时滞援助的两抑制性突触耦合的Chay 神经元的同步

一对抑制性突触耦合的混沌Chay神经元的同步模式被研究。结果表明当耦合强度超过临界值时,两抑制耦合的混沌Chay神经元能达到反相的同步。与此同时,两混沌的神经元变为周期而不是原来的混沌运动。然而,如果考虑耦合神经元信息的传导时滞,在有效的时滞下,两个耦合神经元的在相簇同步能增加。在相簇同步窗口的大小随着耦合强度的增加而增加。此结果对于我们理解神经元集群的运动是一个指导。     

电突触耦合神经元的相位同步及放电节律的转化

研究了两个参数失配较大情况下,处于不同放电模式的两个电突触耦合Hindmarsh-rose(HR)神经元的相位同步问题,发现在适当耦合强度下可以实现相同步并呈现出复杂的放电节律.利用峰峰间期(Interspikeinterval,ISI)和平均放电频率证实了相同步的发生,给出并分析了不同放电状态的神经元在电突触耦合下实现相同步后的神经放电节律.从相同步的角度显示,神经元同步后呈现簇放电特征或峰放电特征,除与两耦合神经元独自放电模式有关外,还与电突触耦合强度有一定的内在关系.     

视皮层神经元活动的振荡和同步振荡现象

视皮层神经元电活动的振荡和同步振荡现象是神经生理学实验的最新发现之一.这一研究成果在认知科学界引起广泛关注.学术界对它在认知心理学上的解释、作用及意义有不同的评论.     

动态神经网络中的同步振荡

目前有一种假设认为同一视觉对象是由一群神经元的同步振荡活动来表征的。这一神经元发放活动的时间特性,是解决视觉信息处理中“结合问题（Ｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍ）”的可能机制。本文用我们所提出的一种简化现实性神经网络模型［１］所构造的时滞非线性振子网络［２］,模拟生物神经网络的同步振荡活动。并考虑了振子各参数的设置与振荡活动的关系,以及网络振子间耦联对同步活动的影响．     

神经耦合振荡的量子孤波分析

为了分析神经耦合振荡产生频率同步的原因,在神经信息波动方程孤立子解的基础上讨论了神经耦合振荡方程组的稳定解。分别从同地和异地耦合孤波的同相和反相四种情况给出了孤波之间距离随时间的变化规律。阐述了大脑视觉皮层神经元集群之间的耦合振荡在神经孤波模式下呈现出的波粒二象性,体现了知觉具有量子化的特点。因而神经振荡必将引发集体突发,形成脑波频率同步。     

神经元群简化模型的动态特性的研究

神经发放率的振荡和同步现象是视觉神经生理学的最新实验发现,也是Ｍａｌｓｂｕｒｇ等人关于物体感知的时间相关性神经群理论的重要假设。本文在神经元群简化模型动力学方程的基础上加以改进,研究了噪声对振荡的相关性和独立性的影响,取得与生物实验相似的结果;发现在具有时间结构的输入刺激下单个神经元群发放的锁频现象,进一步讨论了两个神经元群之间的同步现象及其机理。     

功能柱结构神经网络模型中的同步振荡现象

功能柱作为大脑皮层一个普遍存在的基本结构, 有着重要的功能意义. 基于皮层功能柱的生理特点, 构建一个模块式的神经网络模型. 当施以恒定密度的脉冲刺激时, 单个功能柱能产生同步振荡. 根据外界输入和网络结构参数的不同, 振荡频率在3~43 Hz之间变化. 由多个功能柱构成的网络之间能在各振荡子之间出现复杂的同步现象, 网络中可以出现部分同步的亚集群.     

关于耦合神经元活动时的能量原理

最近美国耶鲁大学的神经科学家们用实验数据表明,哺乳动物大脑皮层中神经信号的传递是一个代价昂贵的能量支出过程,而神经信号的编码是与能量代谢紧密地耦合在一起的,但是到目前为止还无法定量给出神经元活动时的能量函数。在这篇文章中,能量原理被用于神经活动和神经信息处理机制的研究,在电生理实验数据的基础上,建立神经元活动的用能量函数表示的运动方程。结果表明用能量函数表达耦合神经元的阈下电活动和动作电位,数值计算结果与用Hodgkin-Huxley方程所描述的动作电位一致。从而有可能依据能量原理从脑信息处理的角度揭示和理解大脑神经网络系统的信息表现规律。     

基于生理解剖知识的入睡机制神经元群网络模型研究

以生理解剖知识为基础,在已有的丘脑网状核细胞和丘脑皮质细胞间组成的入睡机制的两细胞环路模型［１］和由此两细胞环路组成的网络模型［２］的基础上,提出了增加皮层细胞在内的三种细胞组成的环路模型和网络模型,以使模型更符合近来认为睡眠机制是皮层和丘脑环路中出现特定的同步振荡的看法［３］。并能使模型的仿真结果可以和规定人体睡眠分期的脑电特征波相对应。这一网络模型的仿真结果,在一定条件下,确能在皮层细胞处出现符合睡眠分期中规定的标志入睡的纺锤波,这一初步结果,启示我们用模型仿真方法来进一步探讨睡眠机制和用模型仿真方法来进一步探讨人脑的微观神经元的电活动是如何通过同步振荡整合到宏观功能状态的某些信息处理过程的可能性。     

视觉信号在中枢的整合：同步振荡产生的机理和功能

神经系统内各信息通道的信号间如何整合？一个可能的途径就是通过同步振荡来协调。本文对同怕研究进展作了回顾,侧重介绍了视皮怪内同步振荡的提出、实验依据、产生的机理和功能意义,并对可能的进展作了展望。     

Gap junction-mediated spontaneous Ca waves in differentiated cholinergic SN56 cells

Neuronal gap junctions are receiving increasing attention as a physiological means of intercellular communication, yet our understanding of them is poorly developed when compared to synaptic communication. Using microfluorimetry, we demonstrate that differentiation of SN56 cells (hybridoma cells derived from murine septal neurones) leads to the spontaneous generation of Ca²⁺ waves. These waves were unaffected by tetrodotoxin (1 μM), but blocked by removal of extracellular Ca²⁺, or addition of non-specific Ca²⁺ channel inhibitors (Cd²⁺ (0.1 mM) or Ni²⁺ (1 mM)). Combined application of antagonists of NMDA receptors (AP5; 100 μM), AMPA/kainate receptors (NBQX; 20 μM), nicotinic AChR receptors (hexamethonium; 100 μM) or inotropic purinoceptors (brilliant blue; 100 nM) was also without effect. However, Ca²⁺ waves were fully prevented by carbenoxolone (200 μM), halothane (3 mM) or niflumic acid (100 μM), three structurally diverse inhibitors of gap junctions, and mRNA for connexin 36 was detected by PCR. Whole-cell patch-clamp recordings revealed spontaneous inward currents in voltage-clamped cells which we inhibited by Cd²⁺, Ni²⁺ or niflumic acid. Our data suggest that differentiated SN56 cells generated spontaneous Ca²⁺ waves which are propagated by intercellular gap junctions. We propose that this system can be exploited conveniently for the development of neuronal gap junction modulators.     

细胞间隙连接通讯与肿瘤

由连接蛋白构成的细胞间隙连接通讯(GJIC)广泛存在于脊椎动物中,可以直接介导细胞间小分子物质的传递,而不需要通过细胞间质。GJIC与肿瘤密切相关,多数肿瘤GJIC能力降低或丧失,连接蛋白不表达或胞内定位,而恢复GJIC可以抑制肿瘤, GJIC已成为肿瘤预防与治疗研究的潜在靶点之一。     

Fluctuations in the concentration of extracellular ATP synchronized with intracellular Ca(2+) oscillatory rhythm in cultured cardiac myocytes

Isolated and cultured neonatal cardiac myocytes contract spontaneously and cyclically. The intracellular concentration of free Ca²⁺ also changes rhythmically in association with the rhythmic contraction of myocytes (Ca²⁺ oscillation). Both the contraction and Ca²⁺ oscillatory rhythms are synchronized among myocytes, and intercellular communication via gap junctions has been considered primarily responsible for the synchronization. However, a recent study has demonstrated that intercellular communication via extracellular ATP-purinoceptor signaling is also involved in the intercellular synchronization of intracellular Ca²⁺ oscillation. In this study, we aim to elucidate whether the concentration of extracellular ATP changes cyclically and contributes to the intercellular synchronization of Ca²⁺ oscillation among myocytes. In almost all the cultured cardiac myocytes at four days in vitro (4 DIV), intracellular Ca²⁺ oscillations were synchronized with each other. The simultaneous measurement of the concentration of extracellular ATP and intracellular Ca²⁺ revealed the extracellular concentration of ATP actually oscillated concurrently with the intracellular Ca²⁺ oscillation. In addition, power spectrum and cross-correlation analyses suggested that the treatment of cultured cardiac myocytes with suramin, a blocker of P2 purinoceptors, resulted in the asynchronization of Ca²⁺ oscillatory rhythms among cardiac myocytes. Treatment with suramin also resulted in a significant decrease in the amplitudes of the cyclic changes in both intracellular Ca²⁺ and extracellular ATP. Taken together, the present study demonstrated the possibility that the concentration of extracellular ATP changes cyclically in association with intracellular Ca²⁺, contributing to the intercellular synchronization of Ca²⁺ oscillation among cultured cardiac myocytes.     

Intercellular junctions in the hypodermis,salivary gland and gené's organ of the cattle tick,Boophilus microplus

Summary The intercellular junctions that occur in the hypodermis, Gené's organ, and the salivary glands of the tick, B. microplus, are described. The epithelial cells of the hypodermis are connected by spot desmosomes and septate junctions and the secretory cells of Gené's organ by septate and gap junctions. The cap cells in the alveoli of the salivary gland connect to adjacent cells by gap junctions, hemidesmosomes and septate junctions into which microtubules are inserted.The authors would like to thank Mr. R. Lamb for preparing the plates. M.W.J. Megaw was supported by an S.R.C. Studentship     

肌细胞发育过程中间隙连接的变化

用石蜡切片、超薄切片和冰冻蚀刻技术研究了东方蝾螈胚胎肌细胞发育过程中间隙连接的变化。间隙连接最初出现于原肠后期的体节中胚层细胞中,到原肠末期,体节中胚层细胞间的间隙连接数量骤增,从神经板期到鼻窝出现期,间隙连接数量保持在一个相当高的水平,肌效应期后,其数量明显下降,直到肌细胞发育成熟,神经-肌肉连接充分发育,间隙连接才消失。间隙连接大小的变化与数量的变化表现为平行的现象。此外,细胞融合之前,正是间隙连接的数量和大小达到最高峰的时间。这些结果说明细胞通讯与胚胎肌细胞发育密切相关。对细胞通讯在细胞决定和分化以及细胞融合中的可能作用进行了讨论。     

1H, 13C, and 15N backbone resonance assignments of the carboxyl terminal domain of Connexin40

Connexin40 is a gap junction protein involved in cell communication in the heart and other tissues. The assignments of an important Connexin40 regulatory domain, the carboxyl terminus, will aid in identifying the types of inter- and intramolecular interactions that affect channel activity.     

一种用FRAP测定细胞间隙连接介导通讯的方法

本文探讨了利用荧光漂白恢复技术(FRAP)测定体外培养小鼠大脑皮层神经胶质细胞间隙连接通讯的方法。经细胞培养、荧光染色、荧光激发、荧光漂白、激光扫描及计算 机分析等处理,结果各所选神经胶质细胞内荧光均得到不同程度的恢复,即经扫描15.3分钟后,1—5号细胞内荧光相对强度分别上升了14％、28％、43％、17.5%、12.5％,三次平均上升了18.57±10.06％,荧光恢复速率平均为1.223±0.785％/min(n=14)。表明该方法可用来测定细胞间隙连接通讯。     

缝隙连接与糖尿病

细胞间通讯方式可分为间接与直接通讯方式,以体循环远程分泌、旁分泌和自分泌方式完成的调节方式为间接通讯,而以细胞间隙连接为途径进行的细胞间直接的信息交流为直接通讯。细胞间隙连接又称缝隙连接,是普遍存在于人和动物组织中的一种细胞连接形式。近年有一系列研究表明缝隙连接胞间通道的异常与糖尿病及其并发症的发生、发展密切相关,本文将就有关这方面的研究进展作一综述。     

外胚层细胞诱导后的间隙连接

用电镜观察了经受诱导作用之后胚胎细胞的冷冻蚀刻复型膜。和未经诱导作用的对照组比较,早期和中期神经胚的神经上皮细胞以及经过豚鼠骨髓粗提液(BME)——一种有效的异源中胚层诱导物——处理过的早期原肠胚外胚层,它们的间隙连接都处于活跃的动态状态。用图像分析仪测得的间隙连接连接子的排列密度,指出经受过诱导作用的三组分别和未经受诱导作用的对照组比较,计算求出P值,神经上皮两组和对照组的差别为非常显著,BME处理过的细胞和对照组的差别为显著。结合对照组与诱导后胚胎细胞间隙连接连接子的变化讨论了它们在信息传递上可能起的作用。