功能磁共振成像技术观察了人脑进行不同难度数字加减计算时的脑区激活情况,并探讨大脑皮层和皮层下结构在数字计算中的作用.用Siemens 1.5 Tesla磁共振机对16名右利手健康志愿者进行简单及复杂数字加减任务的fMRI扫描.实验采用组块设计.刺激任务分为简单加减计算任务、复杂加减计算任务和基线任务.用SPM99软件进行数据分析和脑功能区定位.分别比较同一任务各个脑区平均激活强度和同一脑区在两种任务中的激活强度.结果显示,简单及复杂加减计算激活的被试者的脑区基本相同,激活的皮层区主要见于额叶、顶叶、枕叶、扣带回、丘脑及小脑;简单及复杂加减计算激活的皮层下结构包括两侧尾状核、左纹状体边缘区等基底核结构和丘脑.在简单及复杂计算中,纹状体与皮质结构(额叶、顶叶)间激活强度均无显著性差异.简单计算与复杂计算比较,右顶叶,在复杂任务时出现激活,在简单任务时未出现激活.上述结果提示,完成数字计算任务的脑区除了额叶、顶叶、扣带回等皮层结构外,大脑皮层下的一些结构如纹状体、纹状体边缘区,也是参与数字计算的重要部位.皮层下结构纹状体和优势半球的纹状体边缘区参与了数字工作记忆,可能是进行数字计算神经环路的重要组成部位.右项叶(缘上回)只在复杂任务出现激活,该区可能是视空间记忆和加工的重要部位.     

1型糖尿病小鼠前额叶皮层小胶质细胞数量和Iba1表达水平的变化

本文旨在研究1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)小鼠前额叶皮层小胶质细胞的激活情况以及与神经退行性疾病相关的小胶质细胞新亚型(disease-associated microglia,DAM)标志性分子表达的变化。60只健康成年雄性C57BL/6J小鼠,随机分为正常对照(CON)组和T1DM组,每组30只。T1DM组小鼠腹腔注射链脲佐菌素(streptozocin,STZ)建立T1DM模型。模型构建成功后第8周通过Morris水迷宫检测小鼠空间学习记忆能力,通过免疫荧光染色法和Western blot检测小鼠前额叶皮层小胶质细胞数量及激活情况,通过RT-FQ-PCR法检测多个DAM标志性分子mRNA水平的变化。结果显示,与CON组相比,T1DM组小鼠空腹血糖明显升高,体重显著降低,水迷宫逃避潜伏期明显延长,差异均有统计学意义(P<0.05)。与CON组相比,T1DM组小鼠前额叶皮层Iba1蛋白表达水平上调,且小胶质细胞数目明显增多(P<0.05),胞体增大,呈现激活状态。同时,T1DM组小鼠前额叶皮层多个DAM标志性分子mRNA水平显著升高(P<0.05)。以上结果提示,T1DM小鼠前额叶皮层小胶质细胞被激活,且向DAM型转化。     

慢性间断性低氧大鼠认知功能和脑胆碱能神经元的进行性变化

目的：探讨慢性间断性低氧（CIH）大鼠认知功能的进行性变化及其与脑胆碱能神经元变化的关系。方法：成年雄性SD大鼠40只,随机均分为对照组、慢性间断性低氧1,3,5周组。应用Morris水迷宫检测认知功能的变化;利用HE染色在光镜下计数前额叶皮层和海马坏死神经元数;利用免疫组化方法检测前额叶皮层和海马胆碱乙酰转移酶（ChAT）阳性表达。结果：CIH各组大鼠学习记忆能力呈进行性下降趋势;与对照组比较,CIH5w组出现明显学习记忆功能障碍（P〈0.05）。CIH各组前额叶皮层和海马变性坏死神经元数增多,且随低氧时间延长,上述改变呈慢性进行性加重趋势。CIH各组前额叶皮层和海马ChAT阳性表达逐渐下降;与对照组比较,CIH3w组和CIH5w组前额叶皮层和海马ChAT阳性表达明显减少,差异具有显著性（P〈0.05）。结论：慢性间断性低氧大鼠认知功能进行性下降与前额叶皮层和海马神经元病理性损伤、ChAT表达进行性减少有关。     

跨颅电刺激对大鼠抑郁症的治疗作用

目的：探讨跨颅电刺激对大鼠抑郁症的治疗作用。方法：跨颅电刺激抑郁症大鼠左侧前额叶皮层,敞箱实验测定大鼠行为学变化,荧光法测定单胺类递质含量的变化。结果：跨颅直流电和低频脉冲电刺激后,大鼠敞箱实验中垂直和水平运动得分均较模型组显著升高（P〈0.05）;且大鼠左侧前额叶皮层和海马5-HT、NE含量较模型组显著升高（P〈0.05）,而前额叶皮层DA含量无显著变化（P〉0.05）。结论：直流电和低频脉冲电跨颅刺激左侧前额叶皮层,对抑郁症均有显著治疗作用。     

Synaptotagmin 1基因敲除对小鼠行为的影响*

目的: 研究Synaptotagmin 1基因敲除(Syt1^+/-)对小鼠情绪行为的影响并初步探讨其可能机制。方法: 选取8周龄雄性Syt1^+/-小鼠及同窝野生型(WT)小鼠各5只,采用免疫荧光染色方法观察小鼠前额叶皮层、海马、杏仁核、伏隔核、纹状体和腹侧被盖区等6个脑区中Syt1的表达;选用8周龄雄性Syt1^+/-小鼠9只,以及WT小鼠10只为对照,通过旷场实验、高架十字迷宫实验和强迫游泳实验检测比较成年Syt1^+/-小鼠和WT小鼠的焦虑样行为;另选用8周龄雄性Syt1^+/-小鼠及WT小鼠各5只,检测小鼠前额叶皮层、海马和杏仁核的谷氨酸含量。结果: 与WT小鼠相比,Syt1^+/-小鼠在前额叶皮层、海马、杏仁核、伏隔核、纹状体和腹侧被盖区Syt1阳性细胞数目显著减少(P＜0.01);Syt1^+/-小鼠在旷场中总移动距离显著减少(P＜0.01),并更偏爱在外周区域活动(P＜0.01),对中心区域的探索欲望显著下降(P＜0.01);Syt1^+/-小鼠更偏好待在封闭安全环境中(P＜0.01),开臂探索次数(P＜0.05)和在其中运动的时间显著减少(P＜0.01);Syt1^+/-小鼠在强迫游泳实验中不动时间明显增加(P＜0.01);同时,Syt1^+/-小鼠杏仁核中谷氨酸的含量显著增加(P＜0.01)。结论: Syt1基因敲除可以引起小鼠显著的焦虑样行为,推测与杏仁核中谷氨酸含量增加有关。     

食物奖赏和渴求行为相关的大鼠左侧眶额叶皮质Delta频段脑电活动(英文）

眶额叶皮质与中脑边缘多巴胺奖赏系统有着复杂的相互纤维联系。先前的研究探讨了药物成瘾过程中眶额叶皮质的脑电活动。在本实验中,将探讨食物奖赏和渴求过程中该皮质的脑电活动。实验采用了两个环境：对照环境和食物刺激相关的环境。首先,训练大鼠在食物刺激相关的环境中吃巧克力花生豆,而后在该环境中设置两种不同的刺激方式：能看到和闻到但不能吃到(渴求实验),或者仍旧可以吃到巧克力花生豆（奖赏实验）;同时进行左侧眶额叶皮质的脑电记录。结果发现,在食物刺激相关的环境中大鼠Delta频段（2－4 Hz）的脑电活动与食物刺激显著相关,此外,与在对照环境中相比,其相对功率在食物渴求时下降而在食物奖赏时升高。本实验表明,食物相关的奖励可以改变大鼠眶额叶皮质的脑电活动,而且,Delta频段的脑电活动能够作为监测该奖励的一个指标。     

食物奖赏和渴求行为相关的大鼠左侧眶额叶皮质Delta频段脑电活动(英文）

眶额叶皮质与中脑边缘多巴胺奖赏系统有着复杂的相互纤维联系。先前的研究探讨了药物成瘾过程中眶额叶皮质的脑电活动。在本实验中,将探讨食物奖赏和渴求过程中该皮质的脑电活动。实验采用了两个环境:对照环境和食物刺激相关的环境。首先,训练大鼠在食物刺激相关的环境中吃巧克力花生豆,而后在该环境中设置两种不同的刺激方式:能看到和闻到但不能吃到(渴求实验),或者仍旧可以吃到巧克力花生豆(奖赏实验);同时进行左侧眶额叶皮质的脑电记录。结果发现,在食物刺激相关的环境中大鼠 Delta 频段(2-4 Hz)的脑电活动与食物刺激显著相关,此外,与在对照环境中相比,其相对功率在食物渴求时下降而在食物奖赏时升高。本实验表明,食物相关的奖励可以改变大鼠眶额叶皮质的脑电活动,而且,Delta 频段的脑电活动能够作为监测该奖励的一个指标。     

香柠檬精油对子代自闭症大鼠焦虑行为与认知能力的影响研究

为研究香柠檬精油对自闭症大鼠焦虑行为与认知能力的作用,本实验采用SD大鼠制备自闭症动物模型,GC-MS分析香柠檬精油的挥发性化学成分,对造模成功的大鼠嗅吸精油治疗,通过行为学实验和脑内神经递质变化来研究精油功效。研究发现中浓度香柠檬精油显著增加模型鼠在旷场实验中的运动总路程与中央区域探索时间,以及高架十字迷宫中探索开臂的次数百分比,在三箱社交实验和第二次Morris水迷宫中,嗅吸香柠檬精油的子代模型鼠社交与学习记忆能力有改善趋势,但未呈现出显著性差异。嗅吸中浓度香柠檬精油显著降低海马区与前额叶皮层中多巴胺、5-羟色胺含量,提高海马区多巴胺相对代谢率和前额叶皮层中5-羟色胺相对代谢率。嗅吸香柠檬精油可以减少模型鼠的焦虑行为,其作用可能与调节大鼠海马区与前额叶皮层中的5-羟色胺以及多巴胺的代谢有关。     

基于联合锋电位-局部场电位的整合野调制特性研究

整合野调制在生物视觉系统的图形背景分离和轮廓检测中具有重要作用。为了研究整合野空间频率调制特性,首先测定单个神经元的感受野范围和整合类型,挑选出要研究的抑制性神经元;然后,用匹配追踪算法和希尔伯特变换提取Spike触发的伽马频带LFP瞬时能量;最后,将Spike触发的伽马频带LFP(local field potential,LFP)瞬时能量用于分析神经元的整合调制特性.对在大鼠初级视觉皮层(primary visual cortex,V1区)采集的96个神经元进行统计分析,实验结果表明:1)Spike触发的伽马频带LFP瞬时能量可以作为分析V1区整合野调制特性的有效指标;2)基于Spike触发的伽马频带LFP瞬时能量所获得的抑制指数要显著高于通过Spike发放率以及伽马频带LFP功率的结果(P0.001),并且整合野的调制规律性更加明显,个体适用性更好。     

大脑前额叶皮层与免疫机能的关系Ⅰ.损毁前额叶皮层对猕猴淋巴细胞免疫机能的影响

用临床细胞免疫学检测方法,对损毁大脑前额叶背外侧部皮层手术前、手术后７天和手术后３０天的猕猴外周血液淋巴细胞的４种免疫花环（Ｅｔ、Ｅａ、ＺＹＣ和ＭＥ花环）进行了跟踪监测,并与假手术组进行对照。结果表明：损毁大脑前额叶皮层后,其外周血活化Ｔ淋巴细胞花环率（Ｅａ）和Ｂ淋巴细胞的小鼠红细胞花环率（ＭＥ）均在手术后７天显著下降;直到手术后３０天仍显著低于手术前。而总Ｔ淋巴细胞花环率（Ｅｔ）和酵母多糖补体复合物花环率（ＺＹＣ）则在手术后７天显著下降,在手术后３０天又回复。这些结果提示：大脑前额叶皮层对机体免疫机能具有一定的调节联系作用,损毁大脑前额叶皮层后,可引起机体淋巴细胞免疫功能下降,其作用机理尚待进一步研究     

有无反馈对欺骗过程的神经机制的调控作用

欺骗行为会导致欺骗结果的产生,欺骗结果又会直接影响欺骗行为的发生及其内在机制.虽然有研究表明,欺骗结果会对相应的欺骗过程产生调控作用,但对这一调控作用的机制并不清楚.本研究采用功能核磁共振技术,对两组被试分别使用有、无反馈(欺骗结果)的GKT范式并记录两组被试在进行诚实反应和欺骗反应时的大脑激活模式.结果发现,有反馈组与无反馈组相比,有反馈组的诚实反应和欺骗反应都导致了左侧顶叶皮层、左背部前扣带皮层、左侧脑岛、双侧视皮层和右侧小脑的更大激活;对两组而言,欺骗反应和诚实反应都导致了右腹外侧前额区域、双侧缘上回、左侧脑岛、右后内侧额叶、右侧颞中回和右侧纹状体的更大激活;此外,与无反馈组相比,有反馈组的欺骗反应与诚实反应在双侧纹状体和左侧脑岛上的激活差异更加明显.这些结果表明,有无欺骗结果对欺骗过程的神经机制具有调控作用,当需要面临欺骗结果时,欺骗过程将更大程度地涉及到奖赏预期和风险厌恶过程的参与.     

多巴胺D2型受体可能参与运动对帕金森病小鼠皮层-纹状体突触传递及自主活动的调节

本研究旨在揭示皮层-纹状体突触后膜多巴胺D2型受体(D2 receptor, D2R)在运动改善帕金森病(Parkinson’s disease,PD)小鼠行为功能障碍中的作用。选取C57/BL6雄性成年小鼠,随机分为对照组、PD组和PD运动组。纹状体两点注射6-羟多巴胺(6-hydroxydopamine, 6-OHDA)建立单侧损伤PD模型。运动干预方案为匀速跑台训练(16 m/min,40 min/d,每周5 d,共持续4周)。采用旷场实验评价小鼠自主活动能力,用离体脑片记录兴奋性突触后场电位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)来评价皮层-纹状体突触传递效能,并观察D2R激动剂干预对小鼠自主活动能力和皮层-纹状体突触传递的影响。结果显示,和PD组相比,PD运动组小鼠自主运动距离和快速移动占比显著增加(P 0.05),递增刺激强度(0.75～3.00 pA)下fEPSP最大幅值显著降低(P 0.05),刺激-反应曲线斜率降低。和未给予D2R激动剂的PD小鼠相比,D2R激动剂处理的PD小鼠运动距离及快速移动占比显著增加(P 0.05),fEPSP峰值(P 0.05)和刺激-反应曲线斜率降低。以上结果表明,早期运动干预或D2R激动剂干预均可抑制PD小鼠皮层-纹状体突触传递效能异常增高的现象,并改善小鼠自主运动能力,提示皮层-纹状体突触后膜D2R可能是运动改善PD小鼠自主活动能力的重要细胞分子作用靶点。     

猕猴执行痛、热延缓辨别作业时额叶神经元及肌电活动的观察

为研究额叶神经元对躯体痛、热刺激出现反应的机能意义,设计了痛、热延缓辨别作业对猕猴进行实验。痛和热仅在暗示期给予,要求动物对此不立即作出行为反应。而是暂时记住这个信号,等到行动期再作出反应。待作业正确率连续三天达90%以上,记录额叶神经元和两侧上肢肌肉的电活动.以观察神经元活动与信号刺激以及肌肉活动之间的关系。在记录的142个作业相关神经元中,与痛、热刺激相关者87个(66.4%)。其中22个仅对痛刺激、18个仅对热刺激起反应,47个对痛、热刺激都起反应(其中4个反应方向相反)。此外,有21个对痛、热、视都出现反应。其余仅对视觉刺激起反应。这些神经元主要位于额叶弓状沟上支内侧,包括前额叶和运动前区皮层。在两侧上肢12块肌肉中,除操作侧指总伸肌、尺侧腕屈肌和桡侧腕屈肌在压放杠杆时,可记录到短暂的肌电活动外,在作业的其它时期和其它肌肉均未记录到规律的肌电活动。这表明痛热刺激在暗示期引起的神经元反应与行为动作的发动没有直接关系,从而支持关于额叶皮层这一区域的神经元在对刺激物信号意义的辨别机制中,可能起着重要作用的假说。     

长期练习太极拳对老年人自主神经系统调节功能的影响

目的:研究长期练习太极拳运动对老年人自主神经系统调节功能的影响。方法:本文以辽宁省老干部大学太极拳练习班的18人为研究对象,将受试者分为两组。长期锻炼组10人,初学者8人。实验采用具有一个重复测量的两因素设计。利用ME6000生理电信号采集器、Pro Comp Infiniti呼吸感应器、水银血压计采集受试者练习太极拳前安静时,练习太极拳运动后30 min、60 min的心电、呼吸以及血压数据。结果:安静状态下,长期锻炼者心率变异性(HRV)的RR间期、正常RR间期的标准差(SDNN)、总功率(TP)、低频功率(LFP)、高频功率(HFP)、标准化高频功率(n HFP)频率显著高于初学者组,而低频/高频功率(LFP/HFP)、收缩压和舒张压、安静心率显著低于初学者。安静状态下,长期锻炼组受试者呼吸频率显著低于初学者。练习太极拳运动后,TP、n HFP、LFP/HFP以及HR和收缩压指标均有显著变化,同时发现长期锻炼组这些指标受太极拳运动影响的效应尺度要大于初学者。结论:长期坚持太极拳运动能够显著提高老年人迷走神经的调节作用同时减弱交感神经的调节作用。     

mGluRs调节皮层-纹状体突触可塑性与运动防治帕金森病的研究进展

皮层-纹状体谷氨酸(glutamate, Glu)能通路的异常兴奋是帕金森病(Parkinson's disease, PD)的关键病理基础。代谢性谷氨酸受体(metabotropic glutamate receptors, mGluRs)可通过调节突触前Glu释放和突触后传递调控皮层-纹状体突触可塑性,是PD临床治疗的重要干预靶点。运动疗法作为PD康复的重要手段,可显著减缓PD运动和认知的退变,其机制可能与重塑皮层-纹状体突触结构与功能有关。该文就mGluRs调控皮层-纹状体通路Glu传导与运动防治PD的神经生物学机制等方面进行综述。     

多通道局部场电位时变频谱的同步模式及其对行为事件的编码

用时变相干（time-varying coherence）频谱方法分析多通道局部场电位（local field potentials, LFPs）随时间变化的同步模式及其对行为事件的编码。实验数据为行为事件前后3秒的28通道LFPs。分别计算每个通道LFP的功率谱密度（power spectral density, PSD）及多通道LFPs各个特征频段的PSD,选取PSD分布集中的?兹频段为LFPs的特征频段;应用离散二进小波变换获取LFPs的?兹频段分量;从28通道LFPs中选取PSD最大的通道作为参考通道。选取计算窗口为50 ms,从初始点开始计算每个窗口中每个通道LFP及其?兹分量对参考通道的频谱相干分析。移动窗口步长为25 ms,获取多通道LFPs及其?兹分量的时变频谱相干动态分布。研究结果显示,?兹频段分量的PSD占LFPs总功率的71.95%,表明?兹分量是实验中多通道LFPs同步的特征频段;多通道LFPs的?兹分量频谱相干值随时间变化,行为事件点前后1 s的相干值具有显著差别（P＜0.05）,表明多通道LFPs的?兹频段时变频谱相干有效地编码了这一行为事件。     

腺苷A2A受体参与基底神经节间接通路运动调节的研究进展

运动功能是在神经系统的调控下完成的,皮层及基底神经节在运动功能调节中发挥信息整合及指令发放的作用,其中纹状体是基底神经节中接受传入信息的主要核团。腺苷A2A受体(adenosine A2A receptor, A2AR)在纹状体中高度表达,并在纹状体中整合多巴胺、谷氨酸和大麻素信号,参与间接通路运动抑制的信息编码。该文阐述了腺苷A2AR与多巴胺D2受体、代谢型谷氨酸mGlu5受体以及大麻素CB1受体的交互作用,探讨腺苷表达异常在神经疾病,如帕金森病、酒精成瘾等产生的作用,以及靶向干预腺苷改善相关疾病运动功能的机制,并对A2AR在间接通路运动调控及相关运动障碍中的研究进行总结,为后期运动功能中枢靶向干预提供理论参考。     

激活大鼠前额叶下边缘区GABA_A受体对被动回避记忆巩固的影响

该研究采用一次性步入法测试大鼠被动回避行为,以局部EEG功率变化作为蝇蕈醇失活前额叶下边缘区的效果指标,观察训练期和24 h后重测试时大鼠进入暗箱的潜伏期,旨在探讨激活前额叶下边缘区GABAA受体,可逆性失活该区神经元对大鼠被动回避记忆巩固过程的影响。结果发现,蝇蕈醇可显著降低大鼠前额叶下边缘区EEG总功率,但其被动回避作业重测试潜伏期与对照组无明显差异;即大鼠前额叶下边缘区GABAA受体被激活,导致该区神经兴奋性可逆性降低,但不影响被动回避记忆的巩固过程。     

利他林对幼年大鼠额叶皮层小清蛋白阳性中间神经元c-Fos表达的影响

目前已知注意力缺损多动症(attention-deficit hyperactivity disorder,ADHD)的发病机制与额叶皮层活动降低、多巴胺(dopamine,DA)和去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)不足有关。利他林目前是临床治疗ADHD的首选使用药物。它是单胺类递质转运体抑制剂,通过阻断转运体,提高细胞外DA和NE浓度,达到治疗效果。除此之外,利他林还可以增强皮层锥体神经元的兴奋性,增强皮层整体的活动。但是,利他林对中间神经元活动的影响尚不清楚。本研究采用药理学和免疫组织化学技术,探讨全身注射利他林对幼年大鼠眶额皮层(orbitofrontal cortex,OFC)、前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)和前扣带皮层(anterior cingulate cortex,ACC)中小清蛋白(parvalbumin,PV)阳性中间神经元c-Fos表达的影响。结果显示,利他林显著增加OFC的内侧区(MO)、腹侧区(VO)和外侧区(LO)c-Fos的表达,但是仅增加MO区和VO区PV阳性中间神经元c-Fos的表达,对LO区PV阳性中间神经元c-Fos表达没有影响;对PFC前边缘区(Pr L)和缘下回区(IL)的分析显示,只有剂量为1 mg/kg的利他林可使这两个区域c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达明显增多,而8 mg/kg的利他林则无显著作用。利他林可使ACC中c-Fos的表达和PV阳性中间神经元c-Fos的表达显著增多。以上结果表明,对幼年大鼠全身给予利他林,可以激活其额叶皮层PV阳性中间神经元,提示利他林可能通过激活皮层PV阳性神经元调控皮层锥体神经元动作电位的发放和神经元网络的同步活动,影响皮层的输出。