学习与记忆神经机制研究进展

学习与记忆是大脑的重要高级功能,认知神经科学的迅速发展为探索学习与记忆的神经机制提供了新的思路和方法。突触的可塑性变化可能是记忆形成与巩固的分子与细胞机制,随着神经联结的形成,大脑构建出不同的记忆通路,不同类型的记忆又享有各自的记忆系统。对记忆的脑机制研究能够指导人们如何有效地提高记忆。论述了记忆的形成与巩固的神经机制,脑的记忆系统以及如何有效地提高记忆成绩。     

情绪记忆权衡与拓宽效应及其认知神经机制

情绪图片能比中性图片产生更好的记忆效果。然而近年研究发现,对于复杂场景图片,情绪诱发的记忆增强并非单一的过程,而包含两个相反的现象：情绪信息既可能选择性地增强场景中具有情感色彩的中心记忆,并带来背景记忆的下降,诱发情绪记忆权衡效应;也可能同时增强中心和背景记忆,诱发情绪记忆拓宽效应。两种现象的发生取决于记忆信息特性（情绪效价、中心-背景联结程度）及记忆过程（编码、巩固和提取）相关的诸多因素,而其背后的机制仍未明晰。当前该领域存在情绪记忆权衡是否是一种不由注意所介导的自动化过程的争论,另有少数研究考察了与记忆权衡效应相关的脑网络,而针对记忆拓宽效应机制的研究仍较为匮乏。未来需从行为和神经层面,对比情绪诱发的记忆权衡与拓宽效应的发生机制,针对二者的自动化特性、涉及的记忆表征形式等问题深入研究,并将这些效应拓展至空间之外的维度,以系统揭示情绪信息选择性增强记忆现象背后的深层原因。     

有氧运动联合螺旋藻营养补充对2型糖尿病大鼠学习记忆的影响及其机制

本文采用2型糖尿病大鼠模型,应用Tunel荧光染色、Western blot等方法研究有氧运动联合螺旋藻对2型糖尿病大鼠学习记忆功能和对ERK/CREB信号通路及cleaved caspase-3表达的影响.成模大鼠随机分为4组:糖尿病模型组(DM)、糖尿病+运动组(DE)、糖尿病+螺旋藻组(DS)、糖尿病+运动+螺旋...     

生存加工改善记忆编码的机制

将信号检测论引入到DRM范式中,以再认测验中区分关键诱饵和无关新项目的能力作为梗概加工的指标,以区分旧项目和关键诱饵的能力作为项目特异性信息加工的指标,通过与愉悦度评价和范畴评价的对比,考察了生存加工影响记忆的内在机制.实验1使用的非生存对照条件是愉悦度评价任务,实验结果显示,生存加工比愉悦度评价涉及更多的梗概加工,但是在项目特异性加工上两个编码条件间没有显著差异;实验2使用的对照条件是范畴评价任务,结果显示生存加工条件下进行的项目特异性加工多于范畴评价条件,但是在梗概加工上两个编码条件间没有显著差异.本研究证明了生存加工不仅可以促进梗概信息的编码和加工,也同时促进了项目特异性信息的编码和加工,当与只有一种信息加工占优势的对照条件比较时,就会出现记忆的生存加工优势.     

抗阻运动对抑郁动物模型学习记忆能力的影响

为了考察抗阻运动对抑郁动物模型学习记忆能力的改善作用及机制.本研究建立了慢性温和不可预见性应激(CUMS)抑郁大鼠模型,通过对CUMS大鼠进行8周的抗阻运动,且每周2次向大鼠静脉注射0.1 mg/kg的ERK抑制剂PD98059,考察了大鼠的行为学、海马神经元凋亡及海马中Bcl-2、GAP-43、p-ERK和BDNF的...     

探讨酶的记忆

酶是否具有对其反应底物形成记忆是一个值得探讨的问题。在底物与酶相互作用中,底物诱导酶产生与其互补结合的构象,其构象的稳定性,决定了酶对底物的高度选择性。尽管某种酶能够与多个底物Sn(n=1,2,3…)发生反应,但如果酶先与S1反应,则酶将降低对S2、S3等底物的选择性,反之亦然。这似乎是酶(蛋白质)与底物S1作用后,对S1形成了记忆。     

小鸡早期记忆形成的神经机制

小鸡是研究早期记忆形成机制的理想动物模型.一日龄小鸡在一次性被动回避实验（one-trial-passive-avoidance-test）后,与记忆形成相关脑区的神经元在时间和空间上发生了一系列复杂的生理生化反应.综述了小鸡记忆形成过程的最新研究进展,分析了与记忆形成相关的神经回路、细胞和分子机制.     

若干有关学习和记忆神经机制问题的讨论

若干有关学习和记忆神经机制问题的讨论梅镇彤（中国科学院上海生理研究所,上海２０００３１）目录一、学习和记忆的分类问题二、突触可塑性与学习记忆三、运动学习记忆的神经基础四、长时记忆分子生物学研究的新进展五、结束语学习和记忆是脑的重要功能,关于学习和记忆...     

学习和记忆的神经生化学机制的研究概况

脑功能研究是生物科学界当前最重要课题之一,学习和记忆是大脑高级功能之一,本文就各种神经递质和神经活性肽对学习记忆的作用进行综述,以便促进改善于学习和记忆功能方面的课题研究了广泛开展。     

β-连环蛋白在记忆巩固过程中起重要作用

一般认为,突触的结构在记忆的巩固过程中发生变化。β-连环蛋白（β-catenin）已被证实与神经元突触的调节和重塑有关。β-连环蛋白可与钙粘蛋白（cadherin）结合形成复合物参与突触发育及其连接性和活性的调节。此外,β-连环蛋白在Wnt信号传导通路中发挥着重要作用。这条信号通路在海马切片标本中被证实参与突触可塑性的调节。由此推测,β-连环蛋白可能是影响突触可塑性的核心蛋白,并参与调节学习和记忆等重要活动。但之前尚无实验证明它在动物学习和记忆中潜在的重要作用。     

Role of glutamate-52 in the mechanism of L-lactate dehydrogenase from Bacillus stearothermophilus

A single residue of the NAD(H)-dependent lactate dehydrogenase (LDH) from Bacillus stearothermophilus has been changed in order to decrease substrate inhibition. The conserved aspartic acid residue at position 52 was replaced by glutamate using site-directed mutagenesis. The effect on substrate inhibition was measured. In the glutamate-52 mutant substrate inhibition is decreased twofold.     

Peptide substrates for G protein-coupled receptor kinase 2

G protein-coupled receptor kinases (GRKs) control the signaling and activation of G protein-coupled receptors through phosphorylation. In this study, consensus substrate motifs for GRK2 were identified from the sequences of GRK2 protein substrates, and 17 candidate peptides were synthesized to identify peptide substrates with high affinity for GRK2. GRK2 appears to require an acidic amino acid at the −2, −3, or −4 positions and its consensus phosphorylation site motifs were identified as (D/E)X_1–3(S/T), (D/E)X_1–3(S/T)(D/E), or (D/E)X_0–2(D/E)(S/T). Among the 17 peptide substrates examined, a 13-amino-acid peptide fragment of β-tubulin (DEMEFTEAESNMN) showed the highest affinity for GRK2 (K_m, 33.9 μM; V_max, 0.35 pmol min⁻¹ mg⁻¹), but very low affinity for GRK5. This peptide may be a useful tool for investigating cellular signaling pathways regulated by GRK2.     

脑部乳酸供能的方式

脑部存在星形胶质细胞-神经元的乳酸穿梭方式供能。单羧酸转运蛋白2(monocarboxylate transporter 2,MCT2)和MCT4的细胞特异性分布与乳酸穿梭的方向存在密切联系。MCT2和MCT4分别集中于神经元突触后膜致密区与星形胶质细胞终足膜,可能有利于N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-asparticacid,NMDA)受体抑制的解除及循环中乳酸穿越血脑屏障。神经元和星形胶质细胞均能利用乳酸或血糖作为氧化底物。神经元中,乳酸是比血糖更为优势的氧化底物,其原因有待研究。脑部乳酸不仅来源于血糖酵解,还来源于血液循环中的乳酸及星形胶质细胞的糖原酵解。     

Notch信号途径的调节

Notch信号途径是通过局部细胞间相互作用,实现细胞间通讯、胞浆内的信号转导以及核内转录,从而控制细胞的增殖、分化、凋亡、迁移及粘附等细胞的命运的途径。它在进化中非常保守,在机体的整个生长发育过程的调控中发挥着重要的作用。Notch信号途径作用过程受其他多种分子和途径的调节。本文从细胞外水平、细胞浆水平和细胞核水平分别讨论了Notch信号途径的调节。对进一步了解Notch信号途径,解释生理病理现象、控制和治疗疾病提供基础。     

昆虫的NF-kB信号通路

昆虫NF-kB信号通路由toll和imd两条通路组成,通过转录因子NF-kB作用于靶标基因kB位点,而调节抗菌活性物质的表达。大量实验表明它能够被细菌、真菌和病毒的侵染所激活,在昆虫体液免疫中发挥着主要作用。现就昆虫的NF-kB信号通路的主要信号元件等进行综述。     

Methionine residues lining the substrate pathway in prolyl oligopeptidase from Pleurotus eryngii play an important role in substrate recognition

Family S9 prolyl oligopeptidases (POPs) are of interest as pharmacological targets. We recently found that an S9 POP from Pleurotus eryngii showed altered substrate specificity following H₂O₂ treatment. Oxidation of Met203 on the non-catalytic β-propeller domain resulted in decreased activity toward non-aromatic aminoacyl-para-nitroanilides (pNAs) while maintaining its activity toward aromatic aminoacyl-pNAs. Given that the other Met residues should also be oxidized by H₂O₂ treatment, we constructed mutants in which all the Met residues were substituted with other amino acids. Analysis of the mutants showed that Met570 in the catalytic domain is another potent residue for the altered substrate specificity following oxidation. Met203 and Met570 lie on the surfaces of two different domains and form part of a funnel from the surface to the active center. Our findings indicate that the funnel forms the substrate pathway and plays a role in substrate recognition.     

Timing of potential and metabolic brain energy

The temporal relationship between cerebral electro-physiological activities, higher brain functions and brain energy metabolism is reviewed. The duration of action potentials and transmission through glutamate and GABA are most often less than 5 ms. Subjects may perform complex psycho-physiological tasks within 50 to 200 ms, and perception of conscious experience requires 0.5 to 2 s. Activation of cerebral oxygen consumption starts after at least 100 ms and increases of local blood flow become maximal after about 1 s. Current imaging technologies are unable to detect rapid physiological brain functions. We introduce the concepts of potential and metabolic brain energy to distinguish trans-membrane gradients of ions or neurotransmitters and the capacity to generate energy from intra- or extra-cerebral substrates, respectively. Higher brain functions, such as memory retrieval, speaking, consciousness and self-consciousness are so fast that their execution depends primarily on fast neurotransmission (in the millisecond range) and action-potentials. In other words: brain functioning requires primarily maximal potential energy. Metabolic brain energy is necessary to restore and maintain the potential energy.     

尼古丁调控细胞凋亡的分子机制

尼古丁是烟草中生物碱的主要成分,其生物学作用广泛。尼古丁参与影响神经系统、呼吸系统和心血管系统等重要器官的发育,并与癌症的发生有着密切的关系。尼古丁通过对细胞凋亡的调控,发挥其生物学作用。现对尼古丁调控细胞凋亡相关的各种信号通路及其分子机制进行综述。